CN102274864A - 一种基于超快冷技术的轧后冷却系统 - Google Patents

一种基于超快冷技术的轧后冷却系统 Download PDF

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Abstract

一种基于超快冷技术的轧后冷却系统，在轧线上沿钢板轧制运行方向依次排列不同结构冷却集管的冷却装置，上、下分流集管直接与主供水管相接，每根分流集水管控制1组喷嘴；其特征在于采用轧后先布置超快冷装置，其次再布置层流冷却装置的组合方式，超快冷装置的超快冷却区中，喷嘴形式为倾斜喷射式缝隙喷嘴与高密管式喷嘴混合排列，上喷嘴与移动梁一起上下运动，来满足不同钢板的板型；层流冷却区每组上喷嘴由2组单边U型管组成，每组为3排单边U型管，每组上喷嘴与2组下喷嘴对应；本系统前、后均布置有吹扫装置，并且辊道两侧还设置侧吹装置，及时去除钢板表面的残留水。采用超快冷和层流冷却装置优化组合布置方式，达到较高的冷却速率，实现钢板的均匀冷却。

Description

一种基于超快冷技术的轧后冷却系统
技术领域
本发明涉及中厚板轧后冷却技术领域，具体是一种基于超快冷技术的轧后冷却系统。
背景技术
传统的中厚板生产工艺，钢板轧后到精整之前，要经过长时间的自然空冷降温，这不但影响产量，而且还因冷床不足导致钢板在兰脆温度下剪切，增加了钢板的废品率。层流冷却装置安装在终轧机与精整机之间，通过改变热轧钢材轧后冷却条件来控制奥氏体组织状态，控制相变条件，碳化物析出行为来改善钢的组织和性能.采用控制冷却技术不仅可提高产量，而且在不降低韧性的情况下，可提高钢板的强度，同时减少钢板的不平整度和残余应力，从而明显提高钢板质量。
中厚板生产在控制冷却的过程中，由于钢板比较短，而且要对给水管水量，集管开闭状态和辊道速度等选择最佳匹配条件，控制难度较大。
具有更大冷却能力的热轧超快速冷却装置已有介绍，如《钢铁研究》2006年03期，重钢中板轧后快速冷却系统的设计与应用；《北京科技大学学报》2005年04期，中厚板轧后快速冷却系统设计与应用；《机械制造》2004年05期，中厚板轧后机械系统设计与应用；实现冷却的主要问题是：(1)过去的加速冷却方式中，不论是喷射冷却还是层流冷却，由于以大水量进行冷却，很快会进入到核沸腾和膜沸腾共存的过渡沸腾，冷却过程是不稳定的。(2)冷却水滞留在钢板表面，会在很宽的范围内引起钢板二次冷却，极易变成不稳定的过渡沸腾状态，出现膜沸腾和过渡沸腾，很难保证却冷的均匀性。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于超快冷技术的轧后冷却系统，采用超快冷和层流冷却装置优化组合布置方式，达到较高的冷却速率，实现钢板的均匀冷却。
一种基于超快冷技术的轧后冷却系统，在轧线上沿钢板轧制运行方向依次排列不同结构冷却集管的冷却装置，上、下分流集管直接与主供水管相接，每根分流集水管控制1组喷嘴；其特征在于采用轧后先布置超快冷装置，其次再布置层流冷却装置的组合方式，超快冷装置的超快冷却区中，喷嘴形式为倾斜喷射式缝隙喷嘴与高密管式喷嘴混合排列，上喷嘴与移动梁一起上下运动，来满足不同钢板的板型；层流冷却区每组上喷嘴由2组单边U型管组成，每组为3排单边U型管，每组上喷嘴与2组下喷嘴对应；本系统前、后均布置有吹扫装置，并且辊道两侧还设置侧吹装置，及时去除钢板表面的残留水。
本发明的优点是：
1.本发明通过采用超快冷和层流冷却装置优化组合布置方式，是将斜喷缝隙式喷嘴+高密管式喷嘴的混合布置，极其均匀地将板面残存水与钢板之间形成的气膜清除，从而达到钢板和冷却水之间的完全接触，实现钢板和冷却水均匀接触的全面的核沸腾。这不仅提高了钢板和冷却水之间的热交换，达到较高的冷却速率，而且可以实现钢板的均匀冷却，大大抑制了钢板由于冷却不均引起的翘曲。
2.通过超快冷装置具有良好的冷却能力，即其冷却速度可以达到水冷的极限速度；使钢板面内温度分布均匀，减少材料中的残余应力，使材料具有良好的焊接性能；对温度的控制比较精确。
3.根据钢板板形实际状况，超快冷上喷嘴距离钢板约300～400mm位置处，由超快速冷却设备将钢板冷却至600～750℃左右，再由常规层流冷却系统开启适当的集管组数冷却至终冷温度，如仅实用层流冷却装置，超快冷上集管通过移动梁提升至最高位置，使钢板通过超快速冷却设备区，由常规层流冷却系统开启适当的集管组数冷却至终冷温度。
5.冷却装置工作过程，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装置前、后或冷却装置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为本发明冷却系统沿轧制生产线运行方向设置超快冷却和层流冷却区域示意图；
图2为本系统中的超快速冷却区冷却装置示意图；
图3为本系统中的层流冷却装置示意图。
具体实施方式
一种基于超快冷技术的轧后冷却系统，用于热轧带钢生产线的轧后冷却，其特征在于在轧机后设置超快速冷却区，接着是层流冷却区，见图1，也可以仅设置层流冷却装置。超快速冷却区如图2所示，上、下分流集水管7、9与主供水管6连接，每根分流集水管都有各自的一组控制阀组，每根分流集水管供给一组喷嘴，喷嘴为斜喷缝隙式喷嘴+高密管式喷嘴混合形式，见图1。喷缝隙喷嘴与带钢运行方向形成一定的倾斜角度，高密管式喷嘴的每个喷嘴都有3排高压小喷嘴。
在超快速冷却区后设置的层流冷却区，如图3所示，主供水管6连接上、下两个分流集水管10、11，每根分流集水管都有1组阀组控制，每根分流集水管给1组喷嘴供水，每1组层冷上喷嘴4由2组单边U型管组成，每组单边U型管有三排喷嘴；每1组层冷上喷嘴4与2组层冷下喷嘴5对应。
在超快速冷却区中上喷嘴1通过两端螺栓固定在纵梁9上，横梁8两端与两侧纵梁垂直连接。其特征在于液压缸杆端与横梁8连接，液压缸另一端与螺旋升降机连接，通过液压系统及螺旋升降系统的同步提升，来带动横梁8和上喷嘴1一起上下移动，其最大行程为：900mm。超快速冷却区下喷嘴3分布在两个辊道2之间，主供水管压力为0.4MPa～0.8MPa。
根据钢板板形实际状况，本轧后冷却系统的应用方法可采用几种超快冷与常规层流冷却的组合式冷却：
(1)通过提升装置把超快冷上喷嘴1提升至距离钢板约300～400mm位置处，只由超快速冷却设备作业，通过每组阀组控制分流集水管作业组数，将钢板冷却至600～750℃左右的终冷温度。
(2)通过提升装置把超快冷上喷嘴1提升至距离钢板约300～400mm位置处，通过超快冷每组阀组控制分流集水管作业组数，由超快速冷却设备将钢板冷却至450～500℃左右，然后进入层流冷却区通过层流每组阀组控制分流集水管作业组数冷却至300℃以下，实现在线淬火工艺。
(3)仅采用常规层流冷却方式：此时超快冷上集管由液压系统提升至最高位置(距离辊道面约900mm)，使钢板越过超快速冷却设备区，直接进入层流冷却，通过层流阀组控制层流分流集水管的作业组数冷却至终冷温度。

Claims (4)

1.一种基于超快冷技术的轧后冷却系统，在轧线上沿钢板轧制运行方向依次排列不同结构冷却集管的冷却装置，上、下分流集管直接与主供水管相接，每根分流集水管控制1组喷嘴；其特征在于采用轧后先布置超快冷装置，其次再布置层流冷却装置的组合方式，超快冷装置的超快冷却区中，喷嘴形式为倾斜喷射式缝隙喷嘴与高密管式喷嘴混合排列，上喷嘴与移动梁一起上下运动，来满足不同钢板的板型；层流冷却区每组上喷嘴由2组单边U型管组成，每组为3排单边U型管组成，每组上喷嘴与2组下喷嘴对应；本系统前、后均布置有吹扫装置，并且辊道两侧还设置侧吹装置，及时去除钢板表面的残留水。
2.根据权利要求1所述的轧后冷却系统，其特征在于超快速冷却区中喷嘴为斜喷缝隙式喷嘴和高密管式喷嘴混合形式，斜喷缝隙喷嘴与带钢运行方向形成45°度的倾斜角度，高密管式喷嘴的每个喷嘴都有3排高压小喷嘴，角度相同。
3.根据权利要求1所述的轧后冷却系统，其特征在于在超快速冷却区中上喷嘴(1)通过两端螺栓固定在纵梁(9)上，横梁(8)两端与两侧纵梁(9)垂直连接，液压缸杆端与横梁(8)连接，液压缸另一端与螺旋升降机连接，通过液压系统及螺旋升降系统的同步提升横梁(8)，来带动纵梁(9)和上喷嘴(1)一起上下移动，其最大行程为：900mm。
4.一种权利要求1所述的轧后冷却系统的应用方法，其特征在于根据钢板板形状况，采用超快冷与常规层流冷却的组合形式分别是：
(1)通过提升装置把超快冷上喷嘴(1)提升至距离钢板约300～400mm位置处，由超快速冷却设备将钢板冷却至600～750℃左右，进入层流冷却区后，通过每个阀组控制使用的分流集水管组数，冷却至终冷温度；
(2)通过提升装置把超快冷上喷嘴(1)提升至距离钢板约300～400mm位置处，由超快速冷却设备将钢板冷却至450～500℃左右，进入层流冷却区后，通过每个阀组控制使用的分流集水管组数，冷却至300℃以下，实现在线淬火工艺。
(3)仅采用常规层流冷却方式：将超快冷上集管通过液压系统提升至最高位置，距离辊道面约900mm，使钢板越过超快速冷却设备区，直接进入层流冷却，通过每组阀组控制使用的分流集水管组数，冷却至终冷温度。
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