一種用于控軋控冷工藝中的螺旋噴嘴及螺旋式進水方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于控軋控冷工藝中的螺旋噴嘴及螺旋式進水方法，配合給水室和湍流管使用，包括噴嘴本體以及噴嘴本體外壁上帶有的沿其周向設置的可調(diào)螺旋狀環(huán)縫，且冷卻介質(zhì)沿可調(diào)螺旋狀環(huán)縫方向以固定的切線動能噴入湍流管。本發(fā)明通過可調(diào)螺旋狀環(huán)縫使冷卻介質(zhì)在較大的壓力下沿可調(diào)螺旋狀環(huán)縫方向以較大的切線動能進入湍流管，冷卻介質(zhì)的切向流動大幅度提高了冷卻介質(zhì)與高溫軋件的熱交換速度，有效防止鋼的表面和芯部晶粒長大，在強度提高的同時，其它性能也顯著提高。同時，本發(fā)明的螺旋噴嘴更加小型化，降低了能源消耗，提高了冷卻能力，在噴嘴表面還噴涂抗腐蝕涂層，提高了噴嘴的抗腐蝕能力。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及金屬軋制領(lǐng)域，特別是一種應用于棒材控軋控冷工藝過程中的螺旋噴 嘴以及螺旋式進水方法。 一種用于控軋控冷工藝中的螺旋噴嘴及螺旋式進水方法

【背景技術(shù)】
[0002] 鋼材的控軋控冷工藝的核心是在軋制過程中通過控制加熱溫度、乳制過程、冷卻 條件等工藝參數(shù)，改善鋼材的強度、韌性、焊接性能，主要是通過控制軋制過程中的變形 溫度、變形程度、變形速度等參數(shù)，使鋼的晶粒細化，在強度提高的同時，其它性能也顯著提 高，實現(xiàn)充分挖掘鋼鐵材料潛力的目的。對軋制溫度進行控制的關(guān)鍵是水冷設備，通過水冷 設備的合理布置和冷卻水參數(shù)的調(diào)節(jié)來控制軋件軋制各階段溫度和軋后冷卻溫度。而其中 的冷卻水參數(shù)（壓力、流量、速度）調(diào)節(jié)的核心是冷卻噴嘴，現(xiàn)有冷卻噴嘴為多空或直環(huán)縫 等形式，冷卻軋件時水形成直線流場，冷卻介質(zhì)與軋件熱交換效果不理想，而且由于噴嘴長 期和水接觸以及工作環(huán)境惡劣，因此噴嘴容易被腐蝕氧化。
[0003] 因此，本發(fā)明提出了一種用于控軋控冷工藝中的螺旋噴嘴及螺旋式進水方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種用于控軋控冷工藝中的螺旋噴嘴及螺旋 式進水方法，用于解決現(xiàn)有控軋控冷工藝中冷卻介質(zhì)與軋件熱交換效果不理想以及噴嘴容 易被腐蝕氧化的問題。
[0005] 本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：一種用于控軋控冷工藝中的螺旋噴 嘴，包括噴嘴本體以及噴嘴本體外壁上帶有的沿其周向設置的可調(diào)螺旋狀環(huán)縫，且冷卻介 質(zhì)沿可調(diào)螺旋狀環(huán)縫方向以固定的切線動能噴入湍流管。
[0006] 在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進。
[0007] 進一步，所述噴嘴本體為錐形，且可調(diào)螺旋狀環(huán)縫為沿錐形均勻分布的螺旋線。
[0008] 進一步，所述螺旋線的數(shù)量為3至8條。
[0009] 進一步，所述螺旋線的寬度為3mm至5mm。
[0010] 進一步，所述螺旋線的高度為2mm至6mm。
[0011] 進一步，冷卻介質(zhì)沿可調(diào)螺旋狀環(huán)縫方向噴出的噴射角為15度至45度。
[0012] 進一步，在螺旋噴嘴的表面噴涂抗腐蝕涂層，抗腐蝕涂層包括粘結(jié)底層和抗氧化 表面層，其中粘結(jié)底層由以下重量份原料組成：鎳10份，鋁1份，二氧化硅2份，氧化硼2份， 鈷1份，鉻2份，粘底層的涂層厚度為0. 1mm ;抗氧化層由以下重量份原料組成：鑰10份，鉻 5份，硅5份，鐵2份，鎳1份，碳0· 01份，硫0· 01份，磷0· 01份，鈷5份，二氧化硅1份，氧 化鋁2份，釔1份，鎢1份，釩1份。氧化表面層的涂層厚度為0. 2mm
[0013] 本發(fā)明的技術(shù)方案還包括一種用于控軋控冷工藝中的螺旋式進水方法，其采用上 述的螺旋噴嘴，包括：冷卻介質(zhì)沿螺旋噴嘴的可調(diào)螺旋狀環(huán)縫方向，以固定的切線動能噴入 湍流管。
[0014] 進一步，通過調(diào)節(jié)可調(diào)螺旋狀環(huán)縫的環(huán)縫大小，調(diào)節(jié)冷卻介質(zhì)噴出的切線動能。
[0015] 進一步，當所述噴嘴本體為錐形，且可調(diào)螺旋狀環(huán)縫為沿錐形均勻分布的螺旋線 時，調(diào)節(jié)可調(diào)螺旋狀環(huán)縫大小是通過調(diào)節(jié)螺旋線的數(shù)量、寬度和/或高度來實現(xiàn)的。
[0016] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明通過可調(diào)螺旋狀環(huán)縫使冷卻介質(zhì)在較大的壓力下沿 可調(diào)螺旋狀環(huán)縫方向以較大的切線動能進入湍流管，冷卻介質(zhì)的切向流動大幅度提高了冷 卻介質(zhì)與高溫軋件的熱交換速度，有效防止鋼的表面和芯部晶粒長大，在強度提高的同時， 其它性能也顯著提高，實現(xiàn)充分挖掘鋼鐵材料潛力的目的。同時，本發(fā)明的設備更加小型 化，降低了水、電等能源消耗，實現(xiàn)較高的冷卻能力。另外，由于在噴嘴表面噴涂了抗腐蝕涂 層，使得噴嘴具有強大的抗腐蝕、抗氧化、抗磨損和耐高溫的能力，長期使用不會生銹，在惡 劣的工作環(huán)境中保持穩(wěn)定，實驗表明，可以使用30年以上，涂層粘結(jié)強度為38兆帕，涂層的 表面洛氏15N硬度為83。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017] 圖1為本發(fā)明所述螺旋噴嘴的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018] 圖2為圖1的A-A向剖面圖；
[0019] 圖3為圖1的B-B向剖面圖；
[0020] 圖4為本發(fā)明的螺旋噴嘴在控軋控冷工藝中的應用示意圖。
[0021] 附圖1中，各標號所代表的部件列表如下：
[0022] 1、螺旋噴嘴，2、噴嘴本體，3、可調(diào)螺旋狀環(huán)縫，4、給水室，5、湍流管，6、連接固定 件，7、法蘭盤,8、進水管。

【具體實施方式】
[0023] 以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發(fā)明，并 非用于限定本發(fā)明的范圍。
[0024] 如圖1所示，本實施例給出了一種用于控軋控冷工藝中的螺旋噴嘴1，包括噴嘴本 體2以及噴嘴本體外壁上帶有的沿其周向設置的可調(diào)螺旋狀環(huán)縫3,圖2及圖3即示意了可 調(diào)螺旋狀環(huán)縫的結(jié)構(gòu)。
[0025] 如圖4所示，在實際應用中，所述螺旋噴嘴1配合給水室4和湍流管5使用，所述 湍流管5置于連接固定件6上，所述給水室4與噴嘴本體形成的內(nèi)腔導通，且所述給水室通 過法蘭盤7連接湍流管5。冷卻介質(zhì)通過進水管8進入給水室4,通過設有可調(diào)螺旋狀環(huán)縫 3的螺旋噴嘴1，沿可調(diào)螺旋狀環(huán)縫方向噴入湍流管5。
[0026] 本實施例中，所述噴嘴本體為錐形，其通過螺紋與給水室連接，且可調(diào)螺旋狀環(huán)縫 為沿錐形均勻分布的螺旋線。通過調(diào)節(jié)螺旋線的數(shù)量、寬度和/或高度調(diào)節(jié)可調(diào)螺旋狀環(huán) 縫的環(huán)縫大小。優(yōu)選地，所述螺旋線的數(shù)量為3至8條，所述螺旋線的寬度為3至5mm，高度 為2-6mm，且冷卻介質(zhì)沿可調(diào)螺旋狀環(huán)縫方向噴出的噴射角為15度至45度。
[0027] 采用上述的螺旋噴嘴，本實施例給出了相應的螺旋式進水方法，即冷卻介質(zhì)沿螺 旋噴嘴的可調(diào)螺旋狀環(huán)縫方向，以固定的切線動能噴入湍流管，通過調(diào)節(jié)可調(diào)螺旋狀環(huán)縫 的環(huán)縫大小，可調(diào)節(jié)冷卻介質(zhì)噴出的切線動能。冷卻介質(zhì)通過可調(diào)螺旋狀環(huán)縫進入湍流管， 其切向流向大幅度提高了冷卻介質(zhì)與高溫軋件的熱交換速度。
[0028] 本實施例中，在螺旋噴嘴的表面噴涂抗腐蝕的涂層，涂層包括粘結(jié)底層和抗氧化 表面層。
[0029] 粘結(jié)底層制備方法為：采用重量成分：鎳10份，鋁1份，二氧化硅2份，氧化硼2 份，鈷1份，鉻2份的合金粉末，用市面上常見的等離子噴涂機（例如普萊克斯-7700型等 離子噴涂機）噴涂，涂層厚度〇. 1mm。
[0030] 抗氧化面層制備方法為：采用重量成分10份，鉻5份，硅5份，鐵2份，鎳1份，碳 〇· 01份，硫〇· 01份，磷〇· 01份，鈷5份，二氧化硅1份，氧化鋁2份，釔1份，鎢1份，釩1份 的合金粉末，用市面上常見的等離子噴涂機（例如普萊克斯-7700型等離子噴涂機）噴涂， 涂層厚度〇· 1mm。
[0031] 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和 原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種用于控軋控冷工藝中的螺旋噴嘴，其在控軋控冷工藝中配合給水室和湍流管使 用，其特征在于，包括噴嘴本體以及噴嘴本體外壁上帶有的沿其周向設置的可調(diào)螺旋狀環(huán) 縫，且冷卻介質(zhì)沿可調(diào)螺旋狀環(huán)縫方向以固定的切線動能噴入湍流管。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋噴嘴，其特征在于，所述噴嘴本體為錐形，且可調(diào)螺旋狀 環(huán)縫為沿錐形均勻分布的螺旋線。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的螺旋噴嘴，其特征在于，所述螺旋線的數(shù)量為3至8條。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的螺旋噴嘴，其特征在于，所述螺旋線的寬度為3mm至5mm。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的螺旋噴嘴，其特征在于，所述螺旋線的高度為2mm至6mm。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋噴嘴，其特征在于，冷卻介質(zhì)沿可調(diào)螺旋狀環(huán)縫方向噴 出的噴射角為15度至45度。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一所述的螺旋噴嘴，其特征在于，在螺旋噴嘴的表面噴涂 抗腐蝕涂層，抗腐蝕涂層包括粘結(jié)底層和抗氧化表面層，其中粘結(jié)底層由以下重量份原料 組成：鎳10份，鋁1份，二氧化硅2份，氧化硼2份，鈷1份，鉻2份，粘底層的涂層厚度為 〇. 1mm ;抗氧化層由以下重量份原料組成：鑰10份，鉻5份，硅5份，鐵2份，鎳1份，碳0. 01 份，硫〇· 01份，磷〇· 01份，鈷5份，二氧化硅1份，氧化鋁2份，釔1份，鎢1份，釩1份。氧 化表面層的涂層厚度為0. 2mm。
8. -種用于控軋控冷工藝中的螺旋式進水方法，采用權(quán)利要求1至7中任一所述的螺 旋噴嘴，其特征在于，冷卻介質(zhì)沿螺旋噴嘴的可調(diào)螺旋狀環(huán)縫方向，以固定的切線動能噴入 湍流管。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的螺旋式進水方法，其特征在于，通過調(diào)節(jié)可調(diào)螺旋狀環(huán)縫的 環(huán)縫大小，調(diào)節(jié)冷卻介質(zhì)噴出的切線動能。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的螺旋式進水方法，其特征在于，當所述噴嘴本體為錐形，且 可調(diào)螺旋狀環(huán)縫為沿錐形均勻分布的螺旋線時，調(diào)節(jié)可調(diào)螺旋狀環(huán)縫大小是通過調(diào)節(jié)螺旋 線的數(shù)量、寬度和/或高度來實現(xiàn)的。
【文檔編號】B21B45/02GK104107767SQ201410246636
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年6月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月5日
【發(fā)明者】陳昕, 岳清瑞, 趙英杰, 董淑霞, 陳潔, 郭淼, 惠棟 申請人:中冶建筑研究總院有限公司, 北京中首圓方科技有限公司, 無錫市周潭冶金機械有限公司