專利名稱：新型水壓霧化噴嘴的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
新型水壓霧化噴嘴屬軋鋼熱處理領(lǐng)域的冷卻裝置。在軋鋼領(lǐng)域中可用于鋼板的在線控制冷卻、軋輥冷卻、冷床上冷卻等；在熱處理冷卻中，可用于鋼板的熱處理加速冷卻、淬火等。
目前國內(nèi)外鋼板冷卻所用噴嘴有虹吸管層流冷卻，水幕冷卻和空氣霧化冷卻等方式。前兩種冷卻方式耗水量大，設(shè)備復(fù)雜，投資多；后一種方式設(shè)備復(fù)雜，動(dòng)力消耗大，噴嘴易堵塞。
國內(nèi)外也有直接用水而不用壓縮空氣來霧化水的噴嘴，如日本和美國。但這些噴嘴存在下列問題如噴嘴芯的側(cè)進(jìn)水孔旋轉(zhuǎn)行程過長(zhǎng)，水頭損失大；由于側(cè)進(jìn)水孔旋轉(zhuǎn)行程過長(zhǎng)，所以霧化水滴過細(xì)，水滴沖擊鋼板速度小，不能滿足厚板冷卻速度的要求；由于側(cè)進(jìn)水孔行程過長(zhǎng)，造成噴嘴芯加工很困難，并且造成在使用中易堵塞；由于結(jié)構(gòu)上的問題，噴出的水霧易形成中空，因而造成冷卻不易均勻。這些噴嘴外殼的混合室內(nèi)表面呈半球狀，水阻過大，降低了水霧沖擊速度，故冷卻速度?。涣硗膺@些噴嘴噴出的圖案不能根據(jù)需要改變形狀。
鑒于目前應(yīng)用的冷卻噴嘴有上面缺點(diǎn)，研究一種新的冷卻噴嘴，特別是在板厚在14－45mm，冷速在5－15℃／s，不易堵塞，易加工，水霧分布均勻，且能根據(jù)需要選擇適合的噴水圖案就是本實(shí)用新型的目的。
圖一是本實(shí)用新型水壓霧化噴嘴外形及實(shí)心圓錐噴射圖案。圖二為水壓霧化噴嘴外形及實(shí)心矩形噴射圖案。圖三、圖四分別為圖一、圖二的裝配圖。其1為噴嘴接頭，2為噴嘴外殼，3為噴嘴芯，4為噴嘴外殼2的混合室。圖五為噴嘴芯3的另件圖，其中5為直進(jìn)水孔，6為側(cè)進(jìn)水孔。當(dāng)噴嘴噴射圖案為實(shí)心矩形時(shí)，其噴嘴外套的零件為圖六所示，7為″∨″形缺口，α為相鄰兩對(duì)″∨″形缺口夾角。
本噴嘴的裝配順序如下，將噴嘴芯3裝入外殼2中，用接頭1旋入將芯3壓緊。接頭1與供水管路連接構(gòu)成冷卻裝置。
為了達(dá)到本實(shí)用新型設(shè)計(jì)目的，我們采取了如下方法1、將噴嘴芯的側(cè)進(jìn)水孔的旋轉(zhuǎn)行程縮短為1／4－2／3周，其與水平方向的夾角，即旋轉(zhuǎn)角保持在30°－50°。這樣可以降低水阻，增大水霧滴的直徑，即可增加水霧滴的沖擊功及冷卻能力。
2、在噴嘴出口直徑尺寸不增加的前題下，增大噴嘴外殼及噴嘴芯的直徑，也即增加噴嘴芯的側(cè)進(jìn)水孔面積，三頭矩形孔為5－20mm×5－20mm，增加噴嘴芯的直進(jìn)水孔直徑，使其為6－16mm。這樣使噴嘴內(nèi)部通水的有效面積增大，大大降低噴嘴水阻，并減少了噴嘴內(nèi)部堵塞。
3、圖三、圖四中的噴嘴外殼的混合室4，目前國內(nèi)外大多采用半球形，我們將其改成倒圓錐形，其圓錐角為55°－70°。采用這樣形狀的混合室可以減小水阻，增大水霧沖擊力及冷卻能力，同時(shí)便于加工。
4、采用本設(shè)計(jì)如圖三、圖四或圖六的噴嘴外殼，可改變噴出水霧的圖案，即可是圓形、方形、矩形，且長(zhǎng)寬比是可以調(diào)解的。圖三是將噴嘴外殼出口設(shè)計(jì)為圓形，則噴出水霧為實(shí)心圓錐形。圖四、圖六噴嘴外殼2的出口設(shè)計(jì)成兩對(duì)對(duì)稱的90°的″∨″形缺口，″∨″形切口深度為5～10mm，并且可以改變兩對(duì)″∨″形缺口的交角α使噴射圖案或?yàn)檎叫位驗(yàn)榫匦?。若出口處兩?duì)″∨″形缺口正交，即α角為90°，則噴出水霧圖案為正方形；若出口處兩對(duì)″∨″形呈非正交，則按其角度可有不同長(zhǎng)寬比的矩形圖案。隨著α角變小，則矩形長(zhǎng)寬比增加。這是本設(shè)計(jì)的重要特征之一，噴嘴外殼的出水口可以根據(jù)噴出水霧圖案需要而改變。
5、根據(jù)多次實(shí)驗(yàn)，噴嘴芯的三個(gè)側(cè)進(jìn)水孔面積和直進(jìn)水孔面積，較強(qiáng)烈影響噴出水霧的均勻性，我們將噴嘴芯的側(cè)進(jìn)水孔和直進(jìn)水孔面積比設(shè)計(jì)在5～12范圍內(nèi)，取得較好效果。
新型水壓霧化噴嘴的上述特點(diǎn)是根據(jù)厚鋼板對(duì)冷速的要求、水質(zhì)情況及具體條件研制而成的，因此區(qū)別于國內(nèi)外同類型的噴嘴。
采用本新型水壓霧化噴嘴可有如下優(yōu)點(diǎn)即滿足板厚14～45mm，冷速在5～15℃／S的要求。本噴嘴對(duì)水質(zhì)要求并不苛刻，使用工業(yè)循環(huán)水，加上簡(jiǎn)易過慮器，就可連續(xù)使用兩年以上，并能保持良好的噴射圖案。使用本噴嘴，可使水霧噴射均勻，同時(shí)使運(yùn)動(dòng)鋼板可保持均勻冷卻。由于該噴嘴噴出圖案可變，故可適應(yīng)不同的設(shè)備條件，特別是作下噴嘴用，顯示出明顯優(yōu)越性。它可適應(yīng)較復(fù)雜的設(shè)備環(huán)境，提高水的利用率、有效冷卻面積及均勻性。由于本噴嘴的水滴沖擊速度大，故采用它做為冷卻裝置的上噴嘴可以比其它類似的噴嘴遠(yuǎn)離被冷卻的熱鋼板，因此對(duì)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)工藝的適應(yīng)性增強(qiáng)，如避免鋼板碰撞冷卻裝置，便于處理事故及檢修噴嘴下面的其它設(shè)備等。此外本噴嘴還具有另件少、加工簡(jiǎn)單及不易堵塞等優(yōu)點(diǎn)。
本實(shí)用新型水壓霧化噴嘴(兩種)已安裝在鞍鋼半連軋廠2800機(jī)組后的輸出輥道上，用于冷卻14～45mm厚的熱軋鋼板。實(shí)踐證實(shí)了上述噴嘴的特點(diǎn)。它提高了鋼板的綜合機(jī)械性能。如對(duì)A3板，δ5可提高40～60Mpa；δb可提高30～40Mpa；δ5％在標(biāo)準(zhǔn)要求之上；沖擊功Ak室(U型)及Ak－40℃(U)型可提高10～20焦耳。對(duì)16MnR厚板；δ5提高了40～50Mpa；δb提高了30～40Mpa；δ5％也在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定以上；沖擊功Ak－40℃(V型)提高了10～20焦耳。對(duì)20g(Ti處理)經(jīng)再結(jié)晶軋制及軋后采用本噴嘴控冷后，其失效沖擊功可提高15～20焦耳，省去?；幚恚岣咝阅芎细衤?0％左右，與常規(guī)控制工藝相比可提高產(chǎn)量近一倍，同時(shí)增加了連軋板卷產(chǎn)量。
以16MnR及20g厚板來計(jì)算，每噸效益在100元以上，若年產(chǎn)2萬噸，則效益可達(dá)200萬元／年。
權(quán)利要求1.一種新型水壓霧化噴嘴，是由噴嘴接頭1、噴嘴外殼2、噴嘴芯3、混合室4組成，其特征是噴嘴芯是由一個(gè)直進(jìn)水孔和三個(gè)側(cè)進(jìn)水孔構(gòu)成，外殼的混合室呈圓錐形，噴嘴外殼的出水口的形狀可以根據(jù)噴出水霧圖案需要而改變。
2.權(quán)利要求1所述的側(cè)進(jìn)水孔，其特征是旋轉(zhuǎn)行程為1／4－2／3周，其與水平方向的旋轉(zhuǎn)角為30°－50°。
3.權(quán)利要求1或2所述的側(cè)進(jìn)水孔，其特征是面積為5－20mm×5－20mm。
4.權(quán)利要求1所述的直進(jìn)水孔，其特征是其直徑應(yīng)控制在6－16mm之間。
5.權(quán)利要求1所述的直進(jìn)水孔和側(cè)進(jìn)水孔，其特征是三個(gè)側(cè)進(jìn)水孔和直進(jìn)水孔的面積比應(yīng)控制在5－12之間。
6.權(quán)利要求1所述的圓錐形混合室，其特征是圓錐角應(yīng)控制在55°－70°之間。
7.權(quán)利要求1所述的噴嘴外殼，其特征是外殼的出水口是圓形的，其噴出水霧為實(shí)心圓錐形。
8.權(quán)利要求1所述的噴嘴外殼，其特征是噴嘴外殼出水口是兩對(duì)對(duì)稱90°的“∨”形缺口，“∨”形切口深度為5－10mm，并且可以改變兩對(duì)“∨”形缺口的交角α使噴射圖案或?yàn)檎叫位驗(yàn)榫匦巍?br> 9.權(quán)利要求1或8所述的噴嘴外殼，其特征是噴嘴出口兩對(duì)“∨”形缺口是正交，即α角為90°，其噴水圖案為正方形。
10.權(quán)利要求1或8所述的噴嘴外殼，其特征噴嘴出口的兩對(duì)“∨”形缺口非正交時(shí)，噴水圖案為矩形，且隨α角減小，其矩形長(zhǎng)寬比加大。
專利摘要本實(shí)用新型水壓霧化噴嘴，噴出的冷卻水流呈實(shí)心圓錐形和四棱錐形兩種。該噴嘴是由外殼、芯和接頭三個(gè)部件組成。接頭與供水系統(tǒng)連接構(gòu)成噴水冷卻裝置。水經(jīng)過噴嘴后形成細(xì)小水滴，即被霧化，而不需壓縮空氣。該噴嘴結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易加工，噴射面及形狀可控，水量水壓可調(diào)，冷速可調(diào)，冷卻均勻，節(jié)水，采用工業(yè)循環(huán)水不易堵塞。該噴嘴適合于熱軋鋼板、板坯、軋輥冷卻，特別適合于14-45mm鋼板的控制冷卻。
文檔編號(hào)C21D1/62GK2042080SQ8822030
公開日1989年8月2日 申請(qǐng)日期1988年11月25日 優(yōu)先權(quán)日1988年11月25日
發(fā)明者宋嵐, 金懷生, 萬太全 申請(qǐng)人:鞍山鋼鐵公司, 鞍山鋼鐵公司鋼鐵研究所