紊流套及紊流管制造技术

本实用新型专利技术提供了一种紊流套及紊流管，其中，所述紊流套具有沿轴向贯通的贯穿孔，贯穿孔一端为锥形收缩口，另一端为锥形扩张口，锥形收缩口和锥形扩张口之间形成喉部，该喉部为沿紊流套轴向延伸的等径喉管，所述等径喉管的内壁上具有至少一组泄压孔，每组泄压孔包括沿所述等径喉管周向呈放射状分布的多个通孔。本实用新型专利技术的紊流套通过将喉部的长度加长而形成等径喉管，增加了导向作用，等径喉管内壁设置泄压孔，能减轻轧件在高速穿过水冷时的阻力，有利于轧件的运行稳定，同时，冷却水流体在从锥形收缩口进入等径喉管后，可在等径喉管内形成层流和弱紊态流动，降低了水压波动，减少了冷却水造成对轧件的冲击。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种紊流套及紊流管，尤其涉及一种适用于棒材水冷装置中的紊流套和紊流管。
技术介绍
棒材的水冷装置是对于轧制后的高温棒、线材进行强制冷却和在线热处理的设备，其原理是利用棒材热轧后在奥氏体状态下快速冷却，棒材表面淬成马氏体，随后由其心部放出余热进行自回火，提高棒、线材的强度和塑性，改善韧性，从而得到良好的综合力学性能。棒材的水冷装置主要包括预水冷装置和穿水冷却装置，其中，预水冷装置位于中 轧机组后、精轧机组前，穿水冷装置位于精轧机组后，分段剪前。棒材的水冷装置中的关键部件为水冷单元，水冷单元通常包括水冷喷嘴和连接在水冷喷嘴后的紊流管。轧件由水冷喷嘴进入紊流管内进行冷却时，因为冷却水的热容大，局部的冷却水温度升高时，很难在短时间内将热量传递给冷却水的其他部分，冷却水在紊流管内的流动状态将直接影响轧件与冷却介质的热交换强度；另外，轧件离开水冷喷嘴进入紊流管冷却后，在轧件表面会再一次形成涡核(隔热保护蒸汽膜)，轧件表面的一层涡核处于负压，紧紧包裹在轧件表面，导致接近轧件的冷却水速度减小，而影响冷却强度。紊流套是构成紊流管的核心部件，紊流套的结构决定了冷却水在冷却管内的流动状态；同时，为了强化冷却，就要减少涡核厚度，紊流套的结构是解决涡流厚度的关键。现有技术中的紊流套具有一沿轴向贯通的贯穿孔，该贯穿孔一端具有锥形收缩口，另一端具有锥形扩张口，在锥形收缩口和锥形扩张口之间形成喉部。多段紊流套串联于冷却导管内形成紊流管，每段紊流套的锥形收缩口与相邻的紊流套的锥形扩张口对接配合，多段紊流套的贯穿孔串联而成内径呈周期性变化的贯通通道。冷却水从紊流管中通过时，由于紊流管的变内径结构特点，使冷却水具有紊流状态，冷却水除沿轴向流动外，由于截面变化，造成压力的变化，在轧材的垂直表面形成剧烈的搅动，冷却水的各个质点有更多的机会接触或撞击热态线材的表面，冲击其表面的蒸汽膜，并将其中的高温质点挤走，充分地进行热交换，从而获得良好冷却效率。但是，目前用于棒材水冷中的紊流套通常其锥形收缩口与锥形扩张口之间的喉部极短，从而冷却水流体从锥形收缩口直接进入锥形扩张口，流体紊流程度高，换热系数铰大，但是预水冷轧件由于规格较大，不希望太高的换热系数，否则轧件沿断面方向的温度梯度太大，会影响轧件进入精轧机组的轧制，同时，这种结构的紊流管水冷强度大，易产生马氏体等不良组织。
技术实现思路
为了解决以上现有技术中紊流管所存在的由于喉部极短而导致的冷却水紊流程度过高、换热系数大、冷却强度高、温度梯度大的问题，本技术提供了一种紊流套及由该紊流套构成的紊流管，其结构简单，冷却效果好。本技术所提供的技术方案为一种紊流套，具有沿轴向贯通的贯穿孔，所述贯穿孔一端为锥形收缩口，另一端为锥形扩张口，所述锥形收缩口和所述锥形扩张口之间形成喉部，所述喉部为沿所述紊流套的轴向延伸的等径喉管，所述等径喉管的内壁上具有至少一组泄压孔，每组泄压孔包括沿所述等径喉管周向呈放射状分布的多个通孔。进一步的，所述等径喉管的内壁上具有多组所述泄压孔，且多组所述泄压孔沿所述等径喉管的轴向排布。进一步的，所述锥形收缩口的收缩角度为20° 23°，所述锥形扩张口的扩张角度为20° 23。。进一步的，所述锥形收缩口的收缩角度和所述锥形扩张口的扩张角度相同。进一步的，所述紊流套的两端分别固连有用于将多段所述紊流套串联时进行径向定位以及轴向定位的定位法兰，所述定位法兰为圆盘式结构，其端面上沿周向设有多个定位销孔。 进一步的，所述定位法兰的外周面上开设有沿所述定位法兰的轴向贯通的多个沟槽。本技术还提供一种紊流管，包括冷却导管；以及，串联于所述冷却导管内的多段本技术的紊流套。本技术的有益效果为本技术的紊流套具有锥形收缩口、等径喉管和锥形扩张口，多段该紊流套串联于冷却导管内形成内径呈周期性变化的紊流管，紊流管的内径变化促进了冷却水之间动能和热量的交换，通过对锥形收缩口和锥形扩张口之间的喉部改进，将喉部的长度加长而形成一沿紊流套轴向延伸而具有一定长度的等径喉管，增加了导向作用，等径喉管内壁上设置泄压孔，具有泄压能力，降低正压的形成，能减轻轧件在高速穿过水冷时的阻力；同时，喉部加长形成具有一定长度的等径喉管，冷却水流体在从锥形收缩口进入等径喉管后，可在等径喉管内形成弱紊态流动，降低了水压波动，减少了冷却水造成对轧件的冲击；换热系数和冷却强度可以有效控制，沿断面方向的温度梯度分布小，容易控制冷却温度，从而可以实现轻穿水、低过冷、小温差的冷却工艺。附图说明图I表示本技术的紊流套的结构示意图；图2表示图I中A-A向结构示意图；图3表示本技术的紊流管的结构示意图。具体实施方式以下结合附图对本技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本技术，并非用于限定本技术的范围。为了解决现有技术中，用于棒材穿水冷装置、预水冷装置中的紊流管通常所采用的紊流套在结构上由于其喉部极短，而导致的冷却水紊流程度过高、水压波动大，换热系数大、冷却强度高、温度梯度大的问题，本技术提供了一种用于紊流管中的紊流套，其具有结构简单、冷却均匀、冷却效果好等优点。如图I所示，本技术的紊流套I具有一轴向贯通的用于供冷却水通过的贯穿孔，该贯穿孔的一端为锥形收缩口 11，另一端为锥形扩张口 12，在锥形收缩口 11与锥形扩张口 12之间形成喉部，本技术的紊流套I改进之处就在于，加长了喉部的长度，将喉部设计为一沿该紊流套I轴向延伸而具有一定长度的等径喉管13，等径喉管13的内壁上设有多组泄压孔14，每组泄压孔14包括沿等径喉管13周向设置的、呈放射状分布的多个通孔140。本技术的紊流套I具有锥形收缩口 11、等径喉管13和锥形扩张口 12，多段该紊流套I串联于冷却导管内形成内径呈周期性变化的紊流管，紊流管的内径变化促进了冷却水之间动能和热量的交换，通过对锥形收缩口 11和锥形扩张口 12之间的喉部改进，将喉部的长度加长而形成一沿紊流套I轴向延伸而具有一定长度的等径喉管13，增加了导向作用，并且其结构上增加了泄压孔，具有泄压能力，降低了正压的形成，能减轻轧件在高速穿过水冷时的阻力，同时，喉部加长形成具有一定长度的等径喉管13，冷却水流体在从锥形收缩口11进入等径喉管13后，可在等径喉管13内作微稳态流动，降低了水压波动，减少了冷却水造成对轧件的冲击；换热系数和冷却强度也可以有效控制，沿断面方向的温度梯度分布小，容易控制冷却温度，从而可以实现轻穿水、低过冷、小温差的冷却工艺。本实施例中，等径喉管13的长度优选为轧件直径为l(T20mm时，等径喉管13长度为6(Tl00mm。当然，在实际应用中，等径喉管13的长度可根据轧件的规格尺寸以及工艺要求进行合理调整，在此不再进行列举。等级喉管的直径是控制换热系数和冷却强度的关键。等径喉管13直径过大，则冷却水流量大，冷却不均匀，轧件会产生波浪弯；而等径喉管13直径过小，则轧件与管壁易发生摩擦，而对轧机产生阻力。本实施例中，优选的，轧件直径为IOmm时，等径喉管13直径优选为20mm，既满足要求的正压力值，又避免轧件与管壁发生摩擦；轧件直径为12 16mm时，等径喉管13直径优选为30mm ;轧件直径为18 22mm时，等径喉管13直径优选为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种紊流套，具有沿轴向贯通的贯穿孔，所述贯穿孔一端为锥形收缩口，另一端为锥形扩张口，所述锥形收缩口和所述锥形扩张口之间形成喉部，其特征在于：所述喉部为沿所述紊流套的轴向延伸的等径喉管，所述等径喉管的内壁上具有至少一组泄压孔，每组泄压孔包括沿所述等径喉管周向呈放射状分布的多个通孔。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：梁鸿，熊坚，马志勇，童镇，刘炜，李新林，孙长城，王任全，
申请(专利权)人：北京京诚瑞信长材工程技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：