热轧板带生产线层流冷却方法
技术领域
本发明涉及一种冷却方法,尤其涉及一种热轧板带生产线层流冷却方法。
背景技术
热连轧生产线带钢从精轧机组轧出后,须在规定的卷取温度下进入卷取机卷取,从而确保其良好的组织性能和力学性能,不同的钢种根据其组织性能的需要采用不同的冷却模式和卷取温度。将带钢卷取温度控制在由钢的内部金相组织所确定的范围内,是带钢质量的一关键控制措施。卷取温度控制的目的,就是通过层流冷却水段长度的动态调节,将不同情况(温度、厚度、速度)的带钢从比较高的终轧温度迅速冷却到所要求的卷取温度,使带钢获得良好的组织性能和力学性能。
带钢的卷取温度是影响成品性能指标的重要工艺参数之一,不同钢种的带钢终轧温度一般在800~980℃的范围内,为了使带钢获得良好的组织性能和机械性能,必须将卷取温度控制在500~750℃,由此可见从精轧到卷取的温降约为300~450℃。
为了保证钢卷产品性能指标合格,稳定提高钢卷综合质量,必须做好层流冷却控制策略的优化匹配。常规的冷却仅采用前段冷却和后段冷却两种方式。前段冷却即为带钢的冷却从冷却区始端开始,并沿着轧制方向加减集管;后段冷却则是从冷却区的末端开始,逆带钢行进方向加减集管。这样的控制策略非此即彼,由于没有进一步细分,所以针对性不强,冷却性较差,需要的周期特别长,控制效果往往不理想,初验性能合格率为85.80%左右。
发明内容
针对现有技术中存在的上述不足,本发明提供了一种冷却性好,控制效果更佳的热轧板带生产线层流冷却方法。
为了解决上述技术问题,本发明采用了如下技术方案:
热轧板带生产线层流冷却方法,该方法包括如下步骤:
1)将精轧机组到卷取机之间的层流冷却区域依次划分为快冷Ⅰ段、粗调段、空冷段、快冷Ⅱ段和精调段;所述快冷Ⅰ段包括三个冷却区,粗调段包括十二个冷却区,快冷Ⅱ段包括二个冷却区,精调段包括三个冷却区;所述快冷Ⅰ段内每个冷却区上方均布安装有八根集管Ⅰ,每根集管Ⅰ上安装有两排集管喷头Ⅰ,每排集管喷头Ⅰ上安装有间距为48mm的32个喷头;所述快冷Ⅰ段内每个冷却区下方均布安装有十六根集管Ⅱ,每根集管Ⅱ上安装有一排集管喷头Ⅱ,每排集管喷头Ⅱ上安装有间距为48mm的32个喷头;所述粗调段、快冷Ⅱ段和精调段内每个冷却区上方均布安装有四根集管Ⅲ,每根集管Ⅲ上安装有两排集管喷头Ⅲ,每排集管喷头Ⅲ上安装有间距为48mm的32个喷头;所述粗调段、快冷Ⅱ段和精调段内每个冷却区下方均布安装有十二根集管Ⅳ,每根集管Ⅳ上安装有一排集管喷头Ⅳ,每排集管喷头Ⅳ上安装有间距为48mm的32个喷头;所述快冷Ⅰ段、粗调段、快冷Ⅱ段和精调段的两侧分别设有喷头,在快冷Ⅰ段、粗调段、空冷段、快冷Ⅱ段和精调段相邻段之间设置有用于吹扫板带表面积水的喷气嘴;
2)将精轧机组轧制厚度在2.5~12mm、温度在850~900℃的板带以8~10m/s的速度通过层流冷却区域;层流冷却区域上方的喷头喷水压力在0.068~0.0735MPa,上方喷水总流量为5415~5985m3/h;层流冷却区域下方的喷头喷水压力在0.068~0.0735MPa,下方喷水总流量为6507.5~7192.5m3/h;层流冷却区域的两侧喷头喷水压力在0.95~1.05MPa,侧喷总流量为364.8~403.2m3/h;喷气嘴喷气压力为1MPa,喷气总流量为0.4nm3/h。
本发明的有益效果是:板带在层流冷却区域上输送时,通过该生产线层流冷却区域中上方设置的喷头、下方设置的喷头和侧面设置的喷头对其进行冷却,冷却性好,控制效果更佳,保证钢卷产品性能合格,钢卷综合质量稳定提高,大大降低了钢卷产品的炼、轧生产成本。
附图说明
图1为精轧机组到卷取机之间的层流冷却区域的结构示意图;
图2为厚度为2.5~4mm的板带冷却后屈服强度和频率的特征值图;
图3为厚度为2.5~4mm的板带冷却后抗拉强度和频率的特征值图;
图4为厚度为2.5~4mm的板带冷却后延伸率和频率的特征值图;
图5为厚度为2.5~4mm的板带冷却后延伸率和屈服强度的特征值图;
图6为厚度为4~6mm的板带冷却后屈服强度和频率的特征值图;
图7为厚度为4~6mm的板带冷却后抗拉强度和频率的特征值图;
图8为厚度为4~6mm的板带冷却后延伸率和频率的特征值图;
图9为厚度为4~6mm的板带冷却后延伸率和屈服强度的特征值图;
图10为厚度为6~8mm的板带冷却后屈服强度和频率的特征值图;
图11为厚度为6~8mm的板带冷却后抗拉强度和频率的特征值图;
图12为厚度为6~8mm的板带冷却后延伸率和频率的特征值图;
图13为厚度为6~8mm的板带冷却后延伸率和屈服强度的特征值图;
图14为厚度为8~12mm的板带冷却后屈服强度和频率的特征值图;
图15为厚度为8~12mm的板带冷却后抗拉强度和频率的特征值图;
图16为厚度为8~12mm的板带冷却后延伸率和频率的特征值图;
图17为厚度为8~12mm的板带冷却后延伸率和屈服强度的特征值图。
附图中: 1—快冷Ⅰ段; 2—粗调段; 3—空冷段; 4—快冷Ⅱ段; 5—精调段。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细地描述。
热轧板带生产线层流冷却方法,该方法包括如下步骤:
1)将精轧机组到卷取机之间的层流冷却区域依次划分为快冷Ⅰ段1、粗调段2、空冷段3、快冷Ⅱ段4和精调段5。快冷Ⅰ段1包括三个冷却区,粗调段2包括十二个冷却区,快冷Ⅱ段4包括二个冷却区,精调段5包括三个冷却区,如图1所述。快冷Ⅰ段1内每个冷却区上方均布安装有八根集管Ⅰ,每根集管Ⅰ上安装有两排集管喷头Ⅰ,每排集管喷头Ⅰ上安装有间距为48mm的32个喷头(即每根集管Ⅰ上的每排集管喷头Ⅰ上安装有32个喷头)。快冷Ⅰ段1内每个冷却区下方均布安装有十六根集管Ⅱ,每根集管Ⅱ上安装有一排集管喷头Ⅱ,每排集管喷头Ⅱ上安装有间距为48mm的32个喷头(即每根集管Ⅱ上的每排集管喷头Ⅱ上安装有32个喷头)。粗调段2、快冷Ⅱ段4和精调段5内每个冷却区上方均布安装有四根集管Ⅲ,每根集管Ⅲ上安装有两排集管喷头Ⅲ,每排集管喷头Ⅲ上安装有间距为48mm的32个喷头(即每根集管Ⅲ上的每排集管喷头Ⅲ上安装有32个喷头)。粗调段2、快冷Ⅱ段4和精调段5内每个冷却区下方均布安装有十二根集管Ⅳ,每根集管Ⅳ上安装有一排集管喷头Ⅳ,每排集管喷头Ⅳ上安装有间距为48mm的32个喷头(即每根集管Ⅳ上的每排集管喷头Ⅳ上安装有32个喷头)。快冷Ⅰ段1、粗调段2、快冷Ⅱ段4和精调段5的两侧分别设有喷头,在快冷Ⅰ段1、粗调段2、空冷段3、快冷Ⅱ段4和精调段5相邻段之间设置有用于吹扫板带表面积水的喷气嘴,便于后续冷却及检测仪表检测。
2)将精轧机组轧制厚度在2.5~12mm、温度在850~900℃的板带以8~10m/s的速度通过层流冷却区域;层流冷却区域上方的喷头喷水压力在0.068~0.0735MPa,上方喷水总流量为5415~5985m3/h;层流冷却区域下方的喷头喷水压力在0.068~0.0735MPa,下方喷水总流量为6507.5~7192.5m3/h;层流冷却区域的两侧喷头喷水压力在0.95~1.05MPa,侧喷总流量为364.8~403.2m3/h;喷气嘴喷气压力为1MPa,喷气总流量为0.4nm3/h。
一般情况下,随着集管组数增多、冷却速度增大,钢板强度指标上升,在合理的冷速范围内,钢板强度、延伸率与冲击功同时提高,板形正常,能实现钢板强韧性能的合理匹配,取得良好的综合性能结果。当冷速超过一定范围后,会产生对钢板塑韧性能不利的魏氏组织及淬火马氏体组织,使钢板塑韧性能降低。钢板厚度对温降的敏感性大,导致钢板冷速差异大,由于层流冷却区域的长度为96m,因此根据板带厚度及钢种的不同,板带上的任意一点经过水冷区域的时间约为9.6~12s,将不同钢种的板带终轧温度(850~900℃)有效的降低到卷取温度(625~680℃),保证必要的冷却强度并使心部冷却均匀,进而使板带获得良好的组织性能和机械性能。
实施例1
将精轧机组轧制一批厚度在2.5~4mm、温度在875~890℃的板带(钢种:Q235B(c))以8m/s的速度通过层流冷却区域。层流冷却区域上方的喷头喷水压力为0.068MPa,上方喷水总流量为5415m3/h;层流冷却区域下方的喷头喷水压力为0.068MPa,下方喷水总流量为6507.5m3/h。层流冷却区域的两侧喷头喷水压力0.95MPa,侧喷总流量364.8m3/h。喷气嘴喷气压力为1MPa,喷气总流量为0.4nm3/h。
经冷却后输送到卷取机的温度为625~650℃,其力学性能如图2~5所示,从直方图2~5上看,符合正态分布,样本值与平均值差异较小,屈服强度与延伸率的单值图较为平缓,初验性能合格率为98.67%左右。
实施例2
将精轧机组轧制一批厚度在4~6mm、温度在850~870℃的板带(钢种:Q235B(c))以9m/s的速度通过层流冷却区域;层流冷却区域上方的喷头喷水压力为0.07MPa,上方喷水总流量为5700m3/h;层流冷却区域下方的喷头喷水压力为0.07MPa,下方喷水总流量为6850m3/h;层流冷却区域的两侧喷头喷水压力为1MPa,侧喷总流量为384m3/h;喷气嘴喷气压力为1MPa,喷气总流量为0.4nm3/h。
经冷却后输送到卷取机的温度为645~662℃,其力学性能如图6~9所示,从直方图6~9上看,符合正态分布,样本值与平均值差异较小,屈服强度与延伸率的单值图较为平缓,初验性能合格率为99.42%左右。
实施例3
将精轧机组轧制一批厚度在6~8mm、温度在870~890℃的板带(钢种:Q235B(c))以10m/s的速度通过层流冷却区域;层流冷却区域上方的喷头喷水压力为0.0735MPa,上方喷水总流量为5985m3/h;层流冷却区域下方的喷头喷水压力为0.0735MPa,下方喷水总流量为7192.5m3/h;层流冷却区域的两侧喷头喷水压力为1.05MPa,侧喷总流量为403.2m3/h;喷气嘴喷气压力为1MPa,喷气总流量为0.4nm3/h。
经冷却后输送到卷取机的温度为655~680℃,其力学性能如图10~13所示,从直方图10~13上看,符合正态分布,样本值与平均值差异较小,屈服强度与延伸率的单值图较为平缓,初验性能合格率为99.39%左右。
实施例4
将精轧机组轧制一批厚度在8~12mm、温度在880~900℃的板带(钢种:Q235B(c))以8.5m/s的速度通过层流冷却区域;层流冷却区域上方的喷头喷水压力为0.071MPa,上方喷水总流量为5720m3/h;层流冷却区域下方的喷头喷水压力为0.071MPa,下方喷水总流量为6860m3/h;层流冷却区域的两侧喷头喷水压力为1.02MPa,侧喷总流量为401m3/h;喷气嘴喷气压力为1MPa,喷气总流量为0.4nm3/h。
经冷却后输送到卷取机的温度为648~675℃,其力学性能如图14~17所示,从直方图14~17上看,符合正态分布,样本值与平均值差异较小,屈服强度与延伸率的单值图较为平缓,初验性能合格率为98.67%左右。
最后说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。