水冷喷嘴制造技术

本实用新型专利技术提供了一种水冷喷嘴，包括：管体，具有进水口；以及，喷嘴本体，具有沿轴向贯通的用于容纳轧件的内腔，设置于管体内、并与管体之间形成与进水口连通的集水腔；喷嘴本体上沿周向设有向其轴心收敛的第一喷射通道，第一喷射通道与喷嘴本体的轴心线之间形成第一喷射角；喷嘴本体上沿其周向还设有向其轴心收敛的第二喷射通道，第二喷射通道与喷嘴本体的轴心线之间形成第二喷射角；第一喷射通道与第二喷射通道的收敛方向相同，且第一喷射角小于第二喷射角。本实用新型专利技术的水冷喷嘴改变了冷却水的压力和流量的分布，具有大水量、冲击小，冷却均匀的特点，有效破坏蒸汽膜，保证轧件与冷却水充分热交换，增加导热系数，合理控制轧件的水冷强度。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种水冷喷嘴，尤其涉及一种适用于棒、线材水冷装置中的高效水冷喷嘴。
技术介绍
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、线材热轧后在奥氏体状态下快速冷却，棒、线材表面淬成马氏体，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。在利用水冷装置对轧件进行轧后水冷处理时，冷却水遇炽热的轧件表面时，会受到来自轧件表面快速生成的膨胀的蒸汽膜的排斥作用，而改变冷却水流的运动方向，从而降低冷却水的作用效果。因此，水冷装置在冷却过程中冷却水的压力以及流量是影响轧件冷却效果的两个主要因素。而水冷装置中水冷喷嘴的结构直接影响着冷却水的射流方式和冷却水的流量，是棒、线材水冷装置中的关键部件。首先，水冷喷嘴的结构影响了冷却水的压力分布。水冷喷嘴射流的喷射角是决定水冷喷嘴冷却效果的一个关键因素，喷射角小时，冷却水流体在管体入口处的断面速度分布均匀，接近轧件表面时，冷却水流体速度较大，流体冲击力大，易破膜，但是，喷射角小时，流体冲击力大会造成轧件受到冲击而在水冷装置中窜动，导致轧件内部组织发生不良；喷射角大时，垂直分量较大，也利于破膜，但是喷射角大时，冷却不均匀。其次，轧件的温度降低要以水的温升来平衡，因此冷却水的流量会影响轧件的冷却速度。现有技术中，传统的水冷喷嘴的射流方式有环形收敛缝和孔洞两种。其中，采用孔洞进行射流的水冷喷嘴，当水流从喷嘴的孔洞喷出，加大流股的喷射动能，会有效的破坏轧件表面的蒸汽膜，热交换效率高。射流孔洞同轧件运行方向形成一定角度，存在喷射角小时，冷却水流体速度较大，流体冲击力大，轧件受到冲击而在水冷装置中窜动，轧件内部组织发生不良，喷射角大时。会造成轧件温降梯度比较大、轧件表层温降较快、心部冷却效果较差、冷却强度难以控制、轧件冷却不均匀等问题。而现有技术中采用环形收敛缝进行射流的水冷喷嘴，一般主要由内锥套和外锥套构成，内锥套具有向轴心收敛的第一锥面，外锥套具有与第一锥面配合的第二锥面，第二锥面与第一锥面配合而形成收敛的环形缝隙，该环形缝隙即为冷却水的喷射通道，喷射通道与内锥套的轴心线之间夹角形成其喷射角，冷却水经该环形缝隙高速喷出，形成流股的喷射动能，击打棒线材表面，这种结构的水冷喷嘴通过调整垫片调整环形缝隙大小，进而控制冷却水的流量，可以有效的控制轧件的冷却温度，减少轧件的温降梯度，但是，这种结构的水冷喷嘴为了保证冷却水喷射出时的速度，环形缝隙必须做的小，在使用一段时间后，由于浊环水的高压冲击，喷嘴磨损较快。喷嘴损后，环隙变大，冷却水压力变低，冷却强度变弱。为了保证对轧件的冷却强度，必须加大冷却水的流量，增加生产成本。另外，用轧制浑浊循环水作为冷却水时，容易堵塞，影响轧件的冷却，事故率高。
技术实现思路
为了解决以上现有技术中水冷喷嘴中所存在的问题，本技术提供一种高效的水冷喷嘴，其直接改变了冷却水的压力和流量的分布，具有大水量、冲击小，冷却均匀的特点，能有效的击破隔热膜，增加导热系数，合理的控制轧件的水冷强度。本技术所提供的技术方案为：一种水冷喷嘴，包括：管体，具有进水口；以及，喷嘴本体，具有沿轴向贯通的用于容纳轧件的内腔，设置于所述管体内、并与所述管体之间形成与所述进水口连通的集水腔；所述喷嘴本体上沿周向设有向其轴心收敛的第一喷射通道，所述第一喷射通道与所述喷嘴本体的轴心线之间形成第一喷射角；所述喷嘴本体上沿其周向还设有向其轴心收敛的第二喷射通道，所述第二喷射通道与所述喷嘴本体的轴心线之间形成第二喷射角；所述第一喷射通道与所述第二喷射通道的收敛方向相同，且所述第一喷射角小于所述第二喷射角。进一步的，所述喷嘴本体包括：内锥套，具有向其轴心收敛的第一锥面，所述第一锥面上沿周向均匀分布有多个沿所述第一锥面的素线方向延伸的直导流槽，每一直导流槽进水端与所述集水腔连通，出水端与所述内锥套的内腔连通；外锥套，具有与所述第一锥面配合的第二锥面，且所述第二锥面与所述内锥套的第一锥面上的多个直导流槽配合，而形成沿第一锥面的素线方向而向所述内锥套轴心收敛的所述第一喷射通道。进一步的，所述外锥套内部具有沿其周向均匀分布的多个直排孔，每一直排孔进水端与所述集水腔连通，出水端与所述外锥套的内腔连通，多个直排孔的进水端至多个直排孔的出水端逐渐收敛，而形成向所述外锥套轴心收敛的所述第二喷射通道，进一步的，多个直导流槽与多个直排孔呈空间交错。进一步的，多个直导流槽的出水端与多个直排孔的出水端相交于所述喷嘴本体的内腔壁上。进一步的，所述内锥套与所述外锥套之间设置有用于调节所述第一喷射通道流量的调节垫片。本技术的水冷喷嘴在对轧件进行冷却时，冷却水自进水口进入集水腔内，并在集水腔内充满后沿第一喷射通道和第二喷射通道交叉高速喷出，其中，与喷嘴本体轴心线形成第一喷射角的第一喷射通道喷射出小喷射角射流束，在轧件表面可形成高速流体，流体的冲击力大，有利于破坏轧件表面的蒸汽膜，并可对轧件产生推动力；与喷嘴本体轴心线形成第二喷射角的第二喷射通道喷射出大喷射角射流束，会延长轧件上的破膜长度，增大蒸汽膜破坏面积，提高换热效率；另外，第二喷射通道的大喷射角射流束的较大垂直分量会被第一喷射通道的小喷射角射流束阻挡和消耗，改变了以往水冷喷嘴以单一喷射角进行喷射而形成柱状喷射的方式，两股射流束相互作用，削弱了冷却水射流的动能，形成均匀射流，减少了强水流对轧件的冲击，避免了轧件在水冷装置中窜动，从而避免轧件内部组织发生不良变化；此外，本技术的水冷喷嘴采用两个喷射通道，增大了冷却水流量，在对轧件冷却时，可实现大流量、低水冷的冷却工艺，冷却效果好。本技术的有益效果为：本技术的水冷喷嘴直接改变了冷却水的压力和流量的分布，具有大水量、冲击小，冷却均匀的特点，加大了冷却水的喷射面积，即可有效破坏轧件表面的隔热保护蒸汽膜，又保证了轧件与冷却水进行充分热交换，增加导热系数，多层喷射孔的交错布置，不易堵塞和磨损，达到了合理的控制轧件的水冷强度。附图说明图1表示本技术的水冷喷嘴的结构示意图；图2表示图1中A-A向结构示意图。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。如图1和图2所示，本技术提供了一种本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水冷喷嘴，包括：管体，具有进水口；以及，喷嘴本体，具有沿轴向贯通的用于容纳轧件的内腔，设置于所述管体内、并与所述管体之间形成与所述进水口连通的集水腔；所述喷嘴本体上沿周向设有向其轴心收敛的第一喷射通道，所述第一喷射通道与所述喷嘴本体的轴心线之间形成第一喷射角；其特征在于，所述喷嘴本体上沿其周向还设有向其轴心收敛的第二喷射通道，所述第二喷射通道与所述喷嘴本体的轴心线之间形成第二喷射角；所述第一喷射通道与所述第二喷射通道的收敛方向相同，且所述第一喷射角小于所述第二喷射角。

【技术特征摘要】
1.一种水冷喷嘴，包括：
管体，具有进水口；以及，
喷嘴本体，具有沿轴向贯通的用于容纳轧件的内腔，设置于所述管体内、
并与所述管体之间形成与所述进水口连通的集水腔；
所述喷嘴本体上沿周向设有向其轴心收敛的第一喷射通道，所述第一喷射
通道与所述喷嘴本体的轴心线之间形成第一喷射角；
其特征在于，
所述喷嘴本体上沿其周向还设有向其轴心收敛的第二喷射通道，所述第二
喷射通道与所述喷嘴本体的轴心线之间形成第二喷射角；
所述第一喷射通道与所述第二喷射通道的收敛方向相同，且所述第一喷射
角小于所述第二喷射角。
2.根据权利要求1所述的水冷喷嘴，其特征在于，所述喷嘴本体包括：
内锥套，具有向其轴心收敛的第一锥面，所述第一锥面上沿周向均匀分布
有多个沿所述第一锥面的素线方向延伸的直导流槽，每一直导流槽进水端与所
述集水腔连通，出水端与所述内锥套的内腔连通；
外锥套，具有...

【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：