一種組合式穿水冷卻器的製作方法

2023-06-06 09:29:06

專利名稱：一種組合式穿水冷卻器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及穿水冷卻器技術領域，更具體地說，涉及一種組合式穿水冷卻器。
背景技術：
目前國內、國外很多熱軋帶肋鋼筋生產線都已採用軋後「穿水工藝」(或稱軋後「餘 熱淬火工藝」)，實現了鋼筋力學性能升級提高。如利用Q235通過「穿水工藝」軋製成二級 鋼，利用HRB3355通過「穿水工藝」軋製成三級鋼或四級鋼，都取得了一定效果。當前採用 軋後「穿水工藝」生產的鋼筋主要存在的問題一是小規格鋼筋「穿水軋制」後易出現「波浪 彎」，影響鋼筋上冷床，造成鋼筋通條彎曲等質量問題。目前解決小規格鋼筋「波浪彎」的有 效措施就是提高供水系統的壓力(一般水壓P > 1. 6Mpa)，由於小規格鋼筋的截面積小，穿 水壓力過高致使後鋼筋冷卻速度加快會帶來以下缺陷1、造成小規格鋼筋穿水後力學性能 太高；2、穿水鋼筋的強屈比(即鋼筋的抗拉強度與屈服強度比值)偏小、鋼筋延伸率偏低； 3、水壓過高后造成鋼筋表面的氧化膜易打破，穿水後的鋼筋因表面氧化膜破壞極易生鏽。當前國內、國外比較流行的棒材「穿水冷卻裝器」裝置結構主要有兩種類型一種 是直噴式穿水冷卻結構(如圖1所示)，另一種是湍流管式穿水冷卻結構(如圖2所示)。 兩種結構形式各有特色、各有利弊。結合兩種結構形式在現場中應用進行分析對比如下請參閱圖1，圖1為現有直噴式冷卻器的結構示意圖。其中，11為冷卻管，12為冷卻器本體，13為冷卻器環狀水縫，14為冷卻器調整螺紋 環。直噴式冷卻器的冷卻管11為直筒式結構，此冷卻器結構簡單，易於加工製作，各 組件互換性較強。而且冷卻器環狀水縫13可通過冷卻器調整螺紋環14實現手動調節，滿 足不同規格、不同力學性能所需水量、水壓的要求。但是，由於水冷管11採用直流管，同樣 的工況下，用水量比採用湍流管多一些，而且冷卻效率較湍流管要低一些，穿水鋼筋在冷卻 管11中運行阻力較湍流管相比要大，對鋼筋的輸送力相對弱些。請參閱圖2，圖2為現有湍流管式冷卻器的結構示意圖。其中，21為冷卻器本體，22為冷卻器噴水口，23為冷卻管。湍流管式穿水冷卻器由於採用湍流管式的冷卻管23，因此用水量相對少些，但需 要較高水壓，使得回水溫度較高，而且採用湍流管(又稱文氏管)，保證了穿水棒材的熱交 換效率最大。但是，冷卻器噴水口 22的結構採用6/8孔均布的噴水結構，易出現噴孔堵塞 現象，一旦出現堵塞，將會造成穿水鋼筋的冷卻不均，使得穿水鋼筋「彎曲」，出現「波浪彎」 等故障，該結構處理工藝堆鋼難度大，處理時間較長。

實用新型內容有鑑於此，本實用新型提供了一種組合式穿水冷卻器，以解決小規格鋼筋穿水軋 制後易出現「波浪彎」，影響鋼筋上冷床，造成鋼筋通條彎曲等質量問題。為實現上述目的，本實用新型提供如下技術方案[0012]一種組合式穿水冷卻器，包括冷卻器內芯套，該冷卻器內芯套的一端設有外螺紋；所述與所述冷卻器內芯套螺紋配合的冷卻器外殼，所述冷卻器內芯套伸入所述冷 卻器外殼的一端與所述冷卻器外殼配合形成具有一定錐度環狀的水縫構成的噴射口；與所述冷卻器外殼相連的冷卻管。優選的，在上述組合式穿水冷卻器中，所述冷卻器內芯套伸入所述冷卻器外殼的
一端設有第一錐面；所述冷卻器外殼與第一錐面相對應的一端設有第二錐面，且所述第一錐面和所述 第二錐面的錐度相同。優選的，在上述組合式穿水冷卻器中，所述冷卻器內芯套上還設有與所述第一錐 面相連的第三錐面，所述第三錐面位於所述第一錐面和所述冷卻器內芯套設有外螺紋的一 端之間，且所述第三錐面的錐度小於第一錐面的錐度。優選的，在上述組合式穿水冷卻器中，所述冷卻器外殼上設有與所述第二錐面相 連的第四錐面，所述第四錐面的錐度大於所述第二錐面的錐度。優選的，在上述組合式穿水冷卻器中，所述第四錐面與所述第二錐面的錐度差值 和所述第一錐面與第三錐面的錐度差值相等。優選的，在上述組合式穿水冷卻器中，第一錐面的錐度角為25° -40°。優選的，在上述組合式穿水冷卻器中，所述冷卻管為湍流管式冷卻管從上述的技術方案可以看出，本實用新型提供的組合式穿水冷卻器通過冷卻器外 殼與冷卻器內芯套相互配合形成的噴射口具有合理的噴射角，在實際生產中可根據不同規 格、不同鋼種選擇不同噴射角。噴射口是帶有一定的錐度環狀的水縫構成，水縫的大小可根 據穿水工藝的要求進行調節，該水縫結構不同於直噴式冷卻器的斜線水縫，也不同於湍流 管式冷卻器的小口噴射型式。本實用新型實現了對穿水鋼筋或穿水圓鋼力學性能的彈性控 制，經試驗證明本實用新型解決了小規格鋼筋穿水軋制後易出現波浪彎的質量問題。

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例 或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅 是本實用新型的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提 下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為現有直噴式冷卻器的結構示意圖；圖2為現有湍流管式冷卻器的結構示意圖；圖3為本實用新型實施例提供的組合式穿水冷卻器的結構示意圖；圖4為圖3中A的局部放大圖。
具體實施方式
本實用新型公開了一種組合式穿水冷卻器，以解決小規格鋼筋穿水軋制後易出現 「波浪彎」，影響鋼筋上冷床，造成鋼筋通條彎曲等質量問題。下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的 實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下 所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。 請參閱圖3和圖4，圖3為本實用新型實施例提供的組合式穿水冷卻器的結構示意 圖，圖4為圖3中A的局部放大圖。其中，31為冷卻器內芯套，32為緊鎖螺紋環，33為冷卻器外殼，34為冷卻管，311為 第一錐面，312為第三錐面，331為第二錐面，332為第四錐面。本實用新型提供的組合式穿水冷卻器，包括冷卻器內芯套31、冷卻器外殼33、鎖 緊螺紋環32和冷卻管34。其中，冷卻器內芯套31的一端設有外螺紋，如圖3中的鎖緊螺紋 環32，鎖緊螺紋環32的設置不僅能實現其和冷卻器外殼33的固定連接，還可以微調冷卻器 外殼33和冷卻器內芯套31的相對位置。冷卻器外殼33與冷卻器內芯套31螺紋配合(冷卻器外殼33上設有與冷卻器內 芯套31上的外螺紋配合的內螺紋)，冷卻器內芯套31伸入冷卻器外殼33內的一端與冷卻 器外殼33配合併形成具有一定錐度環狀(見圖3中的錐度角α)的水縫構成噴射口。通 過旋入和旋出冷卻器內芯套31實現對噴射口大小的調整。冷卻管34與冷卻器外殼33相 連，發散性壓蓋35與冷卻管34通過螺栓相連。綜上所述，本實用新型提供的組合式穿水冷卻器通過冷卻器外殼33與冷卻器內 芯套31相互配合形成的具有合理的噴射角的噴射口，在實際生產中可根據不同規格、不同 鋼種選擇不同噴射角。噴射口是帶有一定的錐度環狀的水縫構成，水縫的大小可根據穿水 工藝的要求進行調節，該水縫結構不同於直噴式冷卻器的斜線水縫，也不同於湍流管式冷 卻器的小口噴射型式。本實用新型實現了對穿水鋼筋或穿水圓鋼力學性能的彈性控制，經 試驗證明本實用新型解決了小規格鋼筋穿水軋制後易出現波浪彎的質量問題。冷卻器內芯套31伸入所述冷卻器外殼33內的一端設有第一錐面311，優選的第一 錐面的錐度角為25° -40°。冷卻器外殼33與第一錐面311相對應的一端設有第二錐面 331，且所述第一錐面311和所述第二錐面331的錐度相同。由於第一錐面311和第二錐面 331的錐度相同，而且冷卻器內芯套31和冷卻器外殼33同軸設置，所以第一錐面311和第 二錐面331形成供冷卻水噴入的圓錐環形的縫隙。實際使用時，第一錐面311的最大直徑處 要相對於第二錐面331的最大直徑處的直徑小，這樣才能保證二者之間會有縫隙存在。通 過旋入和旋出冷卻器內芯套31實現對噴射口大小的調整，當旋入冷卻器內芯套31時，相應 的噴射口的通流截面面積變小，當旋出冷卻器內芯套31時，相應的噴射口的通流截面面積 變大。進一步為了優化上述技術方案，冷卻器內芯套31上還設有與所述第一錐面311相 連的第三錐面312，所述第三錐面312位於所述第一錐面311和所述冷卻器內芯套31設有 外螺紋的一端之間，且所述第三錐面312的錐度小於第一錐面311的錐度。第三錐面312和 第二錐面331形成喇叭口狀的環形截面，第一錐面311和第二錐面331形成等寬度縫隙的 環形截面。第一錐面311和第三錐面312與第二錐面331形成環形縫隙具有一定的錐度。進一步為了優化上述技術方案，在冷卻器外殼33上設有與所述第二錐面331相連 的第四錐面332，所述第四錐面332的錐度大於所述第二錐面331的錐度。由於第四錐面 332的錐度大於第二錐面331的錐度，而第三錐面312的錐度小於第一錐面311的錐度，所以使得第四錐面332和第三錐面312形成具有更大喇叭口狀的環形截面。優選的，第四錐 面332與所述第二錐面331的錐度差值和所述第一錐面311與第三錐面312的錐度差值相 等。使得第四錐面332和第三錐面312與第一錐面311或第二錐面331具有相同的夾角， 保證冷卻水均勻的由第四錐面332和第三錐面312形成的喇叭口狀的環形縫隙進入等厚度 的環形縫隙內，最後進入水冷管內。本實用新型提供的冷卻管34優先選擇湍流管式冷卻管。本實用新型提供的組合式穿水冷卻器的噴射口結構打破了傳統的直噴式和小口 噴射兩種型式，採用喇叭口 +等厚度縫隙口的組合型式。冷卻管結構採用湍流管式型式，形 成與喇叭口 +等厚度縫隙口組合型式噴嘴相對應的聚斂-發散型的冷卻管，使得進入冷卻 器的冷卻水以最優化幾何角度進行聚斂-發散，實現穿水鋼筋的高效冷卻，完成對穿水鋼 筋力學性能的彈性控制。比較例1本實用新型提供的組合式穿水冷卻器在生產Φ 10-Φ 18的螺紋鋼生產線上投入 使用後取得很好的效果，採用三切分生產φ 10、Φ 12帶肋鋼筋通條順、平、直，鋼筋上冷床 穩定，表面外形質量漂亮美觀。尤其Φ 10的鋼筋通條三切採用本實用新型提供的穿水冷卻 器後，鋼筋通條的平直度大大的提高，比熱軋Φ 10的鋼筋平直度還要好。(熱軋Φ 10的規 格小、負差大易彎曲，通過合理穿水裝置後，鋼筋表面硬度加強)顯然Φ14、Φ16、Φ18規格 將會更加理想。採用兩種「穿水裝置」生產Φ10-Φ18的螺紋鋼的力學性能對比見表1、表2。表1傳統穿水裝置軋制HRB400鋼筋的力學性能表
權利要求1.一種組合式穿水冷卻器，其特徵在於，包括冷卻器內芯套(31)，該冷卻器內芯套(31)的一端設有外螺紋；所述與所述冷卻器內芯套(31)螺紋配合的冷卻器外殼(33)，所述冷卻器內芯套(31) 伸入所述冷卻器外殼(3 的一端與所述冷卻器外殼(3 配合形成具有一定錐度環狀的水 縫構成的噴射口；與所述冷卻器外殼(33)相連的冷卻管(34)。
2.如權利要求1所述的組合式穿水冷卻器，其特徵在於，所述冷卻器內芯套(31)伸入 所述冷卻器外殼(3 的一端設有第一錐面(311)；所述冷卻器外殼(3 與第一錐面(311)相對應的一端設有第二錐面(331)，且所述第 一錐面(311)和所述第二錐面(331)的錐度相同。
3.如權利要求2所述的組合式穿水冷卻器，其特徵在於，所述冷卻器內芯套(31)上還 設有與所述第一錐面(311)相連的第三錐面(312)，所述第三錐面(31 位於所述第一錐面 (311)和所述冷卻器內芯套(31)設有外螺紋的一端之間，且所述第三錐面(312)的錐度小 於第一錐面(311)的錐度。
4.如權利要求3所述的組合式穿水冷卻器，其特徵在於，所述冷卻器外殼(33)上設有 與所述第二錐面(331)相連的第四錐面(332)，所述第四錐面(33 的錐度大於所述第二錐 面(331)的錐度。
5.如權利要求4所述的組合式穿水冷卻器，其特徵在於，所述第四錐面(332)與所述第 二錐面(331)的錐度差值和所述第一錐面(311)與第三錐面(312)的錐度差值相等。
6.如權利要求2所述的組合式穿水冷卻器，其特徵在於，所述第一錐面(311)的錐度角 為 25° -40°。
7.如權利要求1-6任一項所述的組合式穿水冷卻器，其特徵在於，所述冷卻管(34)為 湍流管式冷卻管。
專利摘要本實用新型公開了一種組合式穿水冷卻器，包括冷卻器內芯套，該冷卻器內芯套的一端設有外螺紋；與冷卻器內芯套螺紋配合的冷卻器外殼，冷卻器內芯套伸入冷卻器外殼的一端與冷卻器外殼配合形成具有一定錐度環狀的水縫構成的噴射口；與冷卻器外殼相連的冷卻管。本實用新型通過冷卻器外殼與冷卻器內芯套相互配合形成具有合理噴射角的噴射口。噴射口是帶有一定的錐度環狀的水縫構成，水縫的大小可根據穿水工藝的要求進行調節，該水縫結構不同於直噴式冷卻器的斜線水縫，也不同於湍流管式冷卻器的小口噴射型式。本實用新型實現了對穿水鋼筋或穿水圓鋼力學性能的彈性控制，經試驗證明本實用新型解決了小規格鋼筋穿水軋制後易出現波浪彎的質量問題。
文檔編號B21B45/02GK201871552SQ20102051535
公開日2011年6月22日 申請日期2010年9月1日 優先權日2010年9月1日
發明者呂愛暉, 苗增軍 申請人:萊蕪鋼鐵股份有限公司