專利名稱：棒線材水冷系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及ー種棒線材水冷系統(tǒng)，尤其是ー種棒線材車間的預水冷和穿水冷裝置，屬于軋鋼機械技術(shù)領域。
背景技術(shù)：
近年來，由于國內(nèi)鋼鐵產(chǎn)能過剩，建筑鋼材市場競爭激烈，競爭形勢也發(fā)生了變化，已從原來的規(guī)模的競爭向技術(shù)的競爭、成本的競爭、產(chǎn)品升級換代的競爭轉(zhuǎn)變，這種形勢促進了企業(yè)加快了創(chuàng)新技術(shù)應用。軋后水冷技術(shù)在近期得到快速發(fā)展。由于該技術(shù)利用軋制余熱，不需要重新加熱，通過控制軋后鋼材的冷卻速度，達到改善組織和性能的目的，因此具有較好的經(jīng)濟效益和社會效益。棒材在熱軋中會產(chǎn)生變形熱，使奧氏體轉(zhuǎn)變溫度提高，相變后的鐵素體晶粒容易長大，力學性能降低。通過控冷卻可以達到細化鐵素體、減少珠光體片層間距，阻止碳化物在高溫下析出。軋后水冷不僅節(jié)約了能源和熱量消耗，縮短了生產(chǎn)周期，提高了生產(chǎn)效率，減少了生產(chǎn)高強度鋼筋的合金使用量，而且使棒材具有更高的綜合力學性能。目前，國內(nèi)棒材車間主要采用的水冷裝置有文氏管式、直噴式和套筒式三種結(jié)構(gòu)，這三種結(jié)構(gòu)的水冷裝置在現(xiàn)場使用過程中存在問題如下:文氏管式結(jié)構(gòu)水冷裝置:其結(jié)構(gòu)采用兩組高壓水噴嘴，噴嘴均布的孔形成射流；中間管設有多段湍流管元件棒材通過水冷裝置，軋件在冷卻裝置中急劇冷卻，使軋件其冷卻速度大于表面層達到一定深度的淬火馬氏體的臨界速度。軋件表面溫度低于馬氏體開始轉(zhuǎn)變點(Ms)，發(fā)生奧氏體向馬氏體相轉(zhuǎn)變，該過程心部溫度很高，仍處于奧氏體狀態(tài)，表面為馬氏體和殘余奧氏體組織。文氏管式結(jié)構(gòu)水冷裝置的缺點:熱交換效率高，造成溫降梯度比較大。表層溫降較快，心部冷卻效果較差；冷卻強度難以控制，軋件冷熱不均勻，易引起軋件的彎曲。軋制帶肋鋼筋時，部分冷卻水隨橫肋帶出箱體；軋件表層產(chǎn)生馬氏體，降低了軋件的材料性能，因此對鋼筋的焊接性能影響較大，閃光對焊后，焊縫的熱影響區(qū)的強度和塑性降低，因此，冷卻強度大，鋼筋的內(nèi)應カ較大，時效后鋼筋強度下降10_20MPa。同時伴有返銹現(xiàn)象嚴重。直噴式結(jié)構(gòu)水冷裝置:噴嘴由外錐套和內(nèi)錐套之間形成收斂的環(huán)形縫隙構(gòu)成，冷卻水從收斂的環(huán)形縫隙噴出，形成流股的射能。環(huán)形縫隙通過調(diào)整墊片調(diào)整大小，進而控制冷卻水的流量?？梢杂行У目刂栖埣睦鋮s溫度，減少軋件的溫降梯度。直噴式結(jié)構(gòu)水冷裝置的缺點:此種結(jié)構(gòu)的軋件冷卻強度受到噴嘴的數(shù)量、冷卻水溫度、冷卻水壓カ和冷卻水流量的影響。特別是冷卻水的流量和壓カ是兩個最主要參數(shù)。冷卻強度不穩(wěn)定，會出現(xiàn)頭冷尾熱，鋼材的二次氧化無法消除。噴嘴磨損較快，頻繁拆裝，増加成本，影響作業(yè)率。生產(chǎn)過程出現(xiàn)流量、壓カ不穩(wěn)定。冷卻水從入口導管裝置處回流，回流水壓カ較大，影響鋼筋導入和大量霧氣。套筒式結(jié)構(gòu)水冷裝置:此結(jié)構(gòu)類似直噴式噴嘴，冷卻水從噴嘴的底部進入噴嘴的環(huán)形通道，冷卻水從收斂的環(huán)形縫隙噴出。但是在噴嘴后增設了套管。尾套將冷卻水擋在套筒里，使軋件能能夠同冷卻水充分接觸。増加了水冷強度。環(huán)形縫隙通過調(diào)整墊片調(diào)整大小，進而控制冷卻水的流量。套筒式結(jié)構(gòu)水冷裝置的缺點:此種結(jié)構(gòu)的軋件冷卻強度受到冷卻水壓カ和冷卻水流量的直接影響。穿鋼過程不穩(wěn)定，容易發(fā)生堆鋼，鋼筋上冷床后有明顯的波浪彎，加大水量、水壓、降低回火溫度也難以消除，原因抖動使管內(nèi)出現(xiàn)溫度不均，形成彎曲，孔型磨損造成截面變化，由于軋后殘余應カ的存在。特別是切分軋制，軋件進冷床時回火溫度出現(xiàn)差異，產(chǎn)生彎曲度超差、鋼上冷床頂撞亂鋼。綜上所述，由于以上現(xiàn)有技術(shù)中的水冷裝置結(jié)構(gòu)都存在流體溫度梯度，由于流體間的相互作用而改變了運動方向，并且伴有霧化現(xiàn)象，車間內(nèi)霧氣蒸騰，彌散于水冷設備及精軋設備上空，車間能見度極低，特別冬季的清晨，能見度不足5米，極大影響軋鋼系統(tǒng)安全。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的就是提供ー種棒線材水冷系統(tǒng)，其能減少棒線材在水冷過程中產(chǎn)生馬氏體和魏氏體等異常組織，使熱軋鋼筋熱變形應カ有效利用，將鋼筋的內(nèi)應カ變成鐵素體的形成晶核的動力，從而細化晶粒組織，鋼筋焊接性能明顯提高。本實用新型所提供的技術(shù)方案為:ー種棒線材水冷系統(tǒng)，至少包括用于對棒線材軋件進行水冷處理的水冷裝置，所述水冷裝置包括沿棒線材軋件行進方向依次連接的第一入口正撲噴嘴、第一除霧裝置、第一水冷単元、第二除霧裝置和第一出口反撲噴嘴；所述第一水冷単元包括沿棒線材軋件行進方向依次設置的第一水冷噴嘴和第一紊流管；所述第一水冷噴嘴包括:管體，其側(cè)壁上具有進水口 ；以及，噴嘴本體，具有軸向貫通的第一通道，其設置于所述管體內(nèi)、并與所述管體之間形成與所述進水口連通的集水腔；其中，所述噴嘴本體上沿周向設有向其軸心收斂的第一噴射通道，所述第一噴射通道與所述噴嘴本體的軸心線之間形成第一噴射角；所述噴嘴本體上沿其周向還設有向其軸心收斂的第二噴射通道，所述第二噴射通道與所述噴嘴本體的軸心線之間形成第二噴射角；所述第一噴射通道與所述第二噴射通道的收斂方向相同，且所述第一噴射角小于所述第二噴射角。進ー步的，所述噴嘴本體包括相互配合的第一內(nèi)錐套和第一外錐套，其中，所述第一內(nèi)錐套具有向其軸心收斂的第一錐面，所述第一錐面上沿周向均勻分布有多個沿所述第一錐面的素線方向延伸的直導流槽，每一直導流槽進水端與所述集水腔連通，出水端與所述第一內(nèi)錐套的內(nèi)腔連通；所述第一外錐套具有與所述第一錐面配合的第二錐面，且所述第二錐面與所述第一錐面上的多個直導流槽配合，形成沿第一錐面的素線方向向所述第一內(nèi)錐套軸心收斂的所述第一噴射通道；所述第一外錐套內(nèi)部具有沿其周向均勻分布的多個直排孔；每一直排孔進水端與所述集水腔連通，出水端與所述第一外錐套的內(nèi)腔連通，且多個直排孔的進水端至多個直排孔的出水端逐漸收斂，而形成向所述第一外錐套軸心收斂的所述第二噴射通道。進ー步的，所述第一紊流管包括:冷卻導管；以及，依次串聯(lián)于所述冷卻導管內(nèi)的多段紊流套，每ー紊流套具有沿軸向貫通的的第一貫穿孔，所述第一貫穿孔具有前部第一錐形收縮ロ、后部第一錐形擴張ロ、以及中部第一喉管，所述第一喉管為沿所述紊流套的軸向延伸的等徑喉管，所述等徑喉管的內(nèi)壁上具有至少ー組泄壓孔，每組泄壓孔包括沿所述等徑喉管周向呈放射狀分布的多個通孔；其中，多段所述紊流套的第一貫穿孔依次貫通，形成與所述噴嘴的第一通道相貫通的、截面呈周期性變化的第二通道。進ー步的，所述第一除霧裝置包括:頂部開ロ的第一箱體，其底部具有出水ロ，其相対的兩側(cè)面的上邊緣分別具有第ー缺ロ ；以及，底部開ロ的第二箱體，其相対的兩側(cè)面的下邊緣分別具有與所述第一箱體的第一缺ロ相對應的第二缺ロ ；其中，所述第二箱體底部開ロ與所述第一箱體頂部開ロ相對扣合而形成一箱體結(jié)構(gòu)，所述第一缺ロ與所述第二缺ロ上下配合形成位于所述箱體結(jié)構(gòu)相対的兩側(cè)面上的安裝孔，且所述第一箱體和所述第二箱體的ー側(cè)鉸接，另ー側(cè)通過鎖緊裝置連接。進ー步的，所述第二除霧裝置為與所述第一除霧裝置結(jié)構(gòu)相同的除霧裝置，且所述第二除霧裝置的箱體結(jié)構(gòu)頂部安裝有第一阻水器。進ー步的，所述第一入ロ正撲噴嘴包括相互配合的第二內(nèi)錐套和第二外錐套，其中，所述第二內(nèi)錐套的內(nèi)腔與所述第二外錐套的內(nèi)腔相互貫通形成沿軸向貫通的第三通道；所述第二內(nèi)錐套的錐面與所述第二外錐套的錐面配合形成向所述第三通道的軸心方向收斂的環(huán)形縫隙；所述第二內(nèi)錐套和第二外錐套之間具有與所述環(huán)形縫隙相通的空氣入口，所述第ニ內(nèi)錐套的錐面、和/或所述第二外錐套的錐面上沿周向分布有多個導流溝槽，所述導流溝槽入口端與所述空氣入口相通，出口端與所述第三通道相通，且所述導流溝槽為從其入ロ端至出口端逐漸變窄的扇形槽體結(jié)構(gòu)；所述第一入口正撲噴嘴通過其第二內(nèi)錐套固定安裝在所述第一除霧裝置的安裝孔內(nèi)。進ー步的，所述第一出口反撲噴嘴為與所述第一入口正撲噴嘴結(jié)構(gòu)相同的氣封噴嘴；且所述第一出口反撲噴嘴通過其第二外錐套固定安裝在所述第二除霧裝置的安裝孔內(nèi)。進ー步的，所述棒線材冷卻系統(tǒng)還包括用于對經(jīng)所述水冷裝置處理后的棒線材進行防銹處理的防銹裝置；所述防銹裝置包括沿棒線材軋件行進方向依次連接的第二入口正撲噴嘴、第三除霧裝置、干燥管、第四除霧裝置、乳化冷卻単元、第五除霧裝置和第二出口反撲噴嘴，所述乳化冷卻単元包括沿棒線材行進方向依次連接的第二水冷噴嘴和第二紊流管，其中，[0039]所述第三、第四、第五除霧裝置均為與所述第一除霧裝置結(jié)構(gòu)相同的除霧裝置，且所述第五除霧裝置的頂部安裝有第二阻水器；所述第二入口正撲噴嘴為與所述第一入口正撲噴嘴結(jié)構(gòu)相同的氣封噴嘴；所述第二水冷噴嘴為與所述第一水冷噴嘴結(jié)構(gòu)相同的水冷噴嘴；所述第二紊流管為與所述第一紊流管結(jié)構(gòu)相同的紊流管；所述第二出口反撲噴嘴為與所述第一出口反撲噴嘴結(jié)構(gòu)相同的氣封噴嘴；且所述第二入口正撲噴嘴通過其第二內(nèi)錐套固定安裝在所述第三除霧裝置的安裝孔內(nèi)，且所述第二出口反撲噴嘴通過其第二外錐套固定安裝在所述第五除霧裝置內(nèi)。進ー步的,所述干燥管包括:套管；依次串聯(lián)于所述套管內(nèi)的多段襯套，每ー襯套具有沿軸向貫通的第二貫穿孔，所述第二貫穿孔具有前部第二錐形收縮ロ、后部第二錐形擴張ロ、以及中部第二喉管，多段襯套的第二貫穿孔依次連通，形成截面呈周期性變化的所述第四通道。進ー步的，所述棒線材冷卻系統(tǒng)還包括用于對經(jīng)所述防銹裝置處理后的棒線材軋件進行過渡冷卻處理的過渡冷卻裝置；所述過渡冷卻裝置包括沿棒線材軋件行進方向依次設置的第三入口正撲噴嘴、第六除霧裝置、第二水冷単元、第七除霧裝置、第三出口反撲噴嘴、第四入口正撲噴嘴、第八除霧裝置、第四出口反撲噴嘴以及收攏導槽，其中，所述第六、第七、第八除霧裝置均為與所述第一除霧裝置結(jié)構(gòu)相同的除霧裝置，且所述第七除霧裝置的箱體結(jié)構(gòu)頂部安裝有第三阻水器；所述第三入口正撲噴嘴、所述第三出口反撲噴嘴、所述第四入口正撲噴嘴、所述第四出口反撲噴嘴均為與所述第一入口正撲噴嘴結(jié)構(gòu)相同的氣封噴嘴；所述第二水冷単元至少包括第三噴嘴和第三紊流管，且所述第三噴嘴為與所述第一噴嘴結(jié)構(gòu)相同的水冷噴嘴，所述第三紊流管為與所述第一紊流管結(jié)構(gòu)相同的紊流管。本實用新型的有益效果為:本實用新型的棒線材冷卻系統(tǒng)可以有效的控制軋件表面層及心部的冷卻曲線，容易實現(xiàn)冷卻強度和冷卻時間的控制，有效解決棒線材表層溫降較快，心部冷卻效果較差的問題，使心部冷卻滿足エ藝要求，又保證棒材表層溫度不能過低，而影響材料性能，軋件可以獲得細小均勻的鐵素體組織，避免不良表層組織的產(chǎn)生，使棒材具有良好焊接性能，有效的控制淬火過程和回火層的組織厚薄，獲得理想的回火溫度。

圖1表示本實用新型的棒線材水冷系統(tǒng)中的水冷裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2a表示第一水冷單元的外觀結(jié)構(gòu)示意圖；圖2b表示第一水冷單元的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3a表示水冷噴嘴的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3b表示圖3a中A-A向剖視圖；圖4a表示紊流管的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4b表示紊流套的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4c表示圖4b中B-B向剖視圖；圖5a表不入口導向裝置的第一種實施方式的結(jié)構(gòu)不意圖；圖5b表示入口導向裝置的第二種實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6a表示本實用新型的除霧裝置第一種實施方式的立體結(jié)構(gòu)示意圖；[0056]圖6b表示本實用新型的除霧裝置第一種實施方式的結(jié)構(gòu)主視圖；圖6c表示圖6b的左視圖；圖6d表示圖6b的右視圖；圖6e表示本實用新型的除霧裝置第二種實施方式的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖7a表氣封噴嘴的結(jié)構(gòu)意圖；圖7b表示第二內(nèi)錐套的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7c表示圖7b的左視圖；圖7d表示第一入口正撲噴嘴與第一除霧裝置的連接結(jié)構(gòu)示意圖；圖7e表示第一出口正撲噴嘴與第二除霧裝置的連接結(jié)構(gòu)示意圖；圖8表示防銹裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖9a表示干燥管的外觀結(jié)構(gòu)示意圖；圖9b表示干燥管的結(jié)構(gòu)示意圖；圖10表示過渡冷卻裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本實用新型，并非用于限定本實用新型的范圍。本實用新型的棒線材水冷系統(tǒng)可作為對熱軋后的軋件進行預水冷裝置和/或穿水冷裝置，其包括橫移小車1、以及設置在橫移小車I上的用于對軋件進行水冷處理的單條或多條冷卻線，每ー冷卻線至少包括沿軋件行進方向依次設置的入口導向裝置和水冷裝置。其中，如圖1和圖2a、2b所示，水冷裝置包括沿軋件行進方向依次連接的第一入口正撲噴嘴31、第一除霧裝置32、第一水冷単元33、第二除霧裝置34和第一出口反撲噴嘴35 ;第一水冷単元33數(shù)量可以為ー個或多個，如圖2a和2b所示，每ー第一水冷単元33包括沿棒線材軋件行進方向依次設置的第一入口導管333、第一水冷噴嘴331、第一紊流管332和第一出口定位導管334，其中，第一水冷噴嘴331采用如下結(jié)構(gòu)的水冷噴嘴: 如圖3a和圖3b所示，該水冷噴嘴包括:軸向貫通的管體3311，具有進水口 3311a;以及，噴嘴本體3312，具有沿軸向貫通的用于容納軋件的第一通道，設置于管體3311內(nèi)、并與管體3311之間形成與進水口 3311a連通的集水腔3313 ；噴嘴本體3312上沿周向設有第一噴射通道331a，第一噴射通道331a的進水端與集水腔3313連通，其出水端與噴嘴本體3312的第一通道相通，且第一噴射通道331a自其進水端至出水端逐漸向噴嘴本體3312的軸心收斂，第一噴射通道331a與噴嘴本體3312的軸心線之間形成第一噴射角(圖3a中第一噴射角為a )；噴嘴本體3312上沿周向還設置有第二噴射通道331b，第二噴射通道331b的進水端與集水腔3313連通，其出水端與噴嘴本體3312的第一通道相通，且第二噴射通道331b自其進水端至出水端逐漸向噴嘴本體3312的軸心收斂，第二噴射通道331b與噴嘴本體3312的軸心線之間形成第二噴射角(圖3a中第二噴射角為3 )；第一噴射通道331a與第二噴射通道331b的收斂方向大致相同，從而第一噴射通道331a噴出的射流水平方向與第二噴射通道331b噴出的射流水平方向均與軋件行進方向相同；且第一噴射角a小于第二噴射角P，從而第一噴射通道331a噴出的射流與第二噴射通道331b噴出的射流可交叉。本實用新型的棒線材水冷系統(tǒng)中，軋件由入口導向裝置導入水冷裝置，并進入第一水冷噴嘴331時，冷卻水自進水口 3311a進入集水腔3313內(nèi)，并在集水腔3313內(nèi)充滿后沿第一噴射通道331a和第二噴射通道331b交叉高速噴出，其中，與噴嘴本體3312軸心線形成第一噴射角的第一噴射通道331a噴射出小噴射角射流束，在軋件表面可形成高速流體，流體的沖擊カ大，有利于破壞軋件表面的蒸汽膜；在現(xiàn)有技術(shù)中，軋件脫離軋機進入水冷裝置后，由于摩擦阻力，逐漸減少前進的動力，本實用新型棒線材水冷系統(tǒng)的水冷裝置中，由于采用上述結(jié)構(gòu)的水冷噴嘴，可對軋機產(chǎn)生托浮和向前推進的作用力；且與噴嘴本體3312軸心線形成第二噴射角的第二噴射通道331b噴射出大噴射角射流束，會延長軋件上的破膜長度，増大蒸汽膜破壞面積，提高換熱效率。另外，第二噴射通道331b的大噴射角射流束的較大垂直分量會被第一噴射通道331a的小噴射角射流束阻擋和消耗，改變了以往水冷噴嘴以單ー噴射角進行噴射而形成柱狀噴射的方式，兩股射流束相互作用，削弱了冷卻水射流的動能，形成均勻射流，減少了強水流對軋件的沖擊，避免了軋件在水冷裝置中竄動，從而避免軋件內(nèi)部組織發(fā)生不良變化；此外,本實用新型所采用的第一水冷噴嘴331采用兩個噴射通道,增大了冷卻水流量，在對軋件冷卻時，可實現(xiàn)大流量、低水冷的冷卻エ藝，冷卻效果好。以下提供一種噴嘴本體3312的優(yōu)選實施裝配方式。如圖3a和圖3b所示，噴嘴本體3312包括:第一內(nèi)錐套3312a，具有向其軸心收斂的第一錐面，第一錐面的素線與第一內(nèi)錐套3312a的軸心線之間夾角大小為第一噴射角a，第一錐面上沿周向均勻分布有多個沿第一錐面的素線方向延伸的直導流槽3301，每一直導流槽3301進水端與集水腔3313連通，出水端與第一內(nèi)錐套3312a的第一通道連通；以及，第一外錐套3312b，具有與第一錐面配合的第二錐面，且第二錐面與第一錐面的多個直導流槽3301配合，而形成沿第一錐面的素線方向而向第一內(nèi)錐套3312a軸心收斂的第ー噴射通道331a ；第一外錐套3312b上沿其周向均勻分布有多個直排孔3302，每一直排孔3302進水端與集水腔3313連通，出水端與第一外錐套3312b的內(nèi)腔連通，多個直排孔3302的進水端至多個直排孔3302的出水端逐漸收斂，而形成向第一外錐套3312b軸心收斂的第二噴射通道331b，每一直排孔3302的中心線與第一外錐套3312b軸心線之間夾角為第二噴射角
3 o圖為第一噴射通道331a和第二噴射通道331b的斷面結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，第一噴射通道331a的多個直導流槽3301沿第一內(nèi)錐套3312a周向均勻分布，第二噴射通道331b的多個直排孔3302沿第一外錐套3312b周向均勻分布，由于第二噴射通道331b的第二噴射角大于第一噴射通道331a的第一噴射角，則構(gòu)成第二噴射通道331b的多個直排孔3302位于構(gòu)成第一噴射通道331a的多個直流槽的外國。如圖1所示，本實施例中，優(yōu)選的，多個直導流槽3301與多個直排孔3302呈空間交錯設置。[0086]此外，需要說明的是，圖3b中所示直導流槽3301與直排孔3302的數(shù)量均為6個，且6個直導流槽3301和6個直排孔3302交錯設置，在實際應用中，直導流槽3301與直排孔3302可根據(jù)エ藝要求確定數(shù)量和孔徑。本實施例中，優(yōu)選的，多個直導流槽3301的出水端與多個直排孔3302的出水端相交，且相交處位于噴嘴本體3312的內(nèi)腔壁上，這種結(jié)構(gòu)第一噴射通道331a與第二噴射通道331b噴射的射流之間相互作用效果最好。當然，在實際應用中，在保證第一噴射通道331a與第二噴射通道331b噴射的射流交叉的前提下，多個直導流槽3301的出水端與多個直排孔3302的出水端也可以設計為不相交。本實施例中，優(yōu)選的，第一內(nèi)錐套3312a與第一外錐套3312b之間還可以設置有用于調(diào)節(jié)第一內(nèi)錐套3312a與第一外錐套3312b配合間隙的調(diào)節(jié)墊片23，通過該調(diào)節(jié)墊片23可調(diào)節(jié)第一噴射通道331a的冷卻水流量。采用上述結(jié)構(gòu)的噴嘴本體3312由于第一噴射通道331a是由第一錐面和第二錐面配合形成，則可通過調(diào)節(jié)第一錐面與第二錐面的配合間隙調(diào)整第一噴射通道331a的流量，從而控制冷卻水的流量；另外，第一噴射通道331a采用多個直流槽與第二錐面配合形成，也就是說，第一噴射通道331a采用孔洞射流方式，而第二噴射通道331b采用多個直排孔3302形成，也是采用孔洞射流方式，則冷卻水中雜質(zhì)不易堵塞直流槽和直排孔3302，且大流速冷卻水對直流槽和直排孔3302的沖蝕影響小，進而保證了冷卻水的流量。當然，在實際應用中，噴嘴本體3312還可以采用其他結(jié)構(gòu)形式，例如:噴嘴本體3312不采用第一內(nèi)錐套3312a與第一外錐套3312b配合的結(jié)構(gòu)形式，而是設計為一整體結(jié)構(gòu)，在該整體結(jié)構(gòu)的噴嘴本體3312上設置收斂的第一噴射通道33 Ia和第二噴射通道331b，并滿足第一噴射角小于第二噴射角；或者，噴嘴本體3312仍采用第一內(nèi)錐套3312a和第一外錐套3312b配合，而第一噴射通道331a由第一內(nèi)錐套3312a與第一外錐套3312b構(gòu)成的環(huán)形縫隙形成；或者，噴嘴本體3312仍為第一內(nèi)錐套3312a和第一外錐套3312b配合，而形成第一噴射通道331a的多個直導流槽3301設置于第一外錐套3312b的第二錐面上等，在此不一一列挙。另外，如圖2b和3a所示，本實用新型的第一水冷噴嘴331的管體3311—端具有第一法蘭，另一端具有第二法蘭，第一水冷噴嘴331通過管體3311的第一法蘭與第一入口導管333連接，通過管體3311的第二法蘭與第一紊流管332連接，并在第一法蘭與第一入ロ導管333的連接處以及第ニ法蘭與第一紊流管332的連接處設有紫銅材質(zhì)的密封墊片，既可以起到密封作用，又可以耐高溫。本實用新型棒線材水冷系統(tǒng)的水冷裝置中采用上述結(jié)構(gòu)的第一水冷噴嘴331，直接了改變冷卻水的壓カ和流量的分布，具有大水量、沖擊小，冷卻均勻的特點，加大了冷卻水的噴射面積，即可有效破壞軋件表面的隔熱保護蒸汽膜，又保證了軋件與冷卻水進行充分熱交換，増加導熱系數(shù)，多層噴射孔的交錯布置，不易堵塞和磨損，達到了合理的控制軋件的水冷強度。此外，現(xiàn)有技術(shù)中，用于棒材穿水冷裝置、預水冷裝置中的紊流管通常所采用的紊流套在結(jié)構(gòu)上由于其喉部極短，而導致的冷卻水紊流程度過高、水壓波動大，換熱系數(shù)大、冷卻強度高、溫度梯度大的問題，本實用新型棒線材水冷系統(tǒng)的水冷裝置中構(gòu)成水冷單元的第一紊流管332采用以下結(jié)構(gòu)的紊流管:[0094]如圖4a、4b和4c所示,該紊流管包括:冷卻導管201;以及，依次串聯(lián)于冷卻導管201內(nèi)的多段紊流套202，每ー紊流套202具有沿軸向貫通的的第一貫穿孔，第一貫穿孔具有前部第一錐形收縮ロ 202a、后部第一錐形擴張ロ 202b、以及中部第一喉管，第一喉管為沿紊流套202的軸向延伸的等徑喉管202c，等徑喉管202c的內(nèi)壁上具有至少ー組泄壓孔203，每組泄壓孔203包括沿等徑喉管周向呈放射狀分布的多個通孔203a;其中，多段紊流套202的第一貫穿孔依次貫通，形成與第一水冷噴嘴331的第一通道相貫通的、截面呈周期性變化的第二通道。本實施例中，第一紊流管332的內(nèi)徑變化促進了冷卻水之間動能和熱量的交換，通過對第一錐形收縮ロ 202a和第一錐形擴張ロ 202b之間的第一喉部改進，將第一喉部的長度加長而形成一沿紊流套202軸向延伸而具有一定長度的等徑喉管202c，増加了導向作用，并且其結(jié)構(gòu)上増加了泄壓孔203，具有泄壓能力，降低了正壓的形成，能減輕軋件在高速穿過水冷時的阻力，同時，冷卻水流體在從第一錐形收縮ロ 202a進入等徑喉管202c后，可在等徑喉管202c內(nèi)作微穩(wěn)態(tài)流動，降低了水壓波動，減少了冷卻水造成對軋件的沖擊；換熱系數(shù)和冷卻強度也可以有效控制，沿斷面方向的溫度梯度分布小，容易控制冷卻溫度，從而可以實現(xiàn)輕穿水、低過冷、小溫差的冷卻エ藝。本實施例中，等徑喉管202c的長度優(yōu)選為:軋件直徑為10 20mm時，等徑喉管202c長度為60 100mm。當然，在實際應用中，等徑喉管202c的長度可根據(jù)軋件的規(guī)格尺寸以及エ藝要求進行合理調(diào)整，在此不再進行列舉。等級喉管202c的直徑是控制換熱系數(shù)和冷卻強度的關(guān)鍵。等徑喉管202c直徑過大，則冷卻水流量大，冷卻不均勻，軋件會產(chǎn)生波浪彎；而等徑喉管202c直徑過小，則軋件與管壁易發(fā)生摩擦，而對軋機產(chǎn)生阻力。本實施例中，優(yōu)選的，軋件直徑為IOmm時，等徑喉管202c直徑優(yōu)選為20mm，既滿足要求的正壓カ值，又避免軋件與管壁發(fā)生摩擦；軋件直徑為12 16mm時，等徑喉管202c直徑優(yōu)選為30mm ;軋件直徑為18 22mm時，等徑喉管202c直徑優(yōu)選為35mm ;軋件直徑為25 36時，等徑喉管202c直徑優(yōu)選為60mm。當然，在實際應用中，等徑喉管202c的直接刻根據(jù)軋件規(guī)格尺寸以及エ藝要求進行合理調(diào)整，在此不再
列舉。本實施例中，優(yōu)選的，如圖4b和圖4c所示，多組泄壓孔203沿等徑喉管202c的軸向排布。紊流套202在等徑喉管202c的內(nèi)壁上設置多組泄壓孔203，軋件經(jīng)過等徑喉管202c時，冷卻水可通過泄壓孔203流出等徑喉管202c，減少了冷卻水的壓カ沖擊，降低了軋件在高速穿過水冷時的阻力，而加長等徑喉管202c的長度，等徑喉管202c上的泄壓孔203可獲得大的雷諾數(shù)，調(diào)節(jié)冷卻水壓カ和流體的層流和紊流狀態(tài)，對等徑喉管202c內(nèi)正壓區(qū)起到泄壓作用，進ー步保證換熱均勻。當然可以理解的是，實際應用中，等徑喉管202c內(nèi)壁上的泄壓孔203也可以僅設置ー組，每組泄壓孔203中通孔140的數(shù)量和大小可根據(jù)實際需求進行調(diào)整。第一錐形收縮ロ 202a的收縮角度Y的大小直接影響紊流管中湍流的大小，進而影響冷卻強度。第一錐形收縮ロ 202a的收縮角度Y小,冷卻水速度分布均勻；第一錐形收縮ロ 202a的收縮角度Y大,流體速度分布不均,但是會增加紊流程度,熱交換強度高。而冷卻區(qū)的大小取決于第一錐形擴張ロ 202b的擴張角度大小，第一錐形擴張ロ 202b的擴張角度S大，則均勻區(qū)愈短，第一錐形擴張ロ 202b冷卻水的軸向流速低；第一錐形擴張ロ 202b的擴張角度P小，則均勻區(qū)愈長，第一錐形擴張ロ 202b冷卻水的軸向流速高。因此，合適的第ー錐形收縮ロ 202a的收縮角度Y既可以使流體速度均勻又可以達到一定的紊流程度，而合適的第一錐形擴張ロ 202b擴張角度8既可以保證合理的冷卻區(qū)又可以得到理想的軸向流速。本實施例中，優(yōu)選的,第一錐形收縮ロ 202a的收縮角度Y與第一錐形擴張ロ 202b的擴張角度S均為20° 23°。第一錐形收縮ロ 202a的收縮角度Y與第一錐形擴張ロ202b的擴張角度8均為20° 23°時，水流產(chǎn)生的湍流適中，在總水量相同的情況下，流速均勻，冷卻效果會更好，同時，冷卻水對軋件的阻力也小。另外,紊流套202的第一錐形收縮ロ 202a的收縮角度Y與第一錐形擴張ロ 202b的擴張角度S相等時，為對稱型紊流套202;第一錐形收縮ロ 202a的收縮角度、與第一錐形擴張ロ 202b的擴張角度5不相等時，為非対稱型紊流套202。本實施例中，優(yōu)選的，本實用新型的紊流套202設計為對稱型結(jié)構(gòu)，即第一錐形收縮ロ 202a的收縮角度、與第一錐形擴張ロ 202b的擴張角度8相等，采用這種對稱型的紊流套202設計方案可加強軋件的冷卻均勻。此外，本實施例中，優(yōu)選的，如圖4a至4c所示，紊流套202的兩端分別固連有定位法蘭204，定位法蘭204為圓盤式結(jié)構(gòu)，其端面上沿周向設有多個定位銷孔205。當多段紊流套202進行串聯(lián)組裝于冷卻水管內(nèi)吋，定位法蘭204的外圓與冷卻水管的內(nèi)壁接觸，而對該紊流套202進行徑向定位，每段紊流套202上的定位銷孔205與其相鄰的紊流套202上的定位銷孔205對應連接一起，而對多段紊流套202進行軸向定位。此外，本實施例中，優(yōu)選的，在定位法蘭204的外周面上沿定位法蘭204軸向還開設有軸向貫通的多個溝槽206，在多段紊流套202串聯(lián)組成紊流管吋，多個溝槽206與冷卻導管201內(nèi)壁之間、以及多段紊流套202的外壁與冷卻導管201內(nèi)壁之間可進行相互貫通，從而調(diào)節(jié)紊流套202內(nèi)的冷卻水。本實施例中，每段紊流套202通過其定位法蘭204端面上的定位銷孔205與其相鄰的紊流套202采用定位銷串接一起，并保證每段紊流套202的定位法蘭204上的溝槽206和與其相鄰的紊流套202定位法蘭204上的溝槽206對中；而紊流套202的定位法蘭204外周面與冷卻導管201的內(nèi)壁接觸而對紊流套202進行徑向定位，從而保證紊流套202的貫穿孔安裝精度；冷卻導管201兩端分別具有用干與第一水冷噴嘴331連接的第三法蘭、用干與第一出ロ定位導管334連接的第四法蘭。本實施例中，第一紊流管332在對軋機進行水冷處理時，其進ロ端與第一水冷噴嘴331連接固定，且在冷卻導管201的第三法蘭與第一水冷噴嘴331的法蘭之間設有密封墊；冷卻導管201的出口端通過第二法蘭可以與第一出口定位導管334固定連接，在冷卻導管201的第四法蘭與第一出口定位導管334法蘭之間設有密封墊。如圖4a所示，本實施例中，第一紊流管332在對軋件進行水冷時，冷卻水流體進入其中一段紊流套202的第一錐形收縮ロ，經(jīng)第一錐形收縮ロ 202a進入到等徑喉管內(nèi)吋，由于等徑喉管內(nèi)徑最小，此處的流體速度最大，壓カ最??；再進入第一錐形擴張ロ吋，流體逐漸擴散，速度下降，引起壓カ逐漸升高；然后再進入下一段紊流套的第一錐形收縮ロ，由于收縮壁面阻擋，一部分流體受到撞擊而向回流動，從而在兩段紊流套202之間形成渦流，渦流的存在增加流體的紊流程度，有利于換熱。本實施例中，第一紊流管332所采用的紊流套202由于喉部加長形成一沿其軸向延伸的具有一定長度的等徑喉管203c，冷卻水在等徑喉管內(nèi)可以作弱紊流態(tài)流動，當遇到等徑喉管內(nèi)壁上的泄壓孔203時，流體的斷面發(fā)生變化會產(chǎn)生局部紊流，流體會加速流動，而當流體再進入第一錐形擴張ロ時，會由層流和弱紊流狀態(tài)轉(zhuǎn)變成強紊流。當流體經(jīng)過ー連串的紊流套202吋，除沿棒材軸向高速流動外，由于內(nèi)徑的周期性變化，造成壓カ的周期性變化，而由于波動壓カ的沖擊，冷卻水在棒材表面也有較劇烈的攪動，有利于軋件表面蒸汽膜破壞和氣泡分離，由于水流兩種狀態(tài)運動的結(jié)合，保證了流體具有較大的冷卻動能，保證了合適的換熱系數(shù)，控制了冷卻強度，同時，保證了冷卻均勻性，軋件運動方向與流體運動方向相同，而等徑喉管內(nèi)的流體為層流運動，使得冷卻水與軋件全面接觸，提高冷卻水利用率。由此可見，本實施例中，第一紊流管332所采用的紊流管，其紊流套喉部加長為等徑喉管，加長了正壓區(qū)的長度，能減輕軋件在高速穿過水冷時的阻力，同吋，紊流套202的喉部加長形成具有一定長度的等徑喉管202c，等徑喉管內(nèi)壁上設置泄壓孔203，冷卻水流體在從錐形收縮ロ進入等徑喉管后，可在等徑喉管內(nèi)作層流和弱紊流狀態(tài)運動，換熱系數(shù)和冷卻強度得到有效控制，沿斷面方向的溫度梯度分布小，容易控制冷卻溫度，從而可以實現(xiàn)輕穿水、低過冷、小溫差的冷卻エ藝。另外，本實用新型的紊流管所采用的紊流套202的錐形收縮ロ收縮角度Y較小，從而均勻區(qū)較長，有利于熱交換。本實施例中，如圖5a和5b所示，入口導向裝置2的結(jié)構(gòu)可以采用以下兩種結(jié)構(gòu)形式:ー種結(jié)構(gòu)是，如圖5a所示，入口導向裝置2采用鋼板焊接而成，具有用于引導軋件進入水冷裝置的導向槽，適合較大規(guī)格的軋件單線和雙線軋制；另ー種結(jié)構(gòu)是，如圖5b所示，入ロ導向裝置2為管式組合結(jié)構(gòu)，具有用于引導軋件進入水冷裝置的導向管，適合較小規(guī)格的軋件多線切分軋制。當然可以理解的是，在實際應用中，入口導向裝置2還可以采用其他結(jié)構(gòu)形式。本實施例中，第一除霧裝置32采用以下結(jié)構(gòu)的除霧裝置，如圖6a至6e所示，該除霧裝置包括一箱體結(jié)構(gòu)300，該箱體結(jié)構(gòu)300相対的兩側(cè)面上分別開設有用于供軋件穿過的安裝孔301，箱體結(jié)構(gòu)300的底部開設有出水ロ 302。本實施例中，第一除霧裝置32相対的兩側(cè)面上的安裝孔301分別與第一入ロ正撲噴嘴31、以及第一入口導管333連接，將第一水冷噴嘴331進ロ回流的冷卻水及霧氣收集，然后通過底部出水ロ 302導入集水箱，從而防止溢出水，控制霧氣外泄，因而具有極強的除霧效果，其箱體結(jié)構(gòu)300可將各個水流的沖擊點進行封閉，極大的防止冷卻水的流出，減少了水的蒸發(fā)面積，同時將接觸軋件后升溫的冷卻水迅速排入該箱體結(jié)構(gòu)300內(nèi)，從源頭上減少了霧氣的產(chǎn)生和擴散。本實施例中，優(yōu)選的，如圖6a和6b所示，該箱體結(jié)構(gòu)300包括:頂部開ロ的第一箱體300a，其底部具有出水ロ 302，其相対的兩側(cè)面的上邊緣分別具有第一缺ロ 301a ;以及，底部開ロ的第二箱體300b，其相対的兩側(cè)面的下邊緣分別具有與第一箱體300a的第一缺ロ 301a相對應的第二缺ロ 301b ;其中，第二箱體300b底部開ロ與第二箱體300b頂部開ロ相對扣合而形成箱體結(jié)構(gòu)300，第一缺ロ 301a與第二缺ロ301b配合形成安裝孔301。本實用新型除霧裝置的箱體結(jié)構(gòu)300設計為上、下兩個箱體扣合的結(jié)構(gòu)，且安裝孔301采用第一缺ロ 301a和第二缺ロ 301b上下配合形成，便于與其他部件連接。當然可以理解的是，在實際應用中，該箱體結(jié)構(gòu)300還可以設計為其他結(jié)構(gòu)形式，如:該箱體結(jié)構(gòu)300采用一整體結(jié)構(gòu)的箱體構(gòu)成，或者，該箱體結(jié)構(gòu)300也可以設計成由左、右兩個箱體扣合而成等，在此不再一一列挙。本實施例中，如圖6a至6c所示，為了便于本實用新型除霧裝置安裝，第一箱體300a與第二箱體300b采用可拆卸地連接方式連接。優(yōu)選的，第一箱體300a和第二箱體300b的ー側(cè)通過合頁303鉸接，另ー側(cè)通過鎖緊裝置304連接。當然可以理解的是，在實際應用中，第一箱體300a和第二箱體300b的可拆卸連接方式也可以采用其他結(jié)構(gòu)。以下說明該鎖緊裝置304的優(yōu)選裝配方式:如圖61至6c所示，第一箱體300a上固連有第一連接板300c，第一連接板300c上開設有第一銷孔；第二箱體300b上固連有第ニ連接板300d，第二連接板300d上開設有與第一銷孔位置對應的第二銷孔；鎖緊裝置304包括穿裝在第一銷孔和第二銷孔內(nèi)的用于連接第一連接板300c和第二連接板300d的柱銷3041，柱銷3041 —端端部具有用干與第一銷孔聯(lián)接的螺接結(jié)構(gòu)，并通過該螺接結(jié)構(gòu)與第一銷孔連接，柱銷3041的另一端端部伸出第一銷孔外、并具有通孔3042，通孔3042內(nèi)穿裝有斜楔塊3043。采用上述結(jié)構(gòu)的鎖緊裝置304結(jié)構(gòu)簡單，方便安裝。當然可以理解的是，在實際應用中，鎖緊裝置304也可以采用其他形式。本實施例中，優(yōu)選的，如圖所示，箱體結(jié)構(gòu)300的頂部具有提手結(jié)構(gòu)305，方便安裝操作。本實施例中，優(yōu)選的，在箱體結(jié)構(gòu)300底部還具有用于將箱體結(jié)構(gòu)300固定在水冷裝置中的固定結(jié)構(gòu)。如圖1和圖2所示，該固定結(jié)構(gòu)為由第一箱體300a底板延伸出的固定板300e，該固定板300e上開設用于與橫移小車I固連的銷孔300f。另外，需要說明的是，本實用新型除霧裝置的箱體結(jié)構(gòu)300相對兩側(cè)面上的安裝孔301數(shù)量可根據(jù)水冷裝置不同進行調(diào)整，如圖6a至6d所示，箱體結(jié)構(gòu)300相對兩側(cè)面的每ー側(cè)面上安裝孔301數(shù)量為2個，如圖6e所示，對于多線水冷裝置，箱體結(jié)構(gòu)300相對兩側(cè)面上安裝孔301數(shù)量可相應地設置為多個。本實施例中，優(yōu)選的，如圖1所示，第二除霧裝置36采用與第一除霧裝置32的結(jié)構(gòu)相同的除霧裝置，且第二除霧裝置36相対的兩側(cè)面上的安裝孔301分別與第一紊流管332出ロ端的第一出ロ定位導管334、以及第一出口反撲噴嘴35連接，并且在第二除霧裝置36頂部安裝有第一阻水器36。需要說明的是，水冷裝置中第一水冷単元33的數(shù)量可根據(jù)實際生產(chǎn)進行調(diào)整，當水冷裝置中第一水冷単元33有兩個以上時，相鄰兩個第一水冷単元33之間安裝與第一、第ニ除霧裝置32、33結(jié)構(gòu)相同的除霧裝置。本實施例中，優(yōu)選的，如圖1所示，第一水冷単元33的數(shù)量為兩個，兩個第一水冷単元33之間安裝有與第一除霧裝置32結(jié)構(gòu)相同的第一中間除霧裝置37。此外，本實施例中，優(yōu)選的，第一入口正撲噴嘴31和第一出口反撲噴嘴35均采用如下結(jié)構(gòu)的氣封噴嘴，如圖7a、7b和7c所示，這種氣封噴嘴包括相互配合的第二內(nèi)錐套3201和第二外錐套3202，其中，第二內(nèi)錐套3201的內(nèi)腔與第二外錐套3202的內(nèi)腔相互貫通形成沿軸向貫通的第三通道，第二內(nèi)錐套3201的錐面與第二外錐套3202的錐面配合形成向第三通道的軸心方向收斂的環(huán)形縫隙3204，第二內(nèi)錐套3201和第二外錐套3202之間還具有與環(huán)形縫隙3204相通的空氣入口 3203 ;在第二內(nèi)錐套3201的錐面、和/或第二外錐套3202的錐面上沿周向分布有多個導流溝槽3211，導流溝槽3211入口端與空氣入口 3203相通，出口端與第三通道相通。上述結(jié)構(gòu)的氣封噴嘴，通過在第二內(nèi)錐套3201的錐面、和/或第二外錐套3202的錐面上加工多個導流溝槽3211，從而在第二內(nèi)錐套3201與第二外錐套3202配合時形成多個導流腔體，壓縮空氣經(jīng)空氣入口 3203進入到該導流溝槽3211內(nèi)加速后，沿軋件切線方向射流噴出，沿軋件肋筋方向直接吹掃軋件表面，噴射出的壓縮空氣相互排擠形成氣封，既不會造成氣流動能損失過大，又不影響射流的流量，安裝在除霧裝置的進出口處，可以有效地阻擋軋件上的殘水和散水溢出除霧裝置外。本實施例中，優(yōu)選的，導流溝槽3211設計在第二內(nèi)錐套3201的錐面上。當然，導流溝槽3211也可以設計在第二外錐套3202的錐面上，或者，在第二內(nèi)錐套3201和第二外錐套3202的錐面上均設置導流溝槽3211。本實施例中，優(yōu)選的，如圖7b和圖7c所示，導流溝槽3211為從入口端至出口端逐漸變窄的扇形槽體結(jié)構(gòu)。導流溝槽3211設計為從入口端至出口端逐漸變窄的扇形槽體結(jié)構(gòu)，可保證壓縮空氣從入口端進入導流溝槽3211內(nèi)進行加速后再從出口端噴射而出，從而保證了射流的動能滿足氣封需求。本實施例中，優(yōu)選的，如圖7b和圖7c所示，導流溝槽3211從入ロ端至出口端之間過渡的側(cè)面為弧形曲面，弧形曲面在出口端切線延伸方向可設計為與軋件表面相切，從而使得從導流溝槽3211內(nèi)加速后噴射而出的射流沿軋件切線方向射流噴出，直接吹掃軋件表面。本實施例中，優(yōu)選的，如圖7b和圖7c所示，多個導流溝槽3211的弧形曲面的彎曲角度一致，從而多個導流溝槽3211形成螺旋狀，保證了軋件表面的空氣射流均勻。本實施例中，優(yōu)選的,第二內(nèi)錐套3201與第二外錐套3202之間設置有用于調(diào)整第ニ內(nèi)錐套3201與第二外錐套3202之間配合間隙的調(diào)節(jié)墊片3205。通過調(diào)節(jié)該墊片3205可調(diào)節(jié)環(huán)形縫隙3204中壓縮空氣的流量。如圖7d所示為第一入口正撲噴嘴31與第一除霧裝置32的安裝結(jié)構(gòu)示意圖；如圖7e所示為第一出ロ反撲噴嘴35與第二除霧裝置34的安裝結(jié)構(gòu)示意圖。第一入ロ正撲噴嘴31的第二外錐套固定安裝在第一除霧裝置32的安裝孔內(nèi)，第一出口反撲噴嘴35的第二內(nèi)錐套固定安裝在第二除霧裝置34的安裝孔內(nèi)。此外，本實用新型棒線材水冷系統(tǒng)根據(jù)其在棒材車間所處的位置不同，可以選用多種組合形式。本實用新型棒線材水冷系統(tǒng)在中軋機組后時，其由入口導向裝置2和多段水冷裝置組成，井根據(jù)軋件的不同尺寸規(guī)格和鋼種要求的冷卻時間和冷卻強度，確定水冷
裝置的數(shù)量。本實施例中的棒線材水冷系統(tǒng)的工作過程為:當軋件由上游エ序輸送到本實用新型棒線材水冷系統(tǒng)，通過入口導向裝置2將軋件導入水冷裝置，穿水冷前部為第一入ロ正撲噴嘴31，第一入ロ正撲噴嘴31通入壓縮空氣形成氣封，可以有效的阻擋高壓冷卻水的回流，輔助軋件的導入；[0137]然后，軋件進入第一除霧裝置32，第一除霧裝置32起支撐第一水冷単元33、以及除水、除霧的作用，第一除霧裝置32兩端具有安裝孔301，下部設有排水孔302，將進入的冷卻水和產(chǎn)生的大量霧氣導入下部的集水箱，通過管道排入沖渣溝；軋件通過第一除霧裝置32后進入第一水冷単元33，水冷単元由第一入ロ導管333、第一水冷噴嘴331、第一紊流管332和第一出口定位導管334組成，當水流從第一水冷噴嘴331噴出，加大了流股的射能，冷卻水中的懸浮物轟擊膜態(tài)沸騰所產(chǎn)生的氣液屏障上，破壞了蒸汽膜，使冷卻水同軋件表面直接接觸，通過對流實現(xiàn)熱交換；然后，軋件進入一連串的特殊結(jié)構(gòu)的紊流套202吋，紊流套202結(jié)構(gòu)具有較強的冷卻能力，并保證了軋件整個截面冷卻的均勻性；隨后，軋件進入第一中間除霧裝置37，可以將軋件帶出的殘水以及下ー組第一水冷単元33的回流水、霧氣收集，導入集水箱；軋件離開第一中間除霧裝置37后，進入第二組第一水冷単元33進行冷卻，第二組第一水冷単元的出ロ設有第二除霧裝置34，第二除霧裝置34內(nèi)裝有第一阻水器36和第一出口反撲噴嘴35，壓縮空氣通過第一阻水器36改變水流的方向，通過第一出口反撲噴嘴35形成氣封，有效的將冷卻水和霧氣阻隔在第二除霧裝置34內(nèi)。在此階段，根據(jù)軋件的尺寸和化學成分確定不同的冷卻速度和冷卻時間，采用的不同的第一水冷噴嘴331數(shù)量和第一紊流管332長短的方式，合理的組織第一水冷単元33的段數(shù)，從而有效的控制軋件表面層、及心部的冷卻曲線，進而達到エ藝要求的組織性能。本實用新型棒線材水冷系統(tǒng)在精軋機組后，由入口導向裝置2、多段水冷裝置、防銹裝置、過渡水冷裝置組成，井根據(jù)軋件的不同尺寸規(guī)格和鋼種要求的冷卻時間和冷卻強度，確定水冷裝置的數(shù)量。其中，防銹裝置用于對經(jīng)水冷裝置處理后的棒線材進行防銹處理，如圖8所示，防銹裝置包括沿棒線材軋件行進方向依次連接的第二入口正撲噴嘴41、第三除霧裝置42、干燥管43、第四除霧裝置44、乳化冷卻単元45、第五除霧裝置46和第二出口反撲噴嘴47，乳化冷卻単元45包括沿棒線材行進方向依次連接的第二入ロ導管451、第二水冷噴嘴452、第ニ紊流管453和第二出ロ定位導管454。其中，本實施例中，優(yōu)選的，第三、第四、第五除霧裝置42、44、46均采用與第一除霧裝置32結(jié)構(gòu)相同的除霧裝置，第二入口正撲噴嘴41采用與第一入口正撲噴嘴31結(jié)構(gòu)相同的氣封噴嘴，第二水冷噴嘴452采用與第一水冷噴嘴331結(jié)構(gòu)相同的水冷噴嘴，第二紊流管453采用與第一紊流管332結(jié)構(gòu)相同的紊流管，第二出口反撲噴嘴47采用與第一出口反撲噴嘴35結(jié)構(gòu)相同的氣封噴嘴；且第二入口正撲噴嘴41通過其第二外錐套固定安裝在第三除霧裝置42的安裝孔內(nèi)，且第二出口反撲噴嘴47通過其第二內(nèi)錐套固定安裝在第五除霧裝置46內(nèi)，第五除霧裝置46頂部安裝有第二阻水器48。本實施例中，優(yōu)選的，如圖9a和9b所示，本實施例中，干燥管43包括套管431、以及依次串聯(lián)于該套管431內(nèi)的多段襯套432，其中，每ー襯套432具有沿軸向貫通的第二貫穿孔，第二貫穿孔具有前部第二錐形收縮ロ 432a、后部第二錐形擴張ロ 432b、以及中部第ニ喉管432c，多段襯套432依次串聯(lián)，多段襯套432的第二貫穿孔430依次連通，而形成截面呈周期性變化的第四通道。當軋件通過該干燥管43的第四通道時，軋件心部高溫熱量快速向表層擴散，導致軋件表層的溫度升高，附著在軋件表面的水分在高溫下蒸發(fā)，且由于干燥管43的第四通道的截面呈周期性變化，造成壓カ周期性變化，波動的壓力有利于軋件表層汽膜破壞和水分的蒸發(fā)，對軋件的干燥效果好。本實施例中，優(yōu)選的，如圖所示，第二貫穿孔的前部第二錐形收縮ロ 432a的收縮角度與后部第二錐形擴張ロ 432b的擴張角度相同，即襯套432為對稱結(jié)構(gòu)。本實施例中，優(yōu)選的，如圖9b所示，套管431的一端連接有與第四通道連通的第三入口導管433，另一端連接有與第四通道連通的第三出口定位導管434。優(yōu)選的，第三入口導管433前端設計為喇叭狀開ロ，有利于將軋件導入該干燥管43內(nèi)。本實施例中，優(yōu)選的，套管431 —端設有與第三入口導管433上的法蘭配合連接的第五法蘭，且在第五法蘭和第三入口導管433的法蘭之間設有密封墊。本實施例中，優(yōu)選的，套管431另一端設有與第三出口定位導管434的法蘭配合連接的第六法蘭，且在第六法蘭與第三出ロ定位導管434之間設有密封墊。過渡冷卻裝置用于對經(jīng)防銹裝置處理后的棒線材軋件進行過渡冷卻處理。本實施例中，如圖10所示，過渡冷卻裝置包括沿棒線材軋件行進方向依次設置的第三入口正撲噴嘴51、第六除霧裝置52、第二水冷単元53、第七除霧裝置54、第三出口反撲噴嘴55、第四入ロ正撲噴嘴56、第八除霧裝置57、第四出口反撲噴嘴58以及收攏導槽59。其中，第六、第七、第八除霧裝置52、54、57均采用與第一除霧裝置32的結(jié)構(gòu)相同的除霧裝置；第三入口正撲噴嘴51、第三出口反撲噴嘴55、第四入口正撲噴嘴56、第四出口反撲噴嘴58均采用與第一入口正撲噴嘴31結(jié)構(gòu)相同的氣封噴嘴；第二水冷単元53與第一水冷單元331結(jié)構(gòu)相同。本實施例中的棒線材水冷系統(tǒng)的工作過程為:當軋件由上游エ序輸送到本實用新型棒線材水冷系統(tǒng)，首先通過入口導向裝置2將軋件導入水冷裝置，穿水冷前部為第一入ロ正撲噴嘴31，第一入ロ正撲噴嘴31通入壓縮空氣形成氣封，可以有效的阻擋高壓冷卻水的回流，輔助軋件的導入；然后，軋件進入第一除霧裝置32，第一除霧裝置32起支撐第一水冷単元33、以及除水除霧的作用，第一除霧裝置32兩端具有安裝孔，下部設有排水孔，將進入的冷卻水和產(chǎn)生的大量霧氣導入下部的集水箱，通過管道排入沖渣溝；軋件通過第一除霧裝置32后進入第一水冷單元33，第一水冷單元33由第一水冷噴嘴和第一紊流管332組成，當水流從第一水冷噴嘴331噴出，加大了流股的射能，冷卻水中的懸浮物轟擊膜態(tài)沸騰所產(chǎn)生的氣液屏障上，破壞了蒸汽膜，使冷卻水同軋件表面直接接觸，通過對流實現(xiàn)熱交換；然后，軋件進入一連串的特殊結(jié)構(gòu)的紊流套202吋，紊流套202結(jié)構(gòu)具有較強的冷卻能力，并保證了軋件整個截面冷卻的均勻性；隨后，軋件進入第一中間除霧裝置37，可以將軋件帶出的殘水以及下ー組第一水冷単元33的回流水、霧氣收集，導入集水箱；軋件離開第一中間除霧裝置37后，進入第二組第一水冷単元33進行冷卻，第二組第一水冷単元33的出口設有第二除霧裝置34，第二除霧裝置34內(nèi)裝有第一阻水器36和第一出口反撲噴嘴35，壓縮空氣通過第一阻水器36改變水流的方向，通過第一出口反撲噴嘴35形成氣封，有效的將冷卻水和霧氣阻隔在第二除霧裝置34內(nèi)。[0160]當軋件需要防銹處理時，采用防銹裝置進行組合安裝在水冷裝置的后端。防銹裝置的前端設有第二入口正撲噴嘴41，通入壓縮空氣形成氣封，軋件通過時可以進ー步阻擋軋件的殘水進入；隨后，軋件進入第三除霧裝置42，第三除霧裝置42可以將軋件表面的殘水和霧氣收集；軋件離開第三除霧裝置42進入干燥管43，通過軋件的熱量將軋件表面的水分蒸發(fā)；然后，軋件進入第四除霧裝置，再次收集水分和霧氣，這時干燥后軋件具備同乳化流體結(jié)合的條件，軋件進入第二水冷噴嘴452，當乳化流體從第二水冷噴嘴噴出，直接轟擊軋件表面，使乳化流體同軋件表面直接接觸，然后軋件隨乳化流體進入第二紊流管453，使軋件進一歩同乳化流體結(jié)合；然后，軋件進入第五除霧裝置46，第五除霧裝置46內(nèi)裝有第二阻水器48和第二出口反撲噴嘴47，壓縮空氣通過第二阻水器48改變?nèi)榛鞯姆较颍ㄟ^第二出口反撲噴嘴47形成氣封，有效的將乳化液和霧氣阻隔在第五除霧裝置46內(nèi)，這時軋件不但得到冷卻同時軋件身表層侵滿乳化流體，軋件完成了防銹處理。防銹處理完成后，需要對軋件表層進行清理，使軋件表層不出現(xiàn)乳化液堆積現(xiàn)象，這時采用過渡冷卻裝置，過渡冷卻裝置的第二水冷單元53與水冷裝置的第一水冷單元33結(jié)構(gòu)相同，只是通入的冷卻水壓カ較低，在完成清理乳化液的同時進ー步對軋件進行冷卻；經(jīng)過冷卻后的軋件經(jīng)過第八除霧裝置57，第八除霧裝置57通入壓縮空氣，第四入口正撲噴嘴56、第四出口反撲噴嘴58形成反向氣封，使軋件最大限度的降低表面附水；然后通過收攏導槽59，將軋件導入下道エ序。綜上所述，本實用新型的棒線材水冷系統(tǒng)的總體設計思路為:采用低壓穿水、大水流量對流大交換散熱，采用低過冷度エ藝減少鋼材內(nèi)部異常組織；回火過程中采用乳化冷卻エ藝提高鋼筋抗銹能力，水冷裝置能夠解決表層溫降較快，心部冷卻效果較差的問題；使心部冷卻滿足エ藝要求，又保證棒材表層溫度不能過低，而影響材料性能，軋件可以獲得細小均勻的鐵素體組織，避免不良表層組織的產(chǎn)生，使棒材具有良好焊接性能，有效的控制淬火過程和回火層的組織厚薄，獲得理想的回火溫度。本實用新型的棒線材水冷系統(tǒng)具有以下特點:控制冷卻エ藝新穎，冷卻原理來源于生產(chǎn)實踐，采用輕穿水、低過冷、小溫差的冷卻理念，棒材在水冷中運行阻力小，冷卻均勻，可以有效的控制軋件表面層及心部的冷卻曲線，容易實現(xiàn)冷卻強度和冷卻時間的控制，經(jīng)過水冷后棒材具有良好的焊接性能，內(nèi)應カ較小，時效后棒材強度不會下降，解決鋼筋返銹現(xiàn)象。本實用新型的棒線材水冷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)屬國內(nèi)首創(chuàng)，其采用的除霧裝置解決了多年生產(chǎn)實際中的難題，消除了生產(chǎn)車間的安全隱患，其所采用的水冷噴嘴和紊流管總結(jié)了國內(nèi)外多種結(jié)構(gòu)優(yōu)缺點，在生產(chǎn)時間中長期摸索積累，設計的新型結(jié)構(gòu)形式，能夠完成各種冷卻エ藝要求，防銹裝置能夠保證鋼筋的外表質(zhì)量，又不影響使用性能。對我國的鋼筋生產(chǎn)具有長遠的影響。以上所述是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術(shù)領域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型所述原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求1.ー種棒線材水冷系統(tǒng)，至少包括用于對棒線材軋件進行水冷處理的水冷裝置，其特征在于，所述水冷裝置包括沿棒線材軋件行進方向依次連接的第一入口正撲噴嘴、第一除霧裝置、第一水冷単元、第二除霧裝置和第一出口反撲噴嘴；所述第一水冷単元包括沿棒線材軋件行進方向依次設置的第一水冷噴嘴和第一紊流管；所述第一水冷噴嘴包括: 管體，其側(cè)壁上具有進水口 ；以及， 噴嘴本體，具有軸向貫通的第一通道，其設置于所述管體內(nèi)、并與所述管體之間形成與所述進水口連通的集水腔； 其中，所述噴嘴本體上沿周向設有向其軸心收斂的第一噴射通道，所述第一噴射通道與所述噴嘴本體的軸心線之間形成第一噴射角； 所述噴嘴本體上沿其周向還設有向其軸心收斂的第二噴射通道，所述第二噴射通道與所述噴嘴本體的軸心線之間形成第二噴射角； 所述第一噴射通道與所述第二噴射通道的收斂方向相同，且所述第一噴射角小于所述第二噴射角。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的棒線材水冷系統(tǒng)，其特征在于，所述噴嘴本體包括相互配合的第一內(nèi)錐套和第一外錐套，其中， 所述第一內(nèi)錐套具有向其軸心收斂的第一錐面，所述第一錐面上沿周向均勻分布有多個沿所述第一錐面的素線方向延伸的直導流槽，每一直導流槽進水端與所述集水腔連通，出水端與所述第一內(nèi)錐套的內(nèi)腔連通； 所述第一外錐套具有與所述第一錐面配合的第二錐面，且所述第二錐面與所述第一錐面上的多個直導流槽配合，形成沿第一錐面的素線方向向所述第一內(nèi)錐套軸心收斂的所述第一噴射通道； 所述第一外錐套內(nèi)部具有沿其周向均勻分布的多個直排孔；每一直排孔進水端與所述集水腔連通，出水端與所述第一外錐套的內(nèi)腔連通，且多個直排孔的進水端至多個直排孔的出水端逐漸收斂，而形成向所述第一外錐套軸心收斂的所述第二噴射通道。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的棒線材水冷系統(tǒng)，其特征在于，所述第一紊流管包括: 冷卻導管；以及， 依次串聯(lián)于所述冷卻導管內(nèi)的多段紊流套，每ー紊流套具有沿軸向貫通的的第一貫穿孔，所述第一貫穿孔具有前部第一錐形收縮ロ、后部第一錐形擴張ロ、以及中部第一喉管，所述第一喉管為沿所述紊流套的軸向延伸的等徑喉管，所述等徑喉管的內(nèi)壁上具有至少ー組泄壓孔，每組泄壓孔包括沿所述等徑喉管周向呈放射狀分布的多個通孔；其中， 多段所述紊流套的第一貫穿孔依次貫通，形成與所述噴嘴的第一通道相貫通的、截面呈周期性變化的第二通道。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的棒線材冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述第一除霧裝置包括: 頂部開ロ的第一箱體，其底部具有出水ロ，其相対的兩側(cè)面的上邊緣分別具有第一缺ロ ；以及， 底部開ロ的第二箱體，其相対的兩側(cè)面的下邊緣分別具有與所述第一箱體的第一缺ロ相對應的第二缺ロ ；其中， 所述第二箱體底部開ロ與所述第一箱體頂部開ロ相對扣合而形成一箱體結(jié)構(gòu)，所述第ー缺ロ與所述第二缺ロ上下配合形成位于所述箱體結(jié)構(gòu)相対的兩側(cè)面上的安裝孔，且所述第一箱體和所述第二箱體的ー側(cè)鉸接，另ー側(cè)通過鎖緊裝置連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的棒線材冷卻系統(tǒng)，其特征在于:所述第二除霧裝置為與所述第一除霧裝置結(jié)構(gòu)相同的除霧裝置，且所述第二除霧裝置的箱體結(jié)構(gòu)頂部安裝有第一阻水器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的棒線材冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述第一入口正撲噴嘴包括相互配合的第二內(nèi)錐套和第二外錐套，其中， 所述第二內(nèi)錐套的內(nèi)腔與所述第二外錐套的內(nèi)腔相互貫通形成沿軸向貫通的第三通道； 所述第二內(nèi)錐套的錐面與所述第二外錐套的錐面配合形成向所述第三通道的軸心方向收斂的環(huán)形縫隙； 所述第二內(nèi)錐套和第二外錐套之間具有與所述環(huán)形縫隙相通的空氣入口，所述第二內(nèi)錐套的錐面、和/或所述第二外錐套的錐面上沿周向分布有多個導流溝槽，所述導流溝槽入口端與所述空氣入口相通，出口端與所述第三通道相通，且所述導流溝槽為從其入口端至出口端逐漸變窄的扇形槽體結(jié)構(gòu)； 所述第一入口正撲噴嘴通過其第二內(nèi)錐套固定安裝在所述第一除霧裝置的安裝孔內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的棒線材冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述第一出口反撲噴嘴為與所述第一入口正撲噴嘴結(jié)構(gòu)相同的氣封噴嘴；且所述第一出口反撲噴嘴通過其第二外錐套固定安裝在所述第二除霧裝置的安裝孔內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的棒線材冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述棒線材冷卻系統(tǒng)還包括用于對經(jīng)所述水冷裝置處理后的棒線材進行防銹處理的防銹裝置；所述防銹裝置包括沿棒線材軋件行進方向依次連接的第二入口正撲噴嘴、第三除霧裝置、干燥管、第四除霧裝置、乳化冷卻単元、第五除霧裝置 和第二出口反撲噴嘴，所述乳化冷卻単元包括沿棒線材行進方向依次連接的第二水冷噴 嘴和第二紊流管，其中， 所述第三、第四、第五除霧裝置均為與所述第一除霧裝置結(jié)構(gòu)相同的除霧裝置，且所述第五除霧裝置的頂部安裝有第二阻水器；所述第二入口正撲噴嘴為與所述第一入口正撲噴嘴結(jié)構(gòu)相同的氣封噴嘴；所述第二水冷噴嘴為與所述第一水冷噴嘴結(jié)構(gòu)相同的水冷噴嘴；所述第二紊流管為與所述第一紊流管結(jié)構(gòu)相同的紊流管；所述第二出口反撲噴嘴為與所述第一出口反撲噴嘴結(jié)構(gòu)相同的氣封噴嘴；且所述第二入口正撲噴嘴通過其第二內(nèi)錐套固定安裝在所述第三除霧裝置的安裝孔內(nèi)，且所述第二出口反撲噴嘴通過其第二外錐套固定安裝在所述第五除霧裝置內(nèi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的棒線材冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述干燥管包括:套管； 依次串聯(lián)于所述套管內(nèi)的多段襯套，每ー襯套具有沿軸向貫通的第二貫穿孔，所述第ニ貫穿孔具有前部第二錐形收縮ロ、后部第二錐形擴張ロ、以及中部第二喉管，多段襯套的第二貫穿孔依次連通，形成截面呈周期性變化的所述第四通道。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的棒線材冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述棒線材冷卻系統(tǒng)還包括用于對經(jīng)所述防銹裝置處理后的棒線材軋件進行過渡冷卻處理的過渡冷卻裝置；所述過渡冷卻裝置包括沿棒線材軋件行進方向依次設置的第三入口正撲噴嘴、第六除霧裝置、第ニ水冷単元、第七除霧裝置、第三出口反撲噴嘴、第四入口正撲噴嘴、第八除霧裝置、第四出ロ反撲噴嘴以及收攏導槽，其中，所述第六、第七、第八除霧裝置均為與所述第一除霧裝置結(jié)構(gòu)相同的除霧裝置，且所述第七除霧裝置的箱體結(jié)構(gòu)頂部安裝有第三阻水器；所述第三 入口正撲噴嘴、所述第三出口反撲噴嘴、所述第四入口正撲噴嘴、所述第四出口反撲噴嘴均為與所述第一入口正撲噴嘴結(jié)構(gòu)相同的氣封噴嘴；所述第二水冷単元至少包括第三噴嘴和第三紊流管，且所述第三噴嘴為與所述第一噴嘴結(jié)構(gòu)相同的水冷噴嘴，所述第三紊流管為與所述第一紊流管結(jié)構(gòu)相同的紊流管。
專利摘要本實用新型提供了一種棒線材水冷系統(tǒng)，至少包括水冷裝置，水冷裝置包括依次連接的第一入口正撲噴嘴、第一除霧裝置、第一水冷單元、第二除霧裝置和第一出口反撲噴嘴；第一水冷單元包括依次設置的第一水冷噴嘴和第一紊流管；第一水冷噴嘴包括管體；噴嘴本體，其設置于管體內(nèi)、并與管體之間形成與進水口連通的集水腔；噴嘴本體上沿周向設有第一噴射通道，第一噴射通道與噴嘴本體的軸心線之間形成第一噴射角；噴嘴本體上沿其周向還設有第二噴射通道，第二噴射通道與噴嘴本體的軸心線之間形成第二噴射角；第一噴射通道與第二噴射通道的收斂方向相同，且第一噴射角小于第二噴射角。本實用新型的棒線材冷卻系統(tǒng)可有效避免不良表層組織的產(chǎn)生。
文檔編號B21B45/02GK202951712SQ201220378778
公開日2013年5月29日 申請日期2012年8月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月1日
發(fā)明者梁鴻, 熊堅, 馬志勇, 童鎮(zhèn), 劉煒, 孫長城, 王任全, 李新林, 耿志勇 申請人:北京京誠瑞信長材工程技術(shù)有限公司