本實用新型涉及冶金軋鋼領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種型鋼軋機在線冷卻裝置。

背景技術(shù)：

控制冷卻技術(shù)成為當(dāng)前減少材料的合金含量,改善材料力學(xué)性能的最關(guān)鍵技術(shù)之一,已作為國內(nèi)外冶金行業(yè)公認的發(fā)展方向?？乩浼夹g(shù)已經(jīng)成功應(yīng)用在板帶和棒線材領(lǐng)域,且逐漸成為成熟技術(shù),但型鋼由于其斷面較復(fù)雜,尤其是H型鋼的在線控制冷卻很容易出現(xiàn)冷卻不均勻的現(xiàn)象,進而影響軋件的斷面形狀和性能的均勻性,故目前型鋼冷卻技術(shù)在鋼鐵工業(yè)中應(yīng)用成功的案例較少。本專利以現(xiàn)場經(jīng)驗和理論計算為基礎(chǔ)，提出一種型鋼在線冷卻機構(gòu)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型要解決的技術(shù)問題在于，提供一種軋件運行平穩(wěn)、機構(gòu)動作迅速精確可靠、冷卻溫度智能可控的型鋼軋機在線冷卻裝置。

本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：構(gòu)造一種型鋼軋機在線冷卻裝置，其特征在于，包括軋機工作輥道裝置、型鋼軋機對中冷卻裝置和側(cè)向?qū)l(wèi)夾送裝置；

所述軋機工作輥道裝置包括導(dǎo)向基座、輥道架、輥子和升降裝置，所述升降裝置驅(qū)動所述輥道架升降；

所述型鋼軋機對中冷卻裝置包括設(shè)置在輥子上方的對中載體，還包括安裝在所述對中載體上的冷卻模塊，所述對中載體與對中驅(qū)動裝置連接，所述冷卻模塊上設(shè)置有多個水冷上噴頭、多個水冷下噴頭和多個側(cè)噴嘴，水冷上噴頭和水冷下噴頭分別通過支架連接在耐磨腔的上部和下部，側(cè)噴嘴布置在耐磨腔 內(nèi)，所述水冷上噴頭的側(cè)邊設(shè)有空氣噴嘴；

所述側(cè)向?qū)l(wèi)夾送裝置，包括框架、導(dǎo)向塊、Y型連接件、液壓缸、立輥和立輥軸承座，所述液壓缸安裝在所述框架上端，所述導(dǎo)向塊穿過所述框架并與所述Y型連接件固定連接，所述導(dǎo)向塊與框架滑動配合，所述Y型連接件的端部與所述立輥軸承座連接，所述立輥安裝在所述立輥軸承座上，所述立輥軸承座的頂部與液壓缸的伸縮桿連接。

上述方案中，所述導(dǎo)向基座上設(shè)有導(dǎo)向桿，所述輥道架上設(shè)有導(dǎo)向套，所述導(dǎo)向套套在導(dǎo)向桿外側(cè)，所述輥子包括輥環(huán)和設(shè)置在輥環(huán)兩端的輥軸，所述輥環(huán)與輥軸螺紋連接，所述輥環(huán)的一端設(shè)置右旋螺紋，另一端設(shè)置左旋螺紋，所述輥軸安裝在軸承座內(nèi)部的軸承上，所述軸承座安裝在輥道架上，

上述方案中，所述軸承座內(nèi)部設(shè)有冷卻孔，所述軸承座上設(shè)有混合器，所述混合器通過管路與所述冷卻孔連接，冷卻液和壓縮空氣經(jīng)過混合器霧化后，將水霧經(jīng)過管路由內(nèi)部冷卻孔處噴出冷卻立輥。

上述方案中，所述升降裝置包括抬升基座、抬升液壓缸和耳環(huán)，所述抬升液壓缸安裝在抬升基座上，所述抬升液壓缸的頂部設(shè)置所述耳環(huán)，所述輥道架上設(shè)有與所述耳環(huán)固定連接的抬升耳軸。

上述方案中，所述軸承座靠近輥環(huán)一側(cè)的端蓋與輥軸的接觸面上設(shè)有多個溝槽，所述輥軸上設(shè)有環(huán)形的凸臺，所述凸臺位于端蓋和輥環(huán)之間，所述溝槽和凸臺溝槽組成機械式迷宮密封。

上述方案中，每組輥子的傳動側(cè)和操作側(cè)均有一組冷卻水供水點，每組供水點設(shè)有十二個過渡管路，冷卻水從中間配管分配到十二個過渡管路中，再通過十二個金屬軟管連接到相應(yīng)的十二個水冷主管上，每個水冷主管在全長方向上分出六個水冷支管，水冷支管與對中載體上的冷卻水分配器連接，每個冷卻水分配器連接十二個水冷支管，四個水冷支管進入上水冷分配器，三個水冷支管進入下水冷分配器，其余五個水冷支管進入側(cè)水冷分配器。

上述方案中，所述上水冷分配器通過螺栓固定在冷卻模塊上，與上水冷分配器的連接的四個水冷支管位于上水冷分配器內(nèi)部，每個與上水冷分配器的連接的水冷支管經(jīng)過工藝通道分出多個終端水冷支管，所述終端水冷支管為水冷 上噴頭供水。

上述方案中，所述側(cè)水冷分配器通過定位連接銷和螺栓固定的形式連接在耐磨腔的背面，在耐磨腔內(nèi)部和側(cè)水冷分配器外側(cè)設(shè)置均有匯水槽，匯水槽將五個水冷支管分解成十五個側(cè)噴嘴。

上述方案中，所述下水冷分配器通過螺栓固定在冷卻模塊上，與下水冷分配器的連接的三個水冷支管位于下水冷分配器內(nèi)部，每個水冷支管經(jīng)過工藝通道分出多個終端水冷支管，終端水冷支管為水冷下噴頭供水。

實施本實用新型的型鋼軋機在線冷卻裝置，具有以下有益效果：

1、本實用新型水冷上噴頭和水冷下噴頭的冷卻水均對腹板和翼緣間過渡圓角處進行冷卻，通過空氣噴嘴吹掃腹板上的冷卻水，進而對腹板進行控制冷卻。

2、空氣噴嘴分別沿軋線和逆軋線方向噴射壓縮空氣，一個噴射在腹板上，另一個布置噴射在腹板和翼緣間過渡圓角處，確保將腹板和翼緣間過渡圓角的冷卻水及時吹掉，避免產(chǎn)生不可控應(yīng)力，又可確保軋件的有序緩冷，為細化晶粒組織創(chuàng)造條件。

3、本實用新型中的水冷上噴頭和水冷下噴頭的噴嘴均由獨立的通道供水，互不竄水、互不干擾，便于獨立控制，實現(xiàn)冷卻溫度智能可控。

4、本實用新型通過Y型連接件實現(xiàn)了導(dǎo)向塊與軸承座之間的連接，既確保連接的高剛度又方便拆裝。

5、當(dāng)液壓缸伸縮時，伸縮桿帶動導(dǎo)向塊、Y型連接件、軸承座和立輥實現(xiàn)水平移動，導(dǎo)向塊與框架之間為滑動配合，摩擦阻力小。

6、軸承座內(nèi)部設(shè)有冷卻孔，外部供來的冷卻液和壓縮空氣經(jīng)過混合器霧化后，將水霧經(jīng)過管路由內(nèi)部冷卻孔處噴出直接冷卻立輥，確保立輥的正常工作，避免被軋件燒壞。

7、工作輥道輥子采用分解式結(jié)構(gòu)形式，輥環(huán)一端設(shè)置右旋螺紋，另一端設(shè)置左旋螺紋，與輥環(huán)裝配的輥軸也相應(yīng)采取左旋和右旋螺紋，因輥子工作中只有一個旋轉(zhuǎn)方向，在旋轉(zhuǎn)過程中輥環(huán)和兩端的輥軸一直處于擰緊趨勢，既保證了連接強度，又提高拆裝的便利性。

8、通過升降裝置驅(qū)動輥道架沿導(dǎo)向柱上下平穩(wěn)移動，從而實現(xiàn)輥子的平穩(wěn)升降，確保軋件順利軋制。

附圖說明

下面將結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明，附圖中：

圖1是型鋼軋機在線冷卻裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1中的A-A剖視圖；

圖3是冷卻模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是上水冷分配器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是側(cè)水冷分配器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為軋機工作輥道裝置的剖視圖；

圖7為輥道抬升裝置工作原理斷面圖；

圖8為圖6中的I處局部放大示意圖；

圖9是側(cè)向?qū)l(wèi)夾送裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10是Y型連接件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖11是立輥和軸承座的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

為了對本實用新型的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照附圖詳細說明本實用新型的具體實施方式。

如圖1-圖11所示，包括軋機工作輥道裝置、型鋼軋機對中冷卻裝置和側(cè)向?qū)l(wèi)夾送裝置57。

軋機工作輥道裝置設(shè)置有四組。工作輥道裝置包括導(dǎo)向基座9、輥道架5、輥子和升降裝置。

工作輥道輥子采用分解式結(jié)構(gòu)形式，每個輥子由輥環(huán)1和輥軸2組成。輥環(huán)1一端設(shè)置右旋螺紋，另一端設(shè)置左旋螺紋，與輥環(huán)1裝配輥軸2也相應(yīng)采取左旋和右旋螺紋。因輥子工作中只有一個旋轉(zhuǎn)方向，在旋轉(zhuǎn)過程中輥環(huán)1和兩端的輥軸2一直處于擰緊趨勢，既保證了連接強度，又提高拆裝的便利 性。輥環(huán)1單獨加工滿足輥面耐磨要求，輥環(huán)1和輥軸2都作為標(biāo)準(zhǔn)件提高互換性。此外，制造輥環(huán)1的動平衡要求和輥子裝配好之后的動平衡要求，可確保輥子平穩(wěn)的輸送軋件。輥軸2安裝在軸承座10內(nèi)部的軸承上，軸承座10安裝在輥道架5上。

在輥軸2上設(shè)置有凸臺201，在軸承座10的端蓋3與輥軸2的接觸面上設(shè)計有特定數(shù)量的溝槽301，構(gòu)成一套新的機械式迷宮密封；在機械迷宮密封側(cè)邊又設(shè)置有骨架油封4。這兩種密封形式構(gòu)成了新的組合型密封結(jié)構(gòu)，該形式密封拆裝方便，既防塵又防水且能確保軸承的正常潤滑。

每個輥道架5兩端都設(shè)置兩個導(dǎo)向基座9。導(dǎo)向基座9一方面連接輥道架5的操作側(cè)和傳動側(cè)，增強輥道架5的剛度，另一方面發(fā)揮其導(dǎo)向的作用。每個導(dǎo)向基座9都設(shè)置有兩個導(dǎo)向桿6，導(dǎo)向桿6和輥道架5內(nèi)部獨特設(shè)計的導(dǎo)向套7在適當(dāng)?shù)难b配關(guān)系下，可實現(xiàn)輥道架5平穩(wěn)升降。此外，在導(dǎo)向基座9表面還設(shè)置有緩沖裝置8，該緩沖裝置8穿在導(dǎo)向桿6上，當(dāng)輥道架5抬起時緩沖裝置8展開，避免導(dǎo)向桿6不被油和水腐蝕，當(dāng)輥道架5下降到底后緩沖裝置8收縮，起到緩沖的作用避免輥道架5下降對基礎(chǔ)造成動載荷沖擊。

每個輥道架5的兩端均設(shè)置有四個抬升耳軸11，相鄰輥道架5之間設(shè)置有升降裝置。升降裝置包括抬升基座15、抬升液壓缸14和耳環(huán)12。抬升液壓缸14安裝在抬升基座15上，抬升液壓缸14頭部設(shè)置有耳環(huán)12。耳環(huán)12通過固定銷與兩組輥道架5的抬升耳軸11連接，直接驅(qū)動輥道架5的升降。采用固定銷連接可實現(xiàn)快速拆裝，方便日常維護。

耳環(huán)12上設(shè)置有兩套防旋轉(zhuǎn)裝置13，確保兩組輥道架5同步升降且拆裝快捷。抬升基座15與導(dǎo)向基座9通過螺栓連接，且接觸面設(shè)置有“十字”鍵16，確保輥道穩(wěn)定的升降。若干組輥道架5的起始端的輥道架5為單側(cè)升降，在該組輥道起始端部設(shè)置有回轉(zhuǎn)軸，隨著抬升液壓缸14的伸縮，該組輥道架5傾斜角度可在一定范圍內(nèi)調(diào)整，確保軋件順利運送。二、側(cè)向?qū)l(wèi)夾送裝置

每組輥道架5的入口和出口均設(shè)置有側(cè)向?qū)l(wèi)夾送裝置57，在輥道傳動側(cè)和操作側(cè)各設(shè)有一套側(cè)導(dǎo)裝置57，該側(cè)向?qū)l(wèi)夾送裝置57固定在基礎(chǔ)上， 兩側(cè)的液壓缸19分別驅(qū)動立輥22實現(xiàn)對中導(dǎo)向功能。

導(dǎo)向塊17為“矩形”斷面，在導(dǎo)向塊17的四個外表面和框架18的四個內(nèi)表面均設(shè)置有耐磨滑板和油路潤滑系統(tǒng)，合理的間隙控制，確保導(dǎo)向塊17端部的立輥22在任何位置均不產(chǎn)生撓度。

Y型連接件21將導(dǎo)向塊17、液壓缸19和立輥22連為一體。后端通過雙銷20將導(dǎo)向塊17連接，上端通過立輥軸承座23將液壓缸19連接，前端通過雙銷24將立輥軸承座23連接。既確保連接的高剛度又方便拆裝。

在立輥軸承座25內(nèi)部設(shè)置有一定數(shù)量的冷卻孔26，外部供來的水和壓縮空氣經(jīng)過混合器25霧化后，將水霧經(jīng)過管路由內(nèi)部冷卻孔26處噴出直接冷卻立輥，確保立輥的正常工作，避免被軋件燒壞。

鋼軋機對中冷卻裝置包括對中載體15和冷卻模塊22。冷卻模塊48設(shè)置在輥子正上方，每組輥道的傳動側(cè)和操作側(cè)均設(shè)置有一個對中載體41，對中載體41上設(shè)置有冷卻介質(zhì)(壓縮空氣和水)的相關(guān)設(shè)備和冷卻模塊，每個對中載體上41設(shè)置有六套冷卻模塊48，每個冷卻模塊48通過兩個定位銷45連接在對中載體41上。每組輥道的傳動側(cè)和操作側(cè)均設(shè)置有兩套對中驅(qū)動裝置27，對中載體41通過“三孔連接器”43裝配在對中驅(qū)動裝置27上，該對中驅(qū)動裝置27采用液壓缸作為驅(qū)動動力源,在液壓缸的驅(qū)動下完成對軋件的冷卻和對中，滿足冷卻工藝要求的同時確保軋件的順利軋制。

三孔連接器43的兩個孔通過定位銷連接在對中驅(qū)動裝置27上，對中載體的連接銷42穿在剩下的一個孔中，通過輔助螺栓的把合，實現(xiàn)了對中驅(qū)動裝置27和對中載體41的剛性連接，同時方便拆裝。

冷卻模塊48主要功能是將冷卻水以特定的速度和流量，從上下左右各個方位噴到軋件上，對軋件的溫度按工藝要求進行控制冷卻。冷卻模塊48采用特有的模塊化設(shè)計，通過兩個連接銷45安裝在對中載體41上，每個對中載41上有十二個孔可安裝六個冷卻模塊48，確保冷卻模塊48可以快速拆裝。

每個冷卻模塊48上設(shè)置有三個水冷上噴頭36、三個水冷下噴頭37和十五個側(cè)噴嘴39，水冷上噴頭36和水冷下噴頭37分別通過支架51連接在耐磨腔38的上部和下部，側(cè)噴嘴39均布置在耐磨腔38內(nèi)，每五個噴嘴列為一 組，共計三組呈傾斜分布，側(cè)噴嘴39未露出耐磨腔38表面，確保耐磨腔38將軋件對中的過程中避免側(cè)噴嘴39被損壞。此外，針對不同規(guī)格的軋件，側(cè)噴嘴39到軋件表面的距離恒保持在200mm，確保對軋件的冷卻效果。

其中每個水冷上噴頭36有四個噴嘴，水冷上噴頭36內(nèi)部設(shè)有四個單獨的腔體，確保每個噴嘴均有單獨的管路供水，相互之間互不竄水，沿軋制線方向四個噴嘴的噴射角(噴射方向和軋制方向的夾角)分別為40°、20°、15°、0°；每個水冷下噴頭37有三個噴嘴，水冷下噴頭37內(nèi)部設(shè)有三個單獨的腔體，確保每個噴嘴均有單獨的管路供水，相互間互不竄水，沿軋制線方向三個噴嘴的噴射角(噴射方向和軋制方向的夾角)分別為40°、0°、15°。

水冷上噴頭36和水冷下噴頭37的冷卻水均對腹板和翼緣間過渡圓角處進行冷卻，空氣噴嘴9的吹掃冷卻水對腹板進行冷卻。通過空氣噴嘴9不同的吹掃策略，吹掃型鋼腹板上的冷卻水，進而對腹板進行控制冷卻。傳動側(cè)冷卻模塊旋轉(zhuǎn)180°后便可安裝在操作側(cè)，確保對中過程中噴頭之間互不干涉，也提高了設(shè)備的互換性。

每個冷卻模塊48上均設(shè)有兩個空氣噴嘴35，兩個空氣噴嘴35通過支架51連接在耐磨腔38上部，由終端風(fēng)管34提供風(fēng)機30產(chǎn)生的壓縮空氣，兩個空氣噴嘴35分別沿軋線和逆軋線方向噴射壓縮空氣，噴射角度均為20°，一個噴射在腹板上，另一個呈15°布置噴射在腹板和翼緣間過渡圓角處，確保將腹板和翼緣間過渡圓角的冷卻水及時吹掉，避免產(chǎn)生不可控應(yīng)力，又可確保軋件的有序緩冷，為細化晶粒組織創(chuàng)造條件。

為了滿足控制冷卻工藝要求，特有的風(fēng)冷及吹掃系統(tǒng)對軋件進行在線控制冷卻。具體配置如下：每個對中載體41上均設(shè)置有四臺風(fēng)機30，每臺風(fēng)機30單獨給一個風(fēng)冷主管29供壓縮空氣(共計四個風(fēng)冷主管)，每個風(fēng)冷主管29分出三個風(fēng)冷支管46，共計有十二個風(fēng)冷支管46，按照就近原則將這十二個風(fēng)冷支管46分配給相應(yīng)的冷卻模塊48，與相對應(yīng)的終端風(fēng)管34快速連接，每個冷卻模塊48配置的兩個終端風(fēng)管34端部設(shè)置有快插接頭47，確保冷卻模塊需要經(jīng)常拆裝時快速建立風(fēng)冷通路。

為了得到彌散而細化的晶粒組織需要嚴(yán)格控制軋件的終軋溫度，特有的在線水冷控制技術(shù)確保軋制溫度的命中率。每組輥道架5的傳動側(cè)和操作側(cè)均有一組冷卻水供水點，每組供水點含十二個過渡管路44，冷卻水從中間配管分配到十二個過渡管路44中，再通過十二個金屬軟管連接到相應(yīng)的十二個水冷主管31上，每個水冷主管31在全長方向上分出六個水冷支管32，水冷支管32與對中載體41上的冷卻水分配器49連接。

冷卻水分配器49的作用是：當(dāng)冷卻模塊48與對中載體41連接完畢后將系統(tǒng)冷卻水改變方向后輸送給冷卻模塊48，冷卻模塊48與對中載體41的水管連接采用快換接頭，確?？焖俜奖愕牟鹧b。每側(cè)有六個冷卻模塊48對應(yīng)著六個冷卻水分配器49，每個冷卻水分配器49對應(yīng)著十二個水冷支管32，共有七十二個水冷支管32，十二個水冷主管31。

其中每側(cè)的十二個水冷主管31安裝在對中載體41上，其長度與輥道架5相等。金屬軟管采用拖鏈28連接，確保對中裝置的橫移動作。一個冷卻水分配器49負責(zé)傳遞一個冷卻模塊48所需的冷卻水，每個冷卻水分配器49出口快換接頭出來的水冷支管50共有十二個，其中四個水冷支管50進入上水冷分配器33，三個水冷支管50進入下水冷分配器40，其余五個水冷支管50進入側(cè)水冷分配器52。

上水冷分配器33通過螺栓把合在冷卻模塊48上，與上水冷分配器33的連接的四個水冷支管50，在上水冷分配器33內(nèi)部，每個水冷支管50又經(jīng)過獨特的工藝通道55分出三個終端水冷支管56，每四個終端水冷支管56為一組給水冷上噴頭36供水，共計三組，確保水冷上噴頭36的四個噴嘴都是單獨供水、互不竄水、互不干擾。

側(cè)水冷分配器52通過兩個定位連接銷54和螺栓把合的形式連接在耐磨腔38的背面，在耐磨腔38內(nèi)部和側(cè)水冷分配器52外側(cè)設(shè)置均有匯水槽53，匯水槽53將五個水冷支管50分解成十五個側(cè)噴嘴，五個為一組，共計三組。確保每組5個側(cè)噴嘴都是單獨供水、互不竄水、互不干擾。

下水冷分配器40通過螺栓把合在冷卻模塊48上，與下水冷分配器40的連接的三個水冷支管50，在下水冷分配器40內(nèi)部，每個水冷支管50又經(jīng)過 獨特的工藝通道55分出三個終端水冷支管56，每三個終端水冷支管56為一組給水冷下噴頭37供水，共計三組，確保水冷下噴頭37的三個噴嘴都是單獨供水、互不竄水、互不干擾。

上面結(jié)合附圖對本實用新型的實施例進行了描述，但是本實用新型并不局限于上述的具體實施方式，上述的具體實施方式僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實用新型的啟示下，在不脫離本實用新型宗旨和權(quán)利要求所保護的范圍情況下，還可做出很多形式，這些均屬于本實用新型的保護之內(nèi)。