CN101525683A - 一种热处理钢板冷却装置及其冷却控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于混合作业技术领域，特别涉及一种热处理钢板冷却装置及其冷却控制方法。该冷却装置由气路和水路管道和气雾喷嘴组成冷却集管，由气路控制元件和水路控制元件组成控制阀台；在在冷却集管区出口处设置由空气喷嘴和气路管道组成的吹扫装置和高温计。钢板冷却装置的冷却控制方法是通过计算机系统进行设定计算控制。本发明减少钢板热处理冷床面积，降低设备投资；并且水量的调节范围大，所以可实现不同温度、不同钢种、不同厚度、不同宽度钢板的冷却要求，可广泛用于热处理后钢板冷却。

Description

一种热处理钢板冷却装置及其冷却控制方法

技术领域

本发明属于混合作业技术领域，特别涉及一种热处理钢板冷却装置及其冷却控制方法。

背景技术

目前钢板热处理后对钢板基本全部采取空冷的方式，即采用冷床使钢板缓慢冷却，但要让钢板在冷床上空冷适合进一步加工和收集的温度，需要配置很大的冷床面积，投资费用高，特别是在建设场地较小的情况下，冷床就成为热处理生产线的瓶颈。

发明内容

本发明的目的在于提出一种热处理钢板冷却装置及其控制方法。钢板冷却装置由气路和水路管道和气雾喷嘴组成冷却集管，由气路控制元件和水路控制元件组成控制阀台；在在冷却集管区出口处设置由空气喷嘴和气路管道组成的吹扫装置和高温计。钢板冷却装置的冷却控制方法是通过计算机系统进行设定计算控制。

本发明由于采用气雾对钢板进行冷却，通过适当提高钢板的冷却速度，加快钢板的冷却，基本不改变钢板性能，并同时减少钢板热处理冷床面积，降低设备投资；并且水量的调节范围大，所以可实现不同温度、不同钢种、不同厚度、不同长度钢板的冷却要求，可广泛用于热处理后钢板冷却。

本发明冷却装置的控制阀站，主要用于本系统的气路和水路的控制，气路控制元件由开闭控制阀、过滤器、压力计、压力调节阀等组成。水路控制元件由开闭控制阀、过滤器、压力计、流量调节阀、流量计等组成。由于气雾喷嘴的孔径较小，在系统的阀站的气路和水路都设置过滤器，用于控制压缩空气和冷却水中的颗粒性杂滓，避免喷嘴堵塞。

本发明冷却装置的冷却集管，主要实现气和水的雾化对热钢板进行冷却，冷却集管分为上部冷却集管和下部冷却集管，上部冷却集管构成上部冷却区，对热钢板上表面进行冷却，下部冷却集管构成下不冷却区，对热钢板下表面进行冷却。上部冷却区/下部冷却区的冷却集管分别独立控制，水量可单独连续调整。上部和下部冷却区水路设置开闭控制阀和流量控制阀控制，每根集管的气路和水路设置开闭控制阀控制，可根据钢板的宽度和长度选择开闭集管的数量。

本发明系统的吹扫装置，由空气喷嘴和空气管道组成。其设置在气雾冷却装置的出口，主要用于清除钢板上表面的残留水。压缩空气管路由一个开闭控制阀控制。

附图说明

附图1为本发明冷却系统示意图

附图2为本发明冷却装置结构示意图

附图3为本发明冷却装置的冷却控制方法示意图

图中，件1是热处理炉，件2是输送辊道，件3是冷却集管区，件4是高温计，件5是控制阀台，件6是上部冷却集管，件7是下部冷却集管，件8是冷却水管，件9是压缩空气管，件10是气雾喷嘴，件11是吹扫装置。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施作进一步说明：

本发明的热处理钢板冷却装置，由冷却集管、控制阀台5、吹扫装置11和高温计4组成，冷却集管由冷却水管8、压缩空气管9和气雾喷嘴10组成，由空气喷嘴和压缩空气管道组成的吹扫装置11设置在冷却集管区3的出口，在吹扫装置11的出口处设置高温计4。吹扫装置11主要用于清除钢板上表面的残留水，压缩空气管路由一个开闭控制阀控制。上部冷却集管6构成上部冷却区，对热钢板上表面进行冷却，下部冷却集管7构成下部冷却区，对热钢板下表面进行冷却；本装置的气路和水路的控制由控制阀台5进行：气路控制元件由开闭控制阀、过滤器、压力计、压力调节阀等组成；水路控制元件由开闭控制阀、过滤器、压力计、流量调节阀、流量计等组成。由于气雾喷嘴的孔径较小，在系统的阀站的气路和水路都设置过滤器，用于控制压缩空气和冷却水中的颗粒性杂滓，避免喷嘴堵塞。

钢板在热处理炉1完成热处理后，由输送辊道2送入冷却集管区3，按设定温度，由控制阀台5打开气路和水路的控制阀，上部冷却集管6对热钢板上表面进行冷却，下部冷却集管7对热钢板下表面进行冷却，离开集管区3后，吹扫装置11清除钢板上表面的残留水，高温计4检测钢板出口温度，反馈给计算机系统，并与设定温度比较，如有偏差，调整水量，以提高冷却的控制精度。

上部冷却区和下部冷却区的冷却集管分别独立控制，水量可单独连续调整。上部和下部冷却区水路设置开闭控制阀和流量控制阀控制，每根集管的气路和水路设置开闭控制阀控制，可根据钢板的长度选择开闭集管的数量。

冷却区集管的数量根据冷却的最长钢板的长度确定，每根集管的长度及气雾喷嘴数量根据最大钢板宽度确定。根据目前国内钢板最长定尺约为25m，气雾冷却装置最大长度约为28m，上部冷却区集管数量29根，下部冷却区集管29根。目前国内中厚/宽厚钢板生产线宽度为2300～5000mm，冷却集管的宽度约为3000～6000mm，每根集管上设置的专用气雾喷嘴5～10个，宽度方向气雾喷嘴开启数量根据钢板宽度可控，上部冷却区/下部冷却区的喷嘴型式相同。

本系统的喷水量由喷嘴的数量和集管的数量决定，如果上/下集管各29根，每根集管设喷嘴为10个，最大喷水量～35m³/h。压缩空气的耗量2900m³/h，压力调节范围0.2～0.6Mpa。

本发明的控制冷却模式有两种。

模式一，也是本系统的主要冷却模式，钢板从热处理炉输出后，进入气雾冷却装置的冷却区内摆动冷却，直到达到设定温度后，停止摆动，离开冷却区，此模式主要用于高温钢板(出炉温度950～650℃)冷却。

模式二，钢板从热处理炉输出后，直接穿过冷却区，不进行摆动，就达到设定温度，此模式主要用于热处理温度较低的钢板(出炉温度650～350℃)冷却。两种模式的选择根据工艺要求决定。

本发明提出的冷却装置具备三个突出的优越性，其一是冷却水量的变化范围大，最大水量和最小水量的调节比为15倍，且水量可连续调节，可以精确的控制钢板的冷却速度，根据钢板不同的厚度和目标温度，冷却速度控制在1～5℃/s。其二是气雾的颗粒度80～150um，且气雾分布均匀，冷却钢板温度均匀性可达到±3～5℃。其三是钢板冷却后目标温度的精度可控制到1～2℃。

本系统的自动控制系统，其冷却控制方法是由计算机系统集管数量的设定、气雾冷却装置冷却水量的计算设定和系统的启动和关闭，并具有温度反馈的控制功能。控制的步骤如下：

A、二级计算机给定开启/关闭集管的数量，

B、二级计算机的气雾冷却模型计算，

C、通过程序命令控制相关的电气控制柜，

D、相关的开闭控制阀和流量控制阀动作，

E、相关的集管开始喷雾，结束设定计算过程，准备开始冷却钢板，

F、高温计检测钢板出口温度，反馈给一级计算机系统，并与设定终轧温度比较，如有偏差，则重复上述(A)～(E)，调整水量，以提高冷却的控制精度。

本发明减少钢板热处理冷床面积，降低设备投资；并且水量的调节范围大，所以可实现不同温度、不同钢种、不同厚度、不同宽度钢板的冷却要求，可广泛用于热处理后钢板冷却。

Claims (5)

1、一种热处理钢板冷却装置，其特征在于：由气路和水路管道和气雾喷嘴组成冷却集管，由气路控制元件和水路控制元件组成控制阀台；在在冷却集管区出口处设置由空气喷嘴和气路管道组成的吹扫装置和高温计。

2、根据权利要求1所述的钢板冷却装置，其特征在于：在每根水路管道上分别水路控制元件，每根气路管道上设置气路控制元件，气路控制元件由开闭控制阀、过滤器、压力计、压力调节阀组成；水路控制元件由开闭控制阀、过滤器、压力计、流量调节阀、流量计组成。

3、根据权利要求2所述的钢板冷却装置，其特征在于：冷却集管分为上部冷却集管和下部冷却集管。

4、根据权利要求1所述的钢板冷却装置的冷却控制方法，其特征在于：冷却控制由计算机系统完成气雾冷却装置冷却水量的计算设定、冷却时间计算设定、温度设定、集管数量的设定和系统的启动和关闭，并具有温度反馈的控制功能。控制的步骤如下：

A、二级计算机给定开启/关闭集管的数量，

B、二级计算机的气雾冷却模型计算，

C、通过程序命令控制相关的电气控制柜，

D、相关的开闭控制阀和流量控制阀动作，

E、相关的集管开始喷雾，结束设定计算过程，准备开始冷却钢板，

F、高温计检测钢板出口温度，反馈给一级计算机系统，并与设定终轧温度比较，如有偏差，则重复上述(A)～(E)，调整水量，以提高冷却的控制精度。

5、根据权利要求4所述的钢板冷却装置的冷却控制方法，其特征在于：钢板从热处理炉输出后，进入气雾冷却装置的冷却区内摆动冷却。

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