CN104959387B - 一种棒线材轧后控冷装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种棒线材轧后控冷装置，所述装置按照棒材被冷却的顺序依次设置有输送辊道组、快速冷却装置和缓冷装置，所述快速冷却装置包括高压金属软管，所述棒线材经输送辊道组进入快速冷却装置降温，后进入缓冷装置降温。本发明通过快速冷却装置和多段缓冷装置的组合，可以实现棒线材控冷后轧件温度精准稳定的控制。

Description

一种棒线材轧后控冷装置

技术领域

本发明属于钢铁冶炼领域，具体涉及棒线材控冷工艺生产中控冷后的轧件温度稳定控制，更具体其涉及棒线材轧后控冷装置和冷却方法。

背景技术

在棒线材生产中，国家标准中规定不得有影响钢材使用性能的其它组织(如基圆上出现的回火马氏体组织)存在，但如果将轧后温度稳定控制在奥氏体相区下限，仍为采用低合金的坯料来生产高性能的产品，以期达到低成本的目的。在国外的标准中，比如英标、港标、澳标等，并没有轧后控冷工艺的限制，但对性能稳定性有很高的要求。

棒线材轧后控冷工艺生产中，控冷温度决定产品内部金相组织状态，金相组织影响产品物理性能。

目前轧后控冷技术多采用两段或三段较长直喷或湍流式冷却器，轧件在冷却器内降温后，断面温度不均匀，表面温度低、芯部温度高。并且欠缺持续推力的轧件脱离终轧机助推后，前行的轧件受冷却器摩擦阻力的影响通条温度不均衡；这些因素造成轧件组织的不均衡，性能的波动，尤其对大规格棒线材影响更为明显。

随着棒线材生产工艺的不断进步，控轧轧制和控制冷却等新工艺新技术在高强钢筋、超细晶粒钢筋等领域不断得到应用，但棒线材轧后控制冷却仍然存在着钢筋通条温度稳定控制与高效生产的矛盾，特别在大规格钢筋生产过程中表现突出，钢筋通条温度不能稳定控制，导致钢筋内部组织不均衡，性能不稳定，因此寻找一种大规格钢筋轧后控冷工艺温度稳定控制模型成为高强钢筋生产新工艺新技术应用的迫切需要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种棒线材轧后控冷装置，该装置采用“快速冷却+多段连续缓冷”新的棒线材轧后控冷，加以冷却水压、水量分段调节，可以实现轧件控冷后温度的精准稳定控制。本发明还提供了相应的一种棒线材轧后控冷方法。

本发明提供了一种棒线材轧后控冷装置，所述棒线材轧后控冷装置按照棒线材被冷却的顺序依次设置有输送辊道组、快速冷却装置和缓冷装置，所述快速冷却装置 包括高压金属软管，所述棒线材经输送辊道组进入快速冷却装置降温，后进入缓冷装置降温。

优选的，所述棒线材轧后冷却装置包括一组以上的输送辊道。

优选的，所述输送辊道匀速输送棒线材。

所述输送辊道组给轧件提供了稳定的前行速度，保证轧件在轴线方向上的每个点在冷却器中的通过时间均衡。所述输送辊道可单独成组，也可以根据需要成组配置，而不影响其他规格工艺生产布置。输送辊道组对于大规格棒线材轧后控冷工艺生产时对轧件温度控制稳定性有着更好的效果。所述托辊装置减少了轧件前行的摩擦阻力，同时杜绝了轧件对湍流式冷却器内腔组件的磨损，保持了内腔组件的角度组合，保证每个时间点本模型对轧件冷却效果的一致性。

优选的，所述快速冷却装置水量约400-1000m³/s，水压为1.2MPa-1.5MPa.

优选的，所述缓冷装置中包含托辊装置和多根短湍流式冷却器。

所述每段持续缓冷装置都包含3-4段短湍流式冷却器，实现了热交换后热水的及时排出，冷却水的及时补充，避免了长冷却器热水留存对轧件冷却效果的影响，在无需很大水压的情况下实现对轧件较好的冷却效果，每段短湍流式冷却器都配置独立进水管，通过水量水压的调节分配实现轧件温度精准稳定的控制。

优选的，所述短湍流式冷却器的总水量为300m³/s-400m³/s，水压为0.7MPa-0.8MPa。

优选的，所述短湍流式冷却器的水量按棒线材的冷却方向依次递减。

优选的，所述短湍流式冷却器的水量按棒线材的冷却方向依次递减。

优选的，所述装置还包括增压泵组，所述增压泵组和快速冷却装置和短湍流式冷却器连接，所述增压泵组包括至少一台增压水泵。所述增压泵组是指根据工艺需要确定工频水泵和变频水泵的组合，但至少选用一台变频水泵，以实现水压的动态调节。

优选的，所述装置还包括水量水压调节阀组，所述水量水压调节阀组包括设置于高压金属软管以及短湍流式冷却器上的水量水压调节阀。所述控制阀组是指对快速冷却装置和三段缓冷装置所需水量水压的调节阀的组合，以实现不同装置中冷却水压、水量分段调整。

本发明还提供了一种棒线材轧后控冷方法，所述方法包括：将棒线材在输送辊道组的传送下依次被快速冷却装置、缓冷装置冷却，所述快速冷却装置将线棒材的表面温度冷却至750-850摄氏度，所述缓冷装置将线棒材的表面冷却至450-700摄氏度。

优选的，所述快速冷却装置冷却线棒材时，降温速率为140-160℃/s，优选160℃/s。

优选的，根据工艺需要，缓冷装置可以将线棒材的表面冷却至前述温度范围内任一温度点，并保证稳定控制在这一温度点的±15℃区间内。更优选的，此过程中降温速率﹤90℃/s。

优选的，所述输送辊道将棒线材匀速向前输送。

本发明中所述快速冷却装置可以实现轧件强制快速大降温，持续缓冷装置中短湍流式冷却器使热水及时排出，后续冷却水的及时补充，在无需很大水压的情况下实现对轧件较好的冷却效果；持续缓冷装置中托辊装置减少了轧件对湍流式冷却器内腔组件的磨损，保持了内腔组件的角度组合，保证每个时间点本模型对轧件冷却效果的一致性。通过增压泵组和每段水量水压控制阀组对水量水压的调节分配，由快速冷却装置+多段缓冷装置实现棒线材控冷后轧件温度精准稳定的控制。

本发明克服了棒线材常规轧后控制冷却技术在温度控制稳定性上的不足，采用“快速冷却+多段连续缓冷”新的轧后控冷工艺模型，增设输送辊道组和托辊装置，加以冷却水压、水量分段调整，实现棒线材轧后控冷工艺生产时工艺温度稳定控制，温度的稳定控制保证了成品内部组织状态的一致性，从而达到了对性能的稳定控制。快速冷却装置+多段缓冷装置所需布置空间与常规两端或三段长冷却器所占空间基本相同，对生产线布置没有影响，在原留有轧后控冷布局的生产线通过工艺改造即可实现，而无需破坏原生产线的空间布局，节约部分投资。

附图说明

图1为本模型的设备布置示意图；

图2a-图2c为快速冷却装置结构示意图；其中图2a为其主视图，图2b为其侧视

图，图2c为其俯视图。

图3为缓冷装置结构示意图。

附图标识：

1、输送辊道组；2、快速冷却装置；3、水量水压调节阀组；4、高压金属软管；5、缓冷装置；6、增压阀组；7、短湍流式冷却器；8、托辊装置。

具体实施方式

如下为本发明的实施例，其仅用作对本发明的解释而并非限制。

如图1-3所示，一种棒线材轧后控冷装置，所述棒线材轧后控冷装置按照棒线材被冷却的顺序依次设置有输送辊道组1、快速冷却装置2和缓冷装置5，所述快速冷却装置2包括高压金属软管4，所述棒线材经输送辊道组进入快速冷却装置2降温， 后进入缓冷装置5降温。所述缓冷装置5包含托辊装置8和若干根短湍流式冷却器7。所述装置还包括增压泵组6，所述增压泵6组和快速冷却装置2和短湍流式冷却器7连接，所述增压泵组包括至少一台增压水泵。所述装置还包括水量水压调节阀组3，所述水量水压调节阀组3包括设置于高压金属软管以及短湍流式冷却器上的水量水压调节阀。

轧件经末道次轧制后由输送辊道组保持一定的前进速度，其中输送辊道组可根据现场布局及工艺需要设置多组，变频控制速度根据需要可调节，进入快速冷却装置进行强制大降温，其中快速冷却装置水量约800m³/s，水压为1.2MPa-1.5MPa，轧件通过快速冷却装置后局部温度不均衡，其温度在750-850摄氏度区间，通条温差约100摄氏度，此时线棒材进入多段持续缓冷装置，通过调节阀组对每段中每根短湍流式冷却器进行水量水压按需分配调节(短湍流式冷却器可根据轧制规格不同合理选择不同内孔直径，水量水压调节遵循依次递减的原则，三段冷却装置总水量300m³/s-400m³/s和水压0.7MPa-0.8MPa，期间通过增压泵组调节总体水量水压的稳定供给，轧件经过本工艺模型后实现温度的稳定控制，可实现控制在450℃-700℃区间内任一温度点，并保证稳定控制在这一温度点的±15℃区间内。

Claims (5)

1.一种棒线材轧后控冷装置，其特征在于，所述棒线材轧后控冷装置按照棒线材被冷却的顺序依次设置有输送辊道组、快速冷却装置和缓冷装置，所述快速冷却装置包括高压金属软管，所述棒线材经输送辊道组进入快速冷却装置降温，后进入缓冷装置降温；

所述缓冷装置中包含托辊装置和若干根短湍流式冷却器；

所述快速冷却装置冷却线棒材时所使用的水量为400-1000m³/h，水压为1.2MPa-1.5MPa；

所述短湍流式冷却器冷却线棒材时所使用的总水量为300m³/h-400m³/h，水压为0.7MPa-0.8MPa。

2.根据权利要求1所述的棒线材轧后控冷装置，其特征在于，所述短湍流式冷却器的水量按棒线材的冷却方向依次递减。

3.根据权利要求1所述的棒线材轧后控冷装置，其特征在于，所述棒线材轧后控冷装置还包括增压泵组，所述增压泵组与快速冷却装置和短湍流式冷却器连接，所述增压泵组包括至少一台增压水泵。

4.根据权利要求1所述的棒线材轧后控冷装置，其特征在于，所述棒线材轧后控冷装置还包括水量水压调节阀组，所述水量水压调节阀组包括设置于高压金属软管以及短湍流式冷却器上的水量水压调节阀。

5.根据权利要求1所述的棒线材轧后控冷装置，其特征在于，所述输送辊道组匀速输送棒线材。