[发明专利]一种冷却系统梯度分流供水装置以及供水方法

说明书

本发明涉及一种冷却系统梯度分流供水装置以及供水方法，冷却系统梯度分流供水装置包括一次均流罐和二次均流罐，一次均流罐上沿轴向设置有第一进水管和第二进水管，一次均流罐和二次均流罐通过多根均流管连接，多根均流管沿一次均流罐的轴向间隔设置。二次均流罐上设置有多根上分供水管和下分供水管，多根上分供水管和多根下分供水管均沿二次均流罐的轴向间隔设置。第一进水管、第二进水管、均流管、上分供水管及下分供水管上均设有流量调节阀。装置具备二级缓冲、阻尼均流、立式梯度分流供水、梯度/均流供水模式切换、按冷却路径控制供水等功能，实现了金属板带材冷却效率、冷却均匀性和板形平直度的提升，并实现了金属板带材的低残余应力冷却。

技术领域

本发明涉及金属板带材热处理技术领域，尤其涉及一种冷却系统梯度分流供水装置以及供水方法。

背景技术

金属板带材制备过程中需要对板带材进行冷却，例如连铸二冷冷却、轧后超快冷及层流冷却、淬火等，利用不同的冷却制度调控金属板带材温度、相变，提升性能和质量。金属板带材冷却设备有一个共同点，所有冷却喷嘴均需沿生产线依次布置，形成较长的冷却区，板带材以一定的速度(或加速度)进入冷却区，依次经过各喷嘴，按照某一工艺路径完成冷却过程，实现连续生产。

金属板带材制备流程中，冷却过程主要控制以下参数：开冷和终冷温度、冷却速度、冷却路径。绝大部分金属板带材制备过程中，均在冷却阶段完成相变和大部分热交换，该阶段对改善板带材冷后温度、微观组织、最终性能和板形至关重要。板带材冷却前内部温度已分布不均，冷却期间存在温度场-相场-应力场多场耦合作用，如何通过控制冷却路径、设计并实现符合板带材优异性能对应的复杂冷却工艺，并保证冷后板形、表观质量等外在需求，是金属板带材冷却控制的难点之一。

板带材冷却过程热交换主要以冷却介质与板带材壁面对流换热实现，这也是控制冷却路径最主要的途径。影响壁面对流换热主要因素有喷嘴形式及其排布、板带材壁面水流密度、板带材运动速度。其中，喷嘴形式及其排布在冷却设备设计时已经固定，无法有效实现板带材冷却路径动态调控；板带材运行速度受整板(带)长度/宽度冷却均匀性条件限制，无法通过大范围速度调整实现冷却路径控制。因此，板带材壁面水流密度成为能够有效调控板带材冷却路径的唯一方式。

目前，冷却设备各冷却喷嘴通过分供水管路与供水主管衔接，通过控制各分供水管路上的控制阀组，控制各冷却喷嘴喷水流量和压力，间接控制各冷却区板带钢壁面水流密度。由于各分供水管路管径固定、在同一供水主管引水、通过阀门开口度控制流量，无法避免供水管路和与之连接的冷却喷嘴内水流量和水压力反比关系的弊端，喷嘴对板带材冷却时，壁面水流密度非线性变化，有效调控困难。

发明内容

(一)要解决的技术问题

鉴于现有技术的上述缺点和不足，本发明提供一种冷却系统梯度分流供水装置以及供水方法，其解决了供水管路和与之连接的冷却喷嘴内水流量和水压力反比关系的弊端无法避免以及板带材壁面水流密度非线性变化调控困难的技术问题。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明的冷却系统梯度分流供水装置包括：

一次均流罐和二次均流罐，所述一次均流罐和所述二次均流罐均竖直设置于同一水平面上；

所述一次均流罐上沿轴向设置有第一进水管和第二进水管，所述第一进水管位于所述第二进水管的正上方；所述一次均流罐和所述二次均流罐通过多根均流管连接，多根所述均流管沿所述一次均流罐的轴向间隔设置；冷却水由第一进水管或第二进水管进入所述一次均流罐，经所述一次均流罐均流后由多根所述均流管输送至所述二次均流罐中；

所述二次均流罐上设置有多根上分供水管和多根下分供水管，多根所述上分供水管和多根所述下分供水管均沿所述二次均流罐的轴向间隔设置；经所述二次均流罐均流后的冷却水由所述上分供水管和所述下分供水管输送至板带材冷却设备的喷嘴；