水冷装置的水冷单元制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种水冷装置的水冷单元，包括依次连接的入口导管、水冷喷嘴、紊流管和出口定位导管，水冷喷嘴包括：管体，侧壁上有进水口；喷嘴本体，具有轴向贯通的内腔，设置于管体内，并与管体之间形成有集水腔；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水冷装置的水冷单元水冷处理的轧件表层不会出现异常组织，合理控制心部热量向外散失的速度和表层温降速度，提高轧件综合性能。（*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装置的水冷单元，适用于棒、线材预水冷装置和穿水冷装置中。
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。水冷单元是水冷装置的核心部件，其关键元件是水冷喷嘴和紊流管。目前国内棒材车间主要采用的水冷单元，其水冷喷嘴和紊流管结构设计不合理，其结构会导致轧件冷却速度大于表面层达到一定深度的淬火马氏体的临界速度，钢筋表面温度低于马氏体开始转变点（Ms），发生奥氏体向马氏体相转变，在轧件经过这种结构的水冷单元时，轧件心部温度很高，仍处于奥氏体状态，轧件表面主要获得马氏体、魏氏体等异常组织，因为急速冷却会提高了位错密度，阻止位错亚结构的多变化，因而形成了促进裂纹的核心，钢筋的内应力较高，焊接性能不好，影响了钢筋组织性能。因此，针对目前国内棒材车间，特别是生产钢筋时的棒材车间所采用的水冷单元会导致钢筋表层温降较快、心部冷却效果较差等问题，需要设计出一种新型结构的水冷单元，其既要使心部冷却满足工艺要求，又要保证棒材表层温度不能过低。
技术实现思路
为了解决目前棒材车间水冷装置的水冷单元生产的钢筋表面温降快、心部冷却效果差等问题，本技术提供了一种棒材水冷装置的水冷单元，其结构简单，可在对棒材轧件进行水冷时，有效的控制轧件表层和心部温度的温降，获得合理的表面层及心部的冷却曲线，提高棒材综合性能。本技术所提供的技术方案为：一种水冷装置的水冷单元，其包括依次连接的入口导管、水冷喷嘴、紊流管和出口定位导管，其中，所述水冷喷嘴包括：管体，其侧壁上具有进水口；喷嘴本体，具有轴向贯通的内腔，其设置于所述管体内，并与所述管体之间形成有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，形成沿第一锥面的素线方向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，且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。进一步的，所述紊流管包括：冷却导管；以及，依次串联于所述冷却导管内的多段紊流套；其中，每一紊流套具有沿轴向贯通的的贯穿孔，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；多段紊流套的贯穿孔依次贯通，形成与所述水冷喷嘴的内腔贯通的、截面呈周期性变化的轧件通道。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，所述紊流套的锥形收缩口的收缩角度为20°~23°，所述紊流套的锥形扩张口的扩张角度为20°~23°，且所述紊流套的锥形收缩口的收缩角度与其锥形扩张口的扩张角度相同。进一步的，每一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，其外周面上开设有沿所述定位法兰的轴向贯通的多个沟槽。进一步的，所述入口导管具有轴向贯通的内腔，且所述入口导管的内腔一端为锥形收缩口，另一端为锥形扩张口。本技术的有益效果为：本技术水冷装置的水冷单元结构简单，在对轧件进行水冷处理时，轧件表层不会产生过冷，因此轧件表层不会出现马氏体、魏氏体等异常组织，轧件的心部热量向外散失的速度和表层温降速度可以得到合理控制，使轧件的冷却速度介于缓慢冷却和快速冷却之间，经过本技术水冷装置的水冷单元控制冷却的轧件其外层温度较低抑制晶粒长大，内层温度向外层扩散的速度合理，相应加快了内层的冷却，内层晶粒也得到抑制，内外层晶粒都得到抑制，提高轧件的屈服强度、反弯、焊接性能、疲劳强度、冲击韧性等综合性能。附图说明图1表示本技术的水冷装置的水冷单元的结构示意图；图2表示本技术的水冷装置的水冷单元的外观示意图；图3表示水冷喷嘴的结构示意图；图4表示图3中A-A向结构示意图；图5表示紊流管的结构示意图；图6表示紊流套的结构示意图；图7表示图6中B-B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所示，本技术提供了一种水冷装置的水冷单元，其包括依次连接的入口导管1、水冷喷嘴2、紊流管3和出口定位导管4，其中，如图3所示，水冷喷嘴2包括：轴向贯通的管体21，侧壁上具有进水口211；以及，喷嘴本体22，具有沿轴向贯通的内腔220，设置于管体21内、并与管体21之间形成与进水口211连通的集水腔23；喷嘴本体22上沿周向设有第一喷射通道22a，第一喷射通道22a的进水端与集水腔23连通，其出水端与喷嘴本体22的内腔220相通，且第一喷射通道22a自其进水端至出水端逐渐向喷嘴本体22的轴心收敛，第一喷射通道22a与喷嘴本体22的轴心线之间形成第一喷射角（图3中第一喷射角为α）；喷嘴本体22上沿周向还设置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水冷装置的水冷单元，其包括依次连接的入口导管、水冷喷嘴、紊流管和出口定位导管，其中，所述水冷喷嘴包括：管体，其侧壁上具有进水口；喷嘴本体，具有轴向贯通的内腔，其设置于所述管体内，并与所述管体之间形成有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】
1.一种水冷装置的水冷单元，其包括依次连接的入口导管、水冷喷嘴、
紊流管和出口定位导管，其中，所述水冷喷嘴包括：
管体，其侧壁上具有进水口；
喷嘴本体，具有轴向贯通的内腔，其设置于所述管体内，并与所述管体之
间形成有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所述的水冷装置的水冷单元，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，形成沿第一锥面的素线方向向所述内
锥套轴心收敛的所述第一喷射通道。
3.根据权利要求2所述的水冷装置的水冷单元，其特征在于：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。
4.根据权利要求3所述的水冷装置的水冷单元，其特征在于：多个直导
流槽与多个直排孔呈空间交错，且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。
5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁鸿，熊坚，马志勇，童镇，刘炜，孙长城，王任全，李新林，
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：