專利名稱：一種熱矯直輥的冷卻裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種熱矯直輥的冷卻裝置。更具體地講，涉及一種能夠減少冷卻液與鋼板的接觸時(shí)間的熱矯直輥的冷卻裝置。
背景技術(shù)：
熱矯直機(jī)用于高溫鋼板的板形矯直，矯直過程中矯直輥的溫度會(huì)升高，因此需對(duì)矯直輥進(jìn)行冷卻。熱矯直機(jī)矯直輥傳統(tǒng)的冷卻方式有外部集管冷卻和內(nèi)部循環(huán)冷卻兩種方式。通常，外部集管冷卻是在矯直輥的表面直接進(jìn)行噴水冷卻，冷卻效率高，但這種冷卻方式由于鋼板與冷卻水直接接觸，易損傷鋼板的表面質(zhì)量，甚至?xí)捎跍囟确植疾痪鶎?duì)鋼板的性能產(chǎn)生影響。內(nèi)部循環(huán)冷卻方式避免了鋼板與冷卻水直接接觸，但對(duì)矯直輥面的冷卻效果相對(duì)較差，輥面溫度較高，導(dǎo)致輥面強(qiáng)度、硬度快速下降，從而加快了輥面磨損，影響矯直輥的使用壽命。第CN101698210號(hào)中國(guó)專利申請(qǐng)公開了一種中板熱矯直機(jī)外冷水工藝參數(shù)的確定方法，其主要以控制矯直輥的溫度為目標(biāo)，通過建立模型實(shí)現(xiàn)外冷水流量的控制，實(shí)現(xiàn)矯直輥的使用壽命的延長(zhǎng)的目的。該方法對(duì)于控制矯直輥的溫度是有效的，但是，由于外冷水容易接觸鋼板，因此鋼板矯直過程中易出現(xiàn)矯直輥表面結(jié)瘤、粘結(jié)異物的情況，對(duì)鋼板的表面質(zhì)量造成較大的影響。

實(shí)用新型內(nèi)容為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的一個(gè)或多個(gè)問題，本實(shí)用新型提供了一種熱矯直輥的冷卻
直ο本實(shí)用新型的一方面提供了一種熱矯直輥的冷卻裝置，所述冷卻裝置包括內(nèi)冷部件，設(shè)置在熱矯直輥的內(nèi)部，通過冷卻液的循環(huán)從熱矯直輥內(nèi)部來冷卻熱矯直輥；外冷部件，設(shè)置在熱矯直輥的外部，所述外冷部件包括風(fēng)冷部分和水冷部分，其中，風(fēng)冷部分和水冷部分獨(dú)立工作。根據(jù)本實(shí)用新型的另一方面，首先使用風(fēng)冷部分來冷卻熱矯直輥，當(dāng)熱矯直輥的溫度大于溫度限定范圍的上限值時(shí)，關(guān)閉風(fēng)冷部分并使用水冷部分來冷卻熱矯直輥，當(dāng)熱矯直輥的溫度降低至小于溫度限定范圍的下限值時(shí)，關(guān)閉水冷部分并使用風(fēng)冷部分來冷卻熱矯直輥。根據(jù)本實(shí)用新型的另一方面，當(dāng)有鋼板經(jīng)過熱矯直輥時(shí)，通過風(fēng)冷部分來冷卻熱矯直輥，當(dāng)無鋼板經(jīng)過熱矯直輥時(shí)，通過水冷部分來冷卻熱矯直輥。根據(jù)本實(shí)用新型的另一方面，所述冷卻裝置還包括被設(shè)置為接近熱矯直輥的表面的冷卻集管，風(fēng)冷部分和水冷部分通過同一條冷卻集管被設(shè)置為接近熱矯直輥的表面。根據(jù)本實(shí)用新型的另一方面，風(fēng)冷部分中供應(yīng)有6 Sbar的冷卻氣體，水冷部分中供應(yīng)有2 4bar的冷卻液。根據(jù)本實(shí)用新型的另一方面，冷卻氣體包括空氣、氮?dú)饣蚨栊詺怏w。
3[0011]根據(jù)本實(shí)用新型的另一方面，冷卻液包括水、冷卻溶液或冷卻油。根據(jù)本實(shí)用新型的另一方面，冷卻集管上設(shè)置有多個(gè)噴嘴。根據(jù)本實(shí)用新型的另一方面，所述噴嘴以雙排均勻布置，并且兩排噴嘴之間具有 120 150°的夾角。根據(jù)本實(shí)用新型的另一方面，所述噴嘴之間沿冷卻集管的長(zhǎng)度方向的間距為 200 220mm。根據(jù)本實(shí)用新型的另一方面，所述噴嘴的噴射角度為110 130°。
通過
以下結(jié)合附圖進(jìn)行的對(duì)實(shí)施例的描述，本實(shí)用新型的上述和/或其他目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更加清楚，其中圖1示出了根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的冷卻裝置的示意圖；圖2示出了根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的冷卻集管的示意圖；圖3是沿圖2中的A-A線截取的剖視圖；圖4示出了根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的冷卻方法的流程圖；圖5示出了根據(jù)本實(shí)用新型另一實(shí)施例的冷卻方法的流程圖。
具體實(shí)施方式
下面將參照附圖描述本實(shí)用新型的示例性實(shí)施例，然而本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，本實(shí)用新型可以以許多不同的形式實(shí)施，而不局限于在此闡述的實(shí)施例。提供這些實(shí)施例使得本公開將是徹底的和完全的，而不是出于限制本實(shí)用新型的范圍的目的。圖1示出了根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的冷卻裝置的示意圖。參照?qǐng)D1，熱矯直輥的冷卻裝置100包括內(nèi)冷部件101，設(shè)置在熱矯直輥110的內(nèi)部，通過冷卻液的循環(huán)從熱矯直輥110內(nèi)部來冷卻熱矯直輥110 ；外冷部件102，設(shè)置在熱矯直輥110的外部，所述外冷部件102包括風(fēng)冷部分120和水冷部分130。內(nèi)冷部件101設(shè)置在熱矯直輥110的內(nèi)部，內(nèi)冷部件101具有進(jìn)水管和回水管(未示出)，進(jìn)水管與外部水源連接以接收冷卻液，回水管與循環(huán)系統(tǒng)138連接以回收并循環(huán)冷卻液。通常，冷卻液為純水，然而本實(shí)用新型不限于此，本領(lǐng)域公知的其它類型的冷卻溶液、 冷卻油等也可用做冷卻液。外冷部件102設(shè)置在熱矯直輥110的外部，根據(jù)熱矯直輥110的數(shù)量不同可設(shè)置多個(gè)外冷部件102。外冷部件102可設(shè)置在熱矯直輥110之間，也可設(shè)置在其它鄰近熱矯直輥110的位置處。外冷部件102通過冷卻集管140彼此連接并通過冷卻集管140接收冷卻液或冷卻空氣。外冷部件102具有風(fēng)冷部分120和水冷部分130，風(fēng)冷部分120和水冷部分130可以獨(dú)立地工作。具體地說，當(dāng)需要對(duì)熱矯直輥進(jìn)行通風(fēng)冷卻時(shí)，可以單獨(dú)開啟風(fēng)冷部分120 并同時(shí)關(guān)閉水冷部分130 ；當(dāng)需要對(duì)熱矯直輥進(jìn)行噴水冷卻時(shí)，可以單獨(dú)開始水冷部分130 并同時(shí)關(guān)閉風(fēng)冷部分120。可通過開關(guān)125和135來分別控制風(fēng)冷部分120和水冷部分130 的開啟和關(guān)閉。風(fēng)冷部分120可將壓縮空氣噴射至熱矯直輥110的表面，從而帶走熱矯直輥110表面的熱量，同時(shí)由于熱矯直輥110內(nèi)部的內(nèi)冷部件101能夠帶走熱矯直輥110內(nèi)部的熱量，因此通過風(fēng)冷部分120和內(nèi)冷部件101共同工作，能夠有效地控制熱矯直輥110的溫度，從而防止由于熱矯直輥110的溫度升高而導(dǎo)致輥面強(qiáng)度、硬度下降的問題。風(fēng)冷部分 120通?？墒褂脡嚎s空氣來進(jìn)行通風(fēng)冷卻，然而本實(shí)用新型不限于此。可以使用經(jīng)過壓縮的氮?dú)?、惰性氣體等各種氣態(tài)冷卻介質(zhì)來進(jìn)行通風(fēng)冷卻。水冷部分130可將高壓冷卻液(例如水)噴射至熱矯直輥110的表面，從而帶走熱矯直輥110表面的熱量，同時(shí)由于熱矯直輥110內(nèi)部的內(nèi)冷部件101能夠帶走熱矯直輥 110內(nèi)部的熱量，因此通過水冷部分130和內(nèi)冷部件101共同工作，能夠有效地控制熱矯直輥110的溫度，從而防止由于熱矯直輥110的溫度升高而導(dǎo)致輥面強(qiáng)度、硬度下降的問題。 此外，由于冷卻液(例如水)的比熱遠(yuǎn)大于空氣，因此使用水冷部分130冷卻時(shí)能夠更有效地控制熱矯直輥Iio的表面溫度。水冷部分130可使用普通的純水來進(jìn)行噴水冷卻，然而本實(shí)用新型不限于此。本領(lǐng)域公知的其它類型的冷卻溶液、油等液態(tài)冷卻介質(zhì)均可用做該冷卻液。水冷部分130可通過與內(nèi)冷部件101相同的循環(huán)系統(tǒng)138來回收利用冷卻液。由于根據(jù)當(dāng)前實(shí)施例的熱矯直輥冷卻裝置同時(shí)具有風(fēng)冷部分120和水冷部分 130，因此可以選擇風(fēng)冷部分120和水冷部分130交替地運(yùn)轉(zhuǎn)來冷卻熱矯直輥。通過以上結(jié)構(gòu)，可以減少冷卻水的噴射時(shí)間，同時(shí)防止了由于冷卻水長(zhǎng)時(shí)間接觸鋼板而影響鋼板的表面質(zhì)量。下面將描述根據(jù)本實(shí)用新型另一實(shí)施例的熱矯直輥冷卻裝置。除了還包括溫度檢測(cè)裝置(未示出)之外，根據(jù)當(dāng)前實(shí)施例的熱矯直輥冷卻裝置100的結(jié)構(gòu)與前述實(shí)施例基本相同。溫度檢測(cè)裝置能夠檢測(cè)熱矯直輥110的表面溫度。在熱矯直過程中，首先使用風(fēng)冷部分來冷卻熱矯直輥110，當(dāng)熱矯直輥110的表面溫度大于限定范圍的上限值時(shí)，關(guān)閉風(fēng)冷部分120并利用水冷部分130來冷卻熱矯直輥110的外部表面，當(dāng)熱矯直輥110的表面溫度降低至小于限定范圍的下限值時(shí)，關(guān)閉水冷部分130并利用風(fēng)冷部分120來冷卻熱矯直輥110的外部表面。溫度檢測(cè)裝置可以是各種溫度計(jì)、熱傳感器或者紅外線測(cè)溫儀等各種測(cè)溫儀器。熱矯直輥110的表面溫度的限定范圍可以根據(jù)矯直輥的材料、鋼板的種類、溫度等來具體確定。根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，熱矯直輥110的表面溫度的限定范圍可以是大約80 100°C。當(dāng)熱矯直輥110的溫度小于大約80°C時(shí)，利用風(fēng)冷部分120來進(jìn)行冷卻，當(dāng)熱矯直輥110的溫度大于大約100°C時(shí)，利用水冷部分120來進(jìn)行冷卻。根據(jù)本實(shí)施例的冷卻裝置使用冷卻液來冷卻熱矯直輥，因此能夠提供可靠的冷卻效果，另外，根據(jù)本實(shí)施例的冷卻裝置能夠減少冷卻液接觸鋼板的時(shí)間，從而能夠減少或防止由于冷卻液與鋼板接觸而造成的各種問題。下面將描述根據(jù)本實(shí)用新型另一實(shí)施例的熱矯直輥冷卻裝置。除了還包括鋼板檢測(cè)裝置(未示出)之外，根據(jù)當(dāng)前實(shí)施例的熱矯直輥冷卻裝置100的結(jié)構(gòu)與前述實(shí)施例基本相同。鋼板檢測(cè)裝置用于檢測(cè)鋼板是否進(jìn)入到熱矯直區(qū)中，當(dāng)檢測(cè)到有鋼板經(jīng)過熱矯直輥110時(shí)，通過風(fēng)冷部分120和內(nèi)冷部件101來冷卻熱矯直輥110，當(dāng)檢測(cè)到無鋼板經(jīng)過熱矯直輥時(shí)，通過水冷部分130和內(nèi)冷部件101來冷卻熱矯直輥110。鋼板檢測(cè)裝置可以是能夠檢測(cè)鋼板存在的各種裝置，例如壓力開關(guān)、光學(xué)探測(cè)器等。由于僅在無鋼板的情況下才使用水冷部分130，所以根據(jù)本實(shí)施例的熱矯直輥冷卻裝置能夠基本防止冷卻水接觸鋼板，從而更好地解決了由于冷卻液與鋼板接觸而造成的各種問題。根據(jù)本實(shí)用新型的又一實(shí)施例，還可以以預(yù)定的時(shí)間間隔來切換風(fēng)冷部分120和水冷部分130。然而本實(shí)用新型不限于此，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在不脫離本實(shí)用新型的教導(dǎo)的情況下，可以根據(jù)實(shí)際情況來靈活地切換風(fēng)冷部分120和水冷部分130。根據(jù)本實(shí)用新型的另一示例性實(shí)施例，熱矯直輥冷卻裝置100的外冷部件102還包括被設(shè)置為接近熱矯直輥的表面的冷卻集管140，外冷部件102的風(fēng)冷部分120和水冷部分130通過同一條冷卻集管被設(shè)置為接近熱矯直輥100的表面。由于風(fēng)冷部分120和水冷部分130共用一條冷卻集管140，所以能夠簡(jiǎn)化熱矯直輥附近的設(shè)備結(jié)構(gòu)，并因此能夠減小設(shè)計(jì)難度并降低制造成本。圖2示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的冷卻集管的示意圖，圖3是沿圖2中的A-A線截取的剖視圖，參照?qǐng)D2和圖3，風(fēng)冷部分120和水冷部分130可具有設(shè)置在冷卻集管140上的多個(gè)噴嘴145。優(yōu)選地，冷卻集管140上設(shè)置兩排噴嘴145，并且兩排噴嘴145 之間具有120 150°的夾角，從而能夠使空氣或冷卻液更均勻地分散到熱矯直輥110上。 根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，噴嘴145沿冷卻集管140的長(zhǎng)度方向均勻地布置，并且噴嘴 145之間沿冷卻集管140的長(zhǎng)度的間距可為200 220mm。根據(jù)本實(shí)用新型的另一實(shí)施例， 噴嘴145的噴射角度可以是120 150°。當(dāng)根據(jù)本實(shí)用新型示例性實(shí)施例的熱矯直輥冷卻裝置100工作時(shí)，根據(jù)工作狀況分別將風(fēng)冷部分120和水冷部分130供應(yīng)高壓冷卻氣體或高壓冷卻液。當(dāng)風(fēng)冷部分120工作時(shí)，向風(fēng)冷部分120供應(yīng)壓強(qiáng)為6 Sbar的冷卻氣體；當(dāng)水冷部分130工作時(shí)，向水冷部分130供應(yīng)壓強(qiáng)為2 4bar的冷卻液。以上風(fēng)冷部分120和水冷部分130的噴嘴布置方式以及工作壓力僅僅是示例性的，而不意圖限制本實(shí)用新型的范圍。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在面對(duì)不同的熱矯直輥的冷卻問題時(shí)，只要能夠?qū)⒗鋮s液或冷卻氣體均勻地噴射到熱矯直輥的表面，就可以根據(jù)實(shí)際情況選擇不同的噴嘴布置方式以及工作壓力。下面將參照?qǐng)D4和圖5描述根據(jù)本實(shí)用新型的熱矯直輥的冷卻方法。圖4示出了根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的冷卻方法的流程圖；圖5示出了根據(jù)本實(shí)用新型另一實(shí)施例的冷卻方法的流程圖。參照?qǐng)D4，根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的熱矯直輥的冷卻方法包括以下步驟熱矯直機(jī)準(zhǔn)備，開啟內(nèi)冷部件101，并開始進(jìn)行鋼板的熱矯直(S410)；開啟風(fēng)冷部分120，關(guān)閉水冷部分130(S420)；檢測(cè)熱矯直輥的表面溫度是否高于溫度限定范圍的上限值(S430)； 當(dāng)熱矯直輥的表面溫度超過溫度限定范圍的上限值時(shí)，關(guān)閉風(fēng)冷部分120，開啟水冷部分 130(S440)，當(dāng)熱矯直輥的表面溫度未超過溫度限定范圍的上限值時(shí)，返回步驟S430來繼續(xù)檢測(cè)熱矯直輥的表面溫度；檢測(cè)熱矯直輥的表面溫度是否低于溫度限定范圍的下限值 (S450)；當(dāng)熱矯直輥的溫度低于溫度限定范圍的下限值時(shí)，關(guān)閉水冷部分130，開啟風(fēng)冷部分120，并返回步驟S430來繼續(xù)檢測(cè)熱矯直輥的表面溫度(S460)，當(dāng)熱矯直輥的溫度不低于溫度限定范圍的下限值時(shí)，返回步驟S450來繼續(xù)檢測(cè)熱矯直輥的表面溫度。重復(fù)執(zhí)行上述步驟，直至熱矯直工作結(jié)束。參照?qǐng)D5，根據(jù)本實(shí)用新型另一示例性實(shí)施例的熱矯直輥的冷卻方法包括以下步
6驟熱矯直機(jī)準(zhǔn)備，開啟內(nèi)冷部件101，并開始進(jìn)行鋼板的熱矯直(S510)；開啟水冷部分 110，關(guān)閉風(fēng)冷部分120 (S520)；檢測(cè)熱矯直區(qū)中是否有鋼板(S530)；當(dāng)熱矯直區(qū)中有鋼板時(shí)，關(guān)閉水冷部分130，開啟風(fēng)冷部分120，并返回步驟S530來繼續(xù)檢測(cè)是否有鋼板(SMO)， 當(dāng)熱矯直區(qū)中沒有鋼板時(shí)，則返回步驟S520開啟水冷部分130，關(guān)閉風(fēng)冷部分120，然后繼續(xù)執(zhí)行步驟S530來繼續(xù)檢測(cè)是否有鋼板。重復(fù)執(zhí)行上述步驟，直至熱矯直工作結(jié)束。根據(jù)本實(shí)用新型的熱矯直輥的冷卻方法能夠在確保矯直輥的冷卻效果的情況下盡可能減少鋼板與冷卻液接觸，從而能夠減少或防止由于鋼板與冷卻液接觸而導(dǎo)致的各種問題。雖然已經(jīng)結(jié)合附圖描述了根據(jù)本實(shí)用新型的特定實(shí)施例，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍的情況下，可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)上的各種改變，本實(shí)用新型的范圍僅由權(quán)利要求及其等同物限定。
權(quán)利要求1.一種熱矯直輥的冷卻裝置，其特征在于所述冷卻裝置包括內(nèi)冷部件，設(shè)置在熱矯直輥的內(nèi)部，通過冷卻液的循環(huán)從熱矯直輥內(nèi)部來冷卻熱矯直棍；外冷部件，設(shè)置在熱矯直輥的外部，所述外冷部件包括風(fēng)冷部分和水冷部分，其中，風(fēng)冷部分和水冷部分獨(dú)立工作。
2.如權(quán)利要求1所述的冷卻裝置，其特征在于，首先使用風(fēng)冷部分來冷卻熱矯直輥，當(dāng)熱矯直輥的溫度大于溫度限定范圍的上限值時(shí)，關(guān)閉風(fēng)冷部分并使用水冷部分來冷卻熱矯直輥；當(dāng)熱矯直輥的溫度降低至小于溫度限定范圍的下限值時(shí)，關(guān)閉水冷部分并使用風(fēng)冷部分來冷卻熱矯直輥。
3.如權(quán)利要求1所述的冷卻裝置，其特征在于，當(dāng)有鋼板經(jīng)過熱矯直輥時(shí)，通過風(fēng)冷部分來冷卻熱矯直輥；當(dāng)無鋼板經(jīng)過熱矯直輥時(shí)，通過水冷部分來冷卻熱矯直輥。
4.如權(quán)利要求1所述的冷卻裝置，其特征在于所述冷卻裝置還包括被設(shè)置為接近熱矯直輥的表面的冷卻集管，風(fēng)冷部分和水冷部分通過同一條冷卻集管被設(shè)置為接近熱矯直輥的表面。
5.如權(quán)利要求1所述的冷卻裝置，其特征在于，風(fēng)冷部分中供應(yīng)有6 Sbar的冷卻氣體，水冷部分中供應(yīng)有2 4bar的冷卻液。
6.如權(quán)利要求5所述的冷卻裝置，其特征在于，冷卻氣體包括空氣、氮?dú)饣蚨栊詺怏w。
7.如權(quán)利要求5所述的冷卻裝置，其特征在于，冷卻液包括水、冷卻溶液或冷卻油。
8.如權(quán)利要求4所述的冷卻裝置，其特征在于，冷卻集管上設(shè)置有多個(gè)噴嘴。
9.如權(quán)利要求8所述的冷卻裝置，其特征在于，所述噴嘴以雙排均勻布置，并且兩排噴嘴之間具有120 150°的夾角。
10.如權(quán)利要求8所述的冷卻裝置，其特征在于，所述噴嘴之間沿冷卻集管的長(zhǎng)度方向的間距為200 220mm。
11.如權(quán)利要求8所述的冷卻裝置，其特征在于，所述噴嘴的噴射角度為110 130°。
專利摘要本實(shí)用新型的一方面提供了一種熱矯直輥的冷卻裝置，所述冷卻裝置包括內(nèi)冷部件，設(shè)置在熱矯直輥的內(nèi)部，通過冷卻液的循環(huán)從熱矯直輥內(nèi)部來冷卻熱矯直輥；外冷部件，設(shè)置在熱矯直輥的外部，所述外冷部件包括風(fēng)冷部分和水冷部分，其中，風(fēng)冷部分和水冷部分獨(dú)立工作。利用本實(shí)用新型的熱矯直輥的冷卻裝置能夠減少冷卻液與鋼板的接觸時(shí)間，從而能夠提高鋼板的質(zhì)量。
文檔編號(hào)B21D37/16GK202239058SQ201120378400
公開日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2011年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月30日
發(fā)明者吳德發(fā), 張長(zhǎng)宏, 李昌, 湯化勝, 王騰飛, 秦港, 趙興曾, 馬光亭 申請(qǐng)人:萊蕪鋼鐵集團(tuán)有限公司