CN2866518Y - 抑制带钢振动的连续退火用快速冷却喷箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种冷轧带钢连续退火用快速冷却喷箱。一种抑制带钢振动的连续退火用快速冷却喷箱，包括风箱、喷嘴、排气收集装置、换热器、循环风机、循环气体用管道，喷嘴安装在风箱面板上，喷嘴覆盖带钢的宽度，一排喷嘴端部与带钢的距离相等，带钢置于左右两排喷嘴间，其特征是沿带钢宽度方向，风箱面板为V字形锥面或弧面，突出部分朝向带钢。风箱面板的锥面或弧面与带钢平面构成的锥度角为10°～30°。本实用新型在不增加风箱数量和使用最少量稳定辊的前提下，既能保证带钢的连续退火快冷速度，又能减小带钢边部的气体流速，抑制或消除带钢在高速气体冷却时产生的振动。

Description

抑制带钢振动的连续退火用快速冷却喷箱

(一)技术领域

本实用新型涉及一种冷轧带钢连续退火用快速冷却喷箱。

(二)背景技术

提高冷轧带钢强度的一种有效方法是在连续退火过程中将带钢快速冷却。为了大幅度提高连续退火过程中带钢的冷却速度，又能够得到良好的带钢表面和板形，现已开发出用高速氢气冷却带钢的快速冷却技术。在现有的带钢连续退火冷却段中，通常采用如图1(a、b)所示的圆柱状喷嘴的喷箱结构：冷却气体从风箱1上的喷嘴2高速喷出，对带钢4进行快速冷却；冷却带钢后升温的气体从风箱两侧抽出，被换热器5冷却后再次被风机6压入风管7进行喷吹，冷却带钢，从而形成一个闭环的循环通道。圆柱状喷嘴的喷箱因冷却气体排出通道不通畅，进一步提高带钢的冷却速度较难。另一种典型喷箱是狭缝状喷嘴的喷箱，其风箱面板为平面状，如图2所示。

在相同冷却介质条件下，提高带钢冷却速度的有效途径是提高冷却气体的喷出速度，但由于喷出的冷却气体速度高，导致了带钢在冷却段产生较大的振动，特别是厚度较薄的带钢振动更为严重，为了抑制和减轻带钢振动，在冷却段不得不采用多加稳定辊的防振方法，但炉内空间有限且稳定辊数量的增加势必会带来划伤带钢表面的危险。

为解决带钢(边部)振动问题，专利02805833.X(申请号)给出一个带钢宽度W和带钢与风箱面板之间的距离H的合适比例，即W/H＝6-13来防止振动的发生。由于风箱面板和带钢表面是平行的，当带钢宽度W增加时，H势必跟着加大，喷嘴突出高度h＝H-z(z为喷嘴端部与带钢间距离，保持不变)也要加长，其结果是风箱体积增大；气体流经喷嘴的时间延长，吸收喷嘴外部热风的热量增加，温度升高，不利于快速冷却。

另外，由于沿带钢宽度方向冷却气体排出是逐步汇集的，在中间部位气量较小，朝边部方向排出的气量逐渐增大，在带钢的边部，排出的气量和平均排气速度Vf0都达到最大值，如图3所示，Vf0正比于风箱的半宽。同时，由于向带钢中部喷射的气体在与带钢碰撞后反弹回冷却箱，沿冷却箱面板侧流向边部；向带钢次中部喷射的气体在与带钢碰撞后也反弹回冷却箱侧，在与已有气流发生部分紊乱后，大部分会在已有气流层的内侧重新形成新的气流层流向边部，依次类推，气流层越来越厚。参见图5，图中折线分别代表从带钢中心到边部的五个典型部位喷嘴所喷出的冷却气体流动情况。由于现有冷却风箱的表面与带钢表面是平行的，反弹后的气体被迫旋转90°才能流向边部。其结果是不仅涡流加剧，能耗大，而且当靠近边部的喷嘴喷出气体被带钢反弹后，只能沿带钢附近空间流出，该部位气流密度大，速度高，容易发生带钢振动。

(三)发明内容

本实用新型的目的在于提供一种抑制带钢振动的连续退火用快速冷却喷箱，该喷箱通过喷箱面板的设计，将反弹后的气体引导在远离带钢的流道内流动，减小带钢边部的气体流速，抑制或消除带钢在高速气体冷却时产生的振动。

本实用新型是这样实现的：一种抑制带钢振动的连续退火用快速冷却喷箱，包括风箱、喷嘴、排气收集装置、换热器、循环风机、循环气体用管道，喷嘴安装在风箱面板上，喷嘴覆盖带钢的宽度，一排喷嘴端面与带钢的距离相等，带钢置于左右两排喷嘴间，其特征是沿带钢宽度方向，风箱面板为V字形锥面或弧面，突出部分朝向带钢。

上述的抑制带钢振动的连续退火用快速冷却喷箱，所述风箱面板的锥面或弧面与带钢平面构成的锥度角为10°～30°；风箱面板的锥面或弧面位于带钢中心。

上述的抑制带钢振动的连续退火用快速冷却喷箱，所述安装在风箱面板上的喷嘴可以是圆柱状或狭缝状。

本实用新型是在沿带钢宽度方向，根据各部位冷却气体的量和反弹后气体的流动方向，将冷却风箱的面板设计成锥面或弧面，使各流通截面有比较恒定的气速和合理的气体流向，以达到最佳的气体流动状况，消除或抑制带钢的振动。并在不增加风箱数量和使用最少量稳定辊的前提下，既能保证带钢的连续退火快冷速度，又能抑制带钢的振动。

本实用新型能减小带钢边部的气体流速，抑制或消除带钢在高速气体冷却时产生的振动。

(四)附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。

图1a为现有的快速冷却喷箱结构示意图；

图1b为现有的圆柱型喷嘴用冷却风箱示意图；

图2为现有的狭缝式喷嘴用冷却风箱示意图；

图3为现有的冷却风箱(风箱面板与带钢平行)工作原理图；

图4为本实用新型连续退火用快速冷却风箱工作原理图；

图5为现有冷却风箱中冷却气体流动状态(取其一半时)模拟图；

图6为本实用新型冷却风箱冷却气体流动状态(取其一半时)模拟图；

图7为本实用新型连续退火用快速冷却喷箱结构示意图。

图中：1冷却风箱，2安装在风箱面板上的各类气体喷嘴，3排气收集装置，4被冷却的带钢，5换热器，6循环风机，7循环气体用的管道，8风箱面板，9含V字形锥面或弧面的风箱面板。

(五)具体实施方式

参见图4、图7，一种抑制带钢振动的连续退火用快速冷却喷箱，包括风箱1、喷嘴2、排气收集装置3、换热器5、循环风机6、循环气体用管道7。冷却气体从风箱1上的喷嘴2高速喷出，对带钢4进行快速冷却；冷却带钢4后升温的气体从风箱1两侧经排气收集装置3抽出和收集，被换热器5冷却后再次被风机6压入气体管道7进行喷吹，冷却带钢4，从而形成一个闭环的循环通道。喷嘴2安装在风箱面板9上，喷嘴2覆盖带钢4的宽度，一排喷嘴2端面与带钢4的距离相等，带钢4置于左右两排喷嘴2间。风箱面板9呈V字形锥面或弧面，在本实施例中为V字形锥面，突出部分朝向被冷却的带钢4。面板9上的喷嘴2可以是圆柱状，也可以是狭缝状。根据风箱面板9的特点，中间的喷嘴2(圆柱状)或喷嘴2部分(狭缝状)突出的距离h’较小，逐步增加到两端的h₁，h₁不仅远大于h’，而且也比现有风箱8的h₀大，形成一个喇叭口状的排气通道，风箱面板9的锥面与带钢4平面构成的锥度角θ为10°～30°，风箱面板9锥面位于带钢4中心；喷嘴2与喷嘴2之间的距离可以根据冷却强度要求进行调整。喷嘴2端面至带钢4的距离仍为L₀，冷却气体以速度V₀垂直喷吹到带钢4的表面，被反弹回来经汇集后从带钢边部流出，带钢边部气体速度V_f1与现有风箱面板8的带钢边部气体速度V_f0相比，显然V_f1要小于V_f0。

参见图6，本实用新型的连续退火用快速冷却喷箱，由于冷却风箱的面板9为V字形锥面或弧面，被带钢4反弹回来的气体就不必旋转90°，而是沿着面板9的弧度或锥度向带钢4边部流出。由流体力学的基本知识可知：该面板9设计对于气体的流动最顺畅，涡流情况明显好转，对从喷嘴2中喷出的气体扰乱作用较小，气体的一次冷却效果好。在保证喷嘴2端面与带钢4间距离L₀不变的情况下，风箱中间部位的面板9距带钢4较近，其截面较小，与此段较少的气体量相匹配。反弹后的气体量随带钢4宽度而增加，流通面积随之增大，避免了带钢4边部气速急剧增大，从而缓解或消除带钢4边部发生的振动。

本实用新型在不增加风箱数量和使用最少量稳定辊的前提下，既能保证带钢的连续退火快冷速度，又能减小带钢边部的气体流速，抑制或消除带钢在高速气体冷却时产生的振动。

Claims (4)

1.一种抑制带钢振动的连续退火用快速冷却喷箱，包括风箱、喷嘴、排气收集装置、换热器、循环风机、循环气体用管道，喷嘴安装在风箱面板上，喷嘴覆盖带钢的宽度，一排喷嘴端面与带钢的距离相等，带钢置于左右两排喷嘴间，其特征是沿带钢宽度方向，风箱面板为V字形锥面或弧面，突出部分朝向带钢。

2.根据权利要求1所述的抑制带钢振动的连续退火用快速冷却喷箱，其特征是风箱面板的锥面或弧面与带钢平面构成的锥度角为10°～30°。

3.根据权利要求1或2所述的抑制带钢振动的连续退火用快速冷却喷箱，其特征是风箱面板的锥面或弧面位于带钢中心。

4.根据权利要求1所述的抑制带钢振动的连续退火用快速冷却喷箱，其特征是安装在风箱面板上的喷嘴可以是圆柱状或狭缝状。

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