线棒材轧制用冷却器的优化设计与应用

针对棒线材生产用套筒式冷却器存在冷却能力不足,难以满足低温轧制的要求;轧件表面周向温度均匀性较差等问题,对套筒式冷却器结构进行了优化设计,得到旋流式冷却器。其采用圆锥斜齿轮式喷嘴,使冷却管内的水流形成旋流,可以产生较高的压力和速度,大幅度提高冷却能力,同时有效改善轧件表面温度的均匀性。采用SOLIDWORKS软件建模,利用ANSYS CFX软件进行流体仿真,对两种冷却器的流场、压力、流速进行了仿真分析。结果表明,旋流式冷却器可以提高冷却效率,改善轧件温度的均匀性,为实现轧件的超快速冷却创造有利条件。对Ф24 mm圆钢的冷却应用表明,旋流式冷却器对轧件的降温幅度为套筒式冷却器的1.5~2.0倍且冷却均匀性明显改善。