CN102327906A - 一种超快速冷却技术的轧后冷却系统 - Google Patents

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袁国
王昭东
田勇
王丙兴
李勇
韩毅
王黎筠
王国栋
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Abstract

一种用于热轧带钢生产线的轧后超快速冷却系统，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，共设2组，每组设置8～10行成对的冷却集管，其特征在于采用扁平喷射流集管和高密度喷射流集管成行地组合布置，其中，高密度喷射流集管分为正向倾斜式、垂直式、逆向倾斜式和边部组合垂直倾斜式，各形式独立使用或组合设置；各集管垂直于轧线长度方向、对应地设置在辊道的上、下方，上、下冷却集管通过控制阀组及管路分别直接与高压供水管相接，控制阀组能够单独调节并读数每个冷却集管喷水口的水流量，上、下冷却集管喷水口与被冷却带钢成多种角度。本发明系统的设置有利于钢板的均匀冷却和封水及带钢实现合理的冷却速度控制和温度精度控制。

Description

一种超快速冷却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，具体是一种超快速冷却技术的轧后冷却系统。
背景技术
随着社会的发展，市场要求带来了轧制条件的变化，低温大气压和添加一些微合金元素的传统轧控技术逐渐被冷却时间缩短、成本降低的轧后冷却工艺所替代。
轧后的快速冷却，可以改善成品的力学性能，但难以控制冷却的均匀性，冷却过程中钢板的温度会产生严重的不均匀分布，而温度的不均匀分布直接影响热应力的分布不均匀，同时也会带来钢板晶格部分相变的分布不均匀，这些都会导致钢板生产中严重的板型问题。
现在轧后生产线已有的轧后冷却的层流装置，如《钢铁》2001年04期 中厚板在线 控冷高密度管层流水冷装置；《轧钢》2004 21（6）板带钢层流冷却温度控制探讨等都反应出实现冷却的主要问题是：（1）在常规冷却下，钢板的不同部位发现了极为不均匀的冷却，容易造成钢板变形；（2）由于冷却过程中钢板是移动的，落在钢板上的冷却水滞留在钢板表面，很容易引起钢板二次冷却，出现膜沸腾和过渡沸腾，很难保证冷却的均匀性。
发明内容
本发明的目的是提供一种超快速冷却技术的轧后冷却系统，既具备超快冷功能又有层流冷却功能。
一种超快速冷却技术的轧后冷却系统，一个长度10~20米的超快冷装置在轧线上沿钢板运行方向安装，其特征在于超快冷装置主供水管连接15~20根上、下分流集水管，每根分流集水管都有各自的手阀、流量计、调节阀，可以根据生产产品的不同来调节水量的大小；由液压系统及螺旋升降系统的提升来带动移动梁和上喷嘴上下运动，最大行程为900mm，变化上喷嘴与钢板表面的距离，调整钢板冷却的最终温度；上分流集水管与上喷嘴通过金属软管对应连接，下分流集水管与下喷嘴通过硬管连接，下喷嘴分别排列在两根辊道之间，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；本装置前、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、本发明轧后超快冷系统可以通过调节水流、水压从而具有层流冷却的能力，同时又有超快冷装置的冷却能力。其喷嘴能极其均匀的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。达到了较高的冷却速率，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、该装置可以实现在高强度冷却条件下的精细化、均匀化冷却，钢板的内部组织均匀、应力小、板形良好，在相同的钢种中，可以减少微合金的用量，在降低成本的同时材料的碳当量低，裂纹敏感性也低。使钢材具有良好的焊接性能，在工艺上轧后温度的要求放宽了，使生产条件更加灵活，效率提高。
   3、该装置可以依据所需要的组织和性能要求，相变组织可以得到控制，实现相变强化，材料的强度、塑性、韧性、卷边成形性等综合性能可以大为改善，增加了冷却的强度，钢板厚度的要求放宽了，实现了产品的升级。
    4、本冷却系统的超快速冷却装置采用倾斜喷射式喷嘴，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，吹扫钢板表面换热过程中形成的水膜，更多的实现射流冲击及核态沸腾换热，以此来实现板带材的高强度均匀冷却。
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。
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示意图；
图2为本系统中超快冷装置的供水管路设置示意图。
具体实施方式
一种超快速冷却技术的轧后冷却系统，长度大约10~20米的超快冷装置在轧线上沿钢板运行方向上安装，其特征在于超快冷装置主供水管1连接15~20根分流上集水管2，和相等数量的下集水管4，每根分流集水管都有各自的手阀、流量计、调节阀等，可以根据生产产品的不同来调节水量的大小，上下分流集水管2，4都分别与上下喷嘴5，7一一对应连接，其中，上分流集水管2与上喷嘴5之间有一段金属软管连接，喷嘴沿着轧线的方向等距离的成行排列着喷射式缝隙喷嘴、高密管式喷嘴、喷射式缝隙喷嘴和其余都是高密管式喷嘴，共计15~20行；上喷嘴5通过两端螺栓固定在两侧纵梁8上，横梁3两端与纵梁8垂直连接，液压缸杆端与横梁3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3，来带动纵梁8及上喷嘴5一起上下移动，其最大行程为：900mm下喷嘴7分别排列在两根辊道6之间。本装置前、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。
喷射式缝隙喷嘴与带钢运行方向形成一定的倾斜角度，角度为0°到45°之间，高密管式喷嘴出水口安装3排高压小喷嘴，小喷嘴有2—5mm内孔径。喷水角度同喷射式缝隙喷嘴。
该装置水压、水流可调，根据对冷却钢板的需要通过控制阀组调节水压、水流，采用低压水实现层流冷却功能、采用高压水实现超快冷功能。
本装置前后布置吹扫装置，并且辊到两侧还设置侧喷装置，及时去除钢板表面的残留水，吹扫、侧喷介质为1.0~1.2MPa水介质或0.4~0.6MPa压缩空气介质。

Claims (3)

1.一种用于热轧带钢生产线的轧后超快速冷却系统，在轧线上沿钢板轧制运行方向依次排列冷却集管的装置，共设2组，每组设置8～10行成对的冷却集管，其特征在于采用扁平喷射流集管和高密度喷射流集管成行地组合布置，其中，高密度喷射流集管分为正向倾斜式、垂直式、逆向倾斜式和边部组合垂直倾斜式，各形式独立使用或组合设置；各集管垂直于轧线长度方向、对应地设置在辊道的上、下方，上、下冷却集管通过控制阀组及管路分别直接与高压供水管相接，控制阀组能够单独调节并读数每个冷却集管喷水口的水流量，上、下冷却集管喷水口与被冷却带钢成多种角度。
2.根据权利要求1所述的轧后超快速冷却系统，其特征在于扁平喷射流集管与高密度喷射流集管的布置形式：布置形式一为第1组全部采用扁平喷射流集管，第2组全部采用高密度喷射流集管；布置形式二为第1组采用扁平喷射流集管和高密度喷射流集管交错布置，第2组全部采用扁平喷射流集管；布置形式三为第1、2组均采用扁平喷射流集管和高密度喷射流集管交错布置。
3.根据权利要求1所述的轧后超快速冷却系统，其特征在于冷却集管对钢板进行冷却时的多种喷水出流角度：扁平喷射流集管与正向倾斜式高密度喷射流集管喷水出流角度与钢板表面形成α角，0°＜α＜90°垂直式高密度喷射流集管喷水出流角度与钢板表面形成β角，β=90°逆向倾斜式高密度喷射流集管喷水出流角度与钢板表面形成γ角，90°＜γ＜135°带边部垂直倾斜式高密度喷射流集管喷水出流边部与钢板成α角，中间与钢板表面成β角。
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