CN101518788A - 一种用于热轧带钢生产线的冷却设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于热轧带钢生产线的冷却设备，该热轧带钢生产线包括有辊道，该辊道上放置有待冷却的热轧带钢板，该冷却设备包括超快冷装置和层流冷却装置两部分，所述超快冷装置包括多条超快冷喷水上集水管和多条超快冷喷水下集水管，该超快冷喷水上集水管依次排列设置且垂直于热轧带钢生产线，该超快冷喷水下集水管设置在辊道的间隙中，所述层流冷却装置包括有高位水箱、分流集水管、层流冷却上集水管、层流冷却下集水管，所述高位水箱、分流集水管上下分布设置，所述高位水箱、分流集水管、层流冷却上集水管、层流冷却下集水管之间通过配水管路相连接。本发明的冷却设备可以快速、均匀地冷却热轧带钢板，满足特殊钢种的生产，有利于形成产业的规模化，具有重大的生产实践意义。
Description
技术领域
本发明涉及金属加工技术领域中的热轧带钢生产线轧后冷却技术，特别是涉及一种用于热轧带钢生产线的冷却设备。
背景技术
目前，对于热轧带钢的生产线，轧后热带钢通常需要采用不同的冷却速率来获得所要求的组织和性能。对于一类热轧带钢新钢种的生产工艺，需要将热带钢从轧后800～1000℃先快速冷却至600～700℃的温度区间，随后再通过采用适当的冷却速率冷却至带钢卷取的温度范围。而目前的常规流程和短流程生产线，轧后对热带钢的冷却普遍采用层流冷却装置，但是层流冷却装置的冷却能力较低，已不能满足这种特殊冷却要求的热轧带钢生产需要。
用于热轧带钢生产线轧后冷却的、具有更大冷却能力的快速冷却装置已有介绍，如《钢铁》杂志2004.No.8 P71-P74介绍了一种冷却装置，带有一定压力的冷却水流通过密集喷嘴垂直冲击到钢板表面，从而实现冷却。这种快速冷却装置存在的主要问题是：垂直地冲击到钢板表面的冷却水短时间内在钢板表面流动性差，容易滞留在钢板表面，而滞留在钢板表面的冷却水容易在钢板表面形成汽膜，产生水的过渡沸腾换热，造成冷却不均，从而使得最后形成的热轧带钢板容易产生较大的变形，严重影响到热轧带钢的生产质量。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种用于热轧带钢生产线的冷却设备，该设备冲击热轧带钢板表面的冷却水不会形成滞留，可以快速、均匀地冷却热轧带钢板，满足特殊钢种的生产，有利于形成产业的规模化，具有重大的生产实践意义。
为此，本发明提供了一种用于热轧带钢生产线的冷却设备，该热轧带钢生产线包括有辊道7，该辊道7上放置有待冷却的热轧带钢板，该冷却设备包括超快冷装置和层流冷却装置两部分，所述超快冷装置包括多条超快冷喷水上集水管1和多条超快冷喷水下集水管2，该超快冷喷水上集水管1依次排列设置且垂直于热轧带钢生产线，该超快冷喷水下集水管2设置在辊道7的间隙中，所述层流冷却装置包括有高位水箱10、分流集水管8、层流冷却上集水管3、层流冷却下集水管4，所述高位水箱10、分流集水管8上下分布设置，所述高位水箱10、分流集水管8、层流冷却上集水管3、层流冷却下集水管4之间通过配水管路相连接，所述超快冷喷水上集水管1下部开口所形成的水流与钢板的行走方向成锐角。
优选地，所述超快冷喷水上集水管1和超快冷喷水下集水管2为狭缝式喷嘴结构。
优选地，所述前气吹装置5所压缩空气的吹气方向与超快冷喷水上集水管1的喷嘴、超快冷喷水下集水管2的喷嘴的喷水方向相同，与钢板移动方向I呈锐角，所述后吹气装置9所压缩空气的吹气方向与超快冷喷水上集水管1的喷嘴、超快冷喷水下集水管2的喷嘴的喷水方向相反，与钢板移动方向I呈钝角。
优选地，所述辊道7两侧上部交错地设置有喷水装置6。
优选地，所述喷水装置6的喷嘴方向朝向待冷却热轧带钢板的纵向中间位置且与带钢表面呈锐角。
优选地，所述超快冷装置的入口侧设置有前气吹装置5，所述层流冷却装置的出口侧设置有后吹气装置9。
优选地，所述层流冷却上集水管3和层流冷却下集水管4为管层流结构。
由以上本发明提供的技术方案可见，与现有技术相比，本发明提供的一种用于热轧带钢生产线的冷却设备，具有以下有益效果：
1、本发明的冷却设备根据传热学原理，热带钢冷却过程中，轧后的高温板带材先经过超快冷装置区域，超快冷装置采用0.2MPa～0.8MPa的压力的冷却水，可实现5～400℃/s范围内的冷却速度，有利于实现对板带材的高强度冷却。层流冷却装置采用常压水，喷嘴出口的常压水垂直落在钢板表面上，主要采用沸腾换热机理冷却，从而实现冷却设备的高、低冷却强度搭配。通过调整超快冷装置的水流量，超快冷装置也可实现与层流冷却装置相同的冷却强度。本冷却设备超快冷装置可满足特殊钢种的生产，解决了现有常规热轧带钢生产线冷却设备存在的冷却能力不足的问题。
2、本发明的冷却设备超快冷装置采用倾斜喷射水流，即喷嘴出口带有一定压力的水射流与被冷却板材成一定的角度，依据射流冲击换热机理实现板带材的高强度均匀冷却。
3、工程使用过程中，超快冷装置与层流冷却装置的上集水管与钢板表面的距离存在一定高度差H1。
4、本发明的冷却设备的上、下集管沿钢板宽向的均匀冷却，每个集管喷嘴出口的水流量可通过控制阀组实现单独调节，以保证热轧带钢冷却过程中上下集管水量比的准确控制，从而保证冷却后的带钢沿长度方向的平直。
5、超快冷装置通过流量控制，可实现更大范围的冷却能力调整。层流冷却装置可进一步实现板材超快冷后的进一步降温处理。
6、本发明的冷却设备的工作过程，通过前气吹装置、侧喷水装置、后气吹装置，可沿钢板宽向扫除钢板表面的滞留的残水，从而提高钢板表面冷却效率，减少因滞留水在钢板表面的沸腾过程产生的冷却不均。前气吹装置、侧喷水装置、后气吹装置扫除钢板表面残水还有利于冷却设备前、后或冷却设备内安装的检测仪表对钢板表面进行的参数测量。
附图说明
图1为本发明提供的一种用于热轧带钢生产线的冷却设备的侧视图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。
图1为本发明提供的一种用于热轧带钢生产线的冷却设备的侧视图。
参见图1，本发明提供了一种用于热轧带钢生产线的冷却设备，该热轧带钢生产线包括有辊道7，该辊道7上放置有待冷却的热轧带钢板，本发明的冷却设备包括超快冷装置和层流冷却装置两部分，其中，所述超快冷装置包括多条超快冷喷水上集水管1和多条超快冷喷水下集水管2，该超快冷喷水上集水管1依次排列设置且垂直于热轧带钢生产线。
在本发明中，多条超快冷喷水上集水管1之间的间距相等，均为图示L1的长度，为等间距依次排列设置，超快冷喷水上集水管1距待冷却钢板表面高度距离H2≤600mm。。所述超快冷喷水上集水管1为槽型容器，其上部开口连接位于其上部的供水管11，其下部开口处为狭缝式或管层流结构，当钢板为如图1所示的I方向移动时，超快冷喷水上集水管1下部开口所形成的水流与钢板行走的方向呈锐角。
需要说明的是，供水管11与常规的增压泵站相连通，超快冷装置的供水通过常规的增压泵站直接供给到冷却装置旁的供水管11内，冷却水压力为0.2MPa～0.8MPa，供水管路储存并分配给超快冷上集水管1和超快冷喷水下集水管2。
超快冷喷水下集水管2设置在辊道7的间隙中，其出水口为狭缝式喷嘴结构，于是位于热轧带带钢下方朝上喷水，所形成水流与钢板表面的夹角与超快冷喷水上集水管1对称，以强压0.2MPa～0.8MPa的冷却水呈斜喷流。
在本发明中，超快冷喷水上集水管1和超快冷喷水下集水管2为倾斜式狭缝式喷嘴结构。
本发明的层流冷却装置包括有高位水箱10、如权利要求1所述的冷却设备，其特征在于，所述前气吹装置(5)所压缩空气的吹气方向与超快冷喷水上集水管1的喷嘴、超快冷喷水下集水管(2)的喷嘴的喷水方向相同，与钢板移动方向(I)呈锐角，所述后吹气装置(9)所压缩空气的吹气方向与超快冷喷水上集水管(1)的喷嘴、超快冷喷水下集水管(2)的喷嘴的喷水方向相反，与钢板移动方向(I)呈钝角。
分流集水管8、层流冷却上集水管3、如权利要求1所述的冷却设备，其特征在于，所述前气吹装置(5)所压缩空气的吹气方向与超快冷喷水上集水管1的喷嘴、超快冷喷水下集水管(2)的喷嘴的喷水方向相同，与钢板移动方向(I)呈锐角，所述后吹气装置(9)所压缩空气的吹气方向与超快冷喷水上集水管(1)的喷嘴、超快冷喷水下集水管(2)的喷嘴的喷水方向相反，与钢板移动方向(I)呈钝角。
层流冷却下集水管4，所述高位水箱10、分流集水管8上下分布设置，所述高位水箱10、分流集水管8、层流冷却上集水管3、层流冷却下集水管4之间通过配水管路相连接。
在本发明中，如图所示，层流冷却上集水管3的喷嘴距待冷却钢板表面的高度距离H3≤2000mm，层流冷却装置的分流集水管8的位置高于所述超快冷装置，高度差为H3-H2＝H1。。高位水箱10通过配水管路供给分流集水管8常压0.2MPa以上的冷却水，再通过相应的配水管路供给层流冷却装置的层流冷却上集水管3和层流冷却下集水管4。
需要说明的是，层流冷却上集水管3和层流冷却下集水管4采取管层流结构，它们所形成的水流垂直于钢板表面。相邻两条层流冷却上集水管3之间的间距相等，即图示的距离L2，多条层流冷却上集水管3等间距依次排列设置且垂直于热轧带钢生产线。
在本发明中，所述超快冷喷水上集水管1下方的喷嘴与超快冷喷水下集水管2上方的喷嘴与钢板表面相交的角度不同。
超快冷装置、层流冷却装置的各喷水集管的流量可分别控制，例如，在强、层流冷却装置供水管、水箱及配水管路上均安装控制阀组、有电路配置与操作台上各集水管键分别相连，实施对集水管1-4流量的独立控制。通过流量控制，超快冷装置可实现更大范围的冷却能力调整，层流冷却装置可进一步实现板材超快冷后的进一步降温处理。
此外，本发明在超快冷装置的入口侧设置有前气吹装置5，该前气吹装置5所压缩空气的吹气方向与超快冷喷水上集水管1的喷嘴、超快冷喷水下集水管2的喷嘴等狭缝式喷嘴的喷水方向相同，即与钢板移动方向I呈锐角。在如权利要求1所述的冷却设备，其特征在于，所述前气吹装置(5)所压缩空气的吹气方向与超快冷喷水上集水管1的喷嘴、超快冷喷水下集水管(2)的喷嘴的喷水方向相同，与钢板移动方向(I)呈锐角，所述后吹气装置(9)所压缩空气的吹气方向与超快冷喷水上集水管(1)的喷嘴、超快冷喷水下集水管(2)的喷嘴的喷水方向相反，与钢板移动方向(I)呈钝角。
层流冷却装置出口侧设置有后吹气装置9，所述后吹气装置9所压缩空气的吹气方向与前气吹装置5的吹起方向相反，与钢板移动方向I呈钝角。
在本发明中，前气吹装置5和后吹气装置9连接气压为0.4～0.6MPa的压缩空气管路，它们的吹气流宽度与冷却装置宽度相同。
所述前气吹装置5的作用是使钢板表面的倒流水截止在一定位置，以避免影响冷却装置前的检测仪表。后气吹装置9的作用是扫除钢板表面的滞留水。
此外，本发明在辊道7两侧上部交错地设置有喷水装置6，该喷水装置6的喷嘴方向朝向钢板的纵向(即宽度方向)中间位置且与带钢表面呈锐角。该向内侧喷水装置6的水流使得钢板表面的滞留水沿钢板的宽度方向流落，最终实现扫除滞留水的功能。
综上所述，本发明提供的一种用于热轧带钢生产线的冷却设备，具有以下有益效果：
1、本发明的冷却设备根据传热学原理，热带钢冷却过程中，轧后的高温板带材先经过超快冷装置区域，超快冷装置采用0.2MPa～0.8MPa的压力的冷却水，可实现5～400℃/s范围内的冷却速度，有利于实现对板带材的高强度冷却。层流冷却装置采用常压水，喷嘴出口的常压水垂直落在钢板表面上，主要采用沸腾换热机理冷却，从而实现冷却设备的高、低冷却强度搭配。通过调整超快冷装置的水流量，超快冷装置也可实现与层流冷却装置相同的冷却强度。本冷却设备超快冷装置可满足特殊钢种的生产，解决了现有常规热轧带钢生产线冷却设备存在的冷却能力不足的问题。
2、本发明的冷却设备超快冷装置采用倾斜喷射水流，即喷嘴出口带有一定压力的水射流与被冷却板材成一定的角度，依据射流冲击换热机理实现板带材的高强度均匀冷却。
3、工程使用过程中，超快冷装置与层流冷却装置的上集管与钢板表面的距离存在一定高度差H1。
4、本发明的冷却设备的上、下集管沿钢板宽向的均匀冷却，每个集管喷嘴出口的水流量可通过控制阀组实现单独调节，以保证热轧带钢冷却过程中上下集管水量比的准确控制，从而保证冷却后的带钢沿长度方向的平直。
5、超快冷装置通过流量控制，可实现更大范围的冷却能力调整。层流冷却装置可进一步实现板材超快冷后的进一步降温处理。
6、本发明的冷却设备的工作过程，通过前气吹装置、侧喷水装置、后气吹装置，可沿钢板宽向扫除钢板表面的滞留的残水，从而提高钢板表面冷却效率，减少因滞留水在钢板表面的沸腾过程产生的冷却不均。前气吹装置、侧喷水装置、后气吹装置扫除钢板表面残水还有利于冷却设备前、后或冷却设备内安装的检测仪表对钢板表面进行的参数测量。
本发明提供的一种用于热轧带钢生产线的冷却设备可以满足4mm热带钢从轧后800～1000℃快速冷却至600～700℃的温度区间的要求，可用于热轧板带材的淬火处理，也可用于控制冷却。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1、一种用于热轧带钢生产线的冷却设备，其特征在于，该热轧带钢生产线包括有辊道(7)，该辊道(7)上放置有待冷却的热轧带钢板，该冷却设备包括超快冷装置和层流冷却装置两部分，所述超快冷装置包括多条超快冷喷水上集水管(1)和多条超快冷喷水下集水管(2)，该超快冷喷水上集水管(1)依次排列设置且垂直于热轧带钢生产线，该超快冷喷水下集水管(2)设置在辊道(7)的间隙中，所述层流冷却装置包括有高位水箱(10)、分流集水管(8)、层流冷却上集水管(3)、层流冷却下集水管(4)，所述高位水箱(10)、分流集水管(8)上下分布设置，所述高位水箱(10)、分流集水管(8)、层流冷却上集水管(3)、层流冷却下集水管(4)之间通过配水管路相连接，所述超快冷喷水上集水管(1)下部开口所形成的水流与钢板的行走方向成锐角。
2、如权利要求1所述的冷却设备，其特征在于，所述超快冷喷水上集水管(1)和超快冷喷水下集水管(2)为狭缝式喷嘴结构。倾斜式缝隙流结构
3、如权利要求1所述的冷却设备，其特征在于，所述前气吹装置(5)所压缩空气的吹气方向与超快冷喷水上集水管1的喷嘴、超快冷喷水下集水管(2)的喷嘴的喷水方向相同，与钢板移动方向(I)呈锐角，所述后吹气装置(9)所压缩空气的吹气方向与超快冷喷水上集水管(1)的喷嘴、超快冷喷水下集水管(2)的喷嘴的喷水方向相反，与钢板移动方向(I)呈钝角。
4、如权利要求1或2所述的冷却设备，其特征在于，所述辊道(7)两侧上部交错地设置有喷水装置(6)。
5、如权利要求4所述的冷却设备，其特征在于，所述喷水装置(6)的喷嘴方向朝向待冷却热轧带钢板的纵向中间位置且与带钢表面呈锐角。
6、如权利要求1所述的冷却设备，其特征在于，所述超快冷装置的入口侧设置有前气吹装置(5)，所述层流冷却装置的出口侧设置有后吹气装置(9)。
7、如权利要求1所述的冷却设备，其特征在于，所述层流冷却上集水管(3)和层流冷却下集水管(4)为管层流结构。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C04 | Withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |