CN105695727B - 一种钢板在线固溶处理的板形控制方法 - Google Patents
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Abstract
一种钢板在线固溶处理的板形控制方法,属冶金技术领域。其针对在线固溶处理技术应用中钢板板形不良的瓶颈问题,通过设计整体辊压式斜喷冷却装置和可挡水并随动的上压辊系统,采用反向抛钢的工艺方法,应用三维全流量控制技术,确保了在线固溶处理的钢板在轧后冷却过程中的板形良好,不仅可用于钢板的在线固溶处理,而且对于需要轧后快速冷却的工艺、甚至离线淬火工艺都可以应用。可广泛用于钢板轧制后的冷却工艺及生产控制领域。
Description
技术领域
本发明属于冶金技术领域,涉及钢板轧后在线固溶处理中的板形控制。
背景技术
固溶热处理是指将合金加热到高温单相区恒温保持,使过剩相充分溶解到固溶体中后快速冷却,以得到过饱和固溶体的热处理工艺。
钢板的传统固溶热处理是采用与轧机分开的热处理设备进行离线热处理,需要再加热后进行快速冷却。这种生产工艺不仅增加了设备投资,而且工序繁多,生产周期长,导致钢材成本增加,满足不了大批量的快节奏生产,极大地制约了经济效益的提高。
而在线固溶处理是利用钢材热轧后的余热,控制钢材轧制后的冷却速度,使温度变化过程更接近离线热处理的温降过程,达到相同或相近的钢材组织和性能,其冷却过程一般也称为钢板在线控制冷却或直接淬火。
钢板在线控制冷却及淬火是上世纪80年代以来发展迅速的一项冷却技术,但由于存在钢板冷却均匀性和板形控制等问题,其潜在能力一直未得到充分发挥。
固溶热处理要求的终冷温度低,冷却速率高,钢板宽度方向、长度方向以及上下表面的冷却不均匀很容易造成钢板内部热应力和组织应力的分布不均匀,使得冷却后板形不良。而轧后钢板本身存在的板形缺陷和温度分布不均匀,使得在线固溶处理的板形控制更加困难,轧后钢板的翘扣头还很容易造成设备损坏,这些都是在线固溶处理技术应用的瓶颈问题。
因此,在线固溶处理过程中的板形控制方法,是必须在在线固溶装置设计过程中予以充分考虑的关键技术问题。
中国发明专利申请CN102371283A公开了一种用于改善中厚板轧后超快速冷却均匀性的方法。该技术方案通过合理调整射流集管位置、采用软水封和侧喷及前后强吹技术扫除上表面残余水、调整上下水比以及头尾速度遮蔽等技术来实现超快冷条件下的冷却均匀性,有较好的效果。该装置采用非约束型冷却方式,对于水冷过程钢板变形没有相应的控制手段,水量调整手段比较单一,头尾速度遮蔽技术对跟踪精度要求较高。
中国发明专利申请CN101406902A公开了一种热轧钢板水冷板形控制方法。该技术方案由热轧钢板加速冷却过程中的换热特性和体积变化特征确定上下水比和头尾遮蔽参数,使钢板上下表面水冷均匀,可以有效解决钢板瓢曲问题。该技术方案为根据冷却后板形的一直修正方法,对于水冷过程钢板变形没有相应的控制手段,水量调整手段也比较单一。
中国发明专利申请CN101781700A公开了一种淬火机中超薄板淬火冷却的板形控制方法,该技术方案通过调整淬火机辊缝,平移上缝隙喷嘴水幕,实现超薄板上下缝隙喷嘴的喷水交叉线、超薄板的横向中心线三线重合,形成超薄板同一铅垂截面上冷却的对称、同步和均匀性,确保淬火后板形良好。该技术方案对于超薄规格钢板有较好的效果,但是调整过程较为复杂,对于较厚的钢板虽有利,但并不是非常必要。
综上所述,国内外针对轧后冷却的板形问题提出了很多很有特色的设计和应用成果,对于解决一些具体问题也取得了很好的效果,但也存在很多设计上的缺陷,比如大部分为无约束型冷却,在高冷速下无法实时控制冷却中的板形;一般都采用狭缝喷嘴,容易堵塞造成水幕分叉导致板形不良,其水量调节范围也小;上下水比调节过程也只考虑了总流量,没有更加均匀分布的调节手段。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种钢板在线固溶处理的板形控制方法,其针对在线固溶处理技术应用中钢板板形不良的瓶颈问题,通过设计整体辊压式斜喷冷却装置和可挡水并随动的上压辊系统,采用反向抛钢的工艺方法,应用三维全流量控制技术,确保了在线固溶处理的钢板在轧后冷却过程中的板形良好,不仅可用于钢板的在线固溶处理,而且对于需要轧后快速冷却的工艺、甚至离线淬火工艺都可以应用。
本发明的技术方案是:提供一种钢板在线固溶处理的板形控制方法,包括采用快速冷却装置,对采用辊道方式传送过程中的钢板进行冷却,其特征是:所述的快速冷却装置在位于运输钢板的辊道的上、下方,同时布置若干组带密排喷嘴的喷箱,构成上喷水系统和下喷水系统;所述的快速冷却装置在钢板运输线前进方向的辊道上,设置一个主框架结构,所述的主框架结构由一个浮动框架和一个门型框架组成;所述的浮动框架为可升降框架,固定在一个垂直导向架中,并由一套提升机构控制其升降;所述的上辊及上喷水系统,固定在所述的浮动框架上,构成上辊道随动系统;在所述快速冷却装置的入口处,设置有检测辊,如果来料钢板厚度大于设定的上辊道高度,检测辊与来料钢板相触,带动检测辊上移并输出信号,激活浮动框架的液压快速提升功能,在改善板形的同时,确保所述的辊道不会被撞坏;所述的上喷水系统和下喷水系统在所述运输钢板辊道经过的路径上,构成一个快速冷却喷水区;所述的快速冷却装置采用喷嘴斜喷装置结构;所述各喷箱之密排喷嘴的喷水形式为顺着钢板走向的斜喷形式;所述上喷水系统和下喷水系统各个位置对应的喷嘴的斜喷喷射点在钢板表面上、下对称设置;每组喷箱上的喷嘴,与和其相邻的喷箱上的喷嘴有序错开,交错布置,以达到对钢板之板面的均匀冷却目的和满足快速均匀的冷却需求;所述的快速冷却装置在各组喷箱之间,安装压紧辊,以对斜喷水形成阻隔,使上一组斜喷水不会影响下一组斜喷水的冷却效果,构成一隔水辊道,并对板面形成一定的约束,阻止钢板在水中冷却时的剧烈变形;所述的快速冷却装置在沿着钢板前进方向上的最后一组喷箱之密排喷嘴的喷水形式,设置成与钢板走向逆向的斜喷形式;在所述快速冷却装置的前、后方,设有气吹扫水装置;在位于快速冷却喷水区首、尾两端的两组喷箱之间,分别设置一组螺旋辊进行分水,起到冷却水导流作用,以有效降低分布在钢板表面的水层堆积厚度;在快速冷却喷水区出口侧的一组喷箱,其喷嘴采用反向斜喷扫水。
所述的板形控制方法,采用反向抛钢技术,在原道次计算的道次数的倒数第二个道次,将钢板轧制到目标带钢厚度,在最后一个道次不对带钢进行压下,直接空过抛钢,以改善带钢头部的板形,保证矫直机和冷却设备的安全和生产节奏。
具体的,所述的电动螺旋升降系统至少包括电动机、转向箱、万向接轴及螺旋丝杠升降机;其所述的液压快速提升系统至少包括安装在螺旋升降机丝杠末端的液压油缸,当钢板不需要淬火处理时,所述的液压油缸工作,通过所述的螺旋升降机丝杠带动所述的浮动框架快速提升,实现浮动框架的快提及保护上喷水系统功能。
具体的,所述的快速冷却装置的每组喷箱内部,在宽度方向上分隔成三段,分别为中部及两侧,均设内外腔,分别为外壳腔及内部分流腔,确保分配水流均匀,以实现钢板宽度方向的水凸度控制。
其所述的每组喷箱设有4个进水口,所述的4个进水口分别经过二通快开阀与冷却水的集水管路连接,通过分别控制所述二通快开阀的开启或关闭,实现所述喷箱中部与两侧的水量分别可调。
进一步的,所述的喷箱采用喷嘴斜喷装置,所述上喷水系统和下喷水系统各个位置对应的喷嘴的上、下出水比可调,有利于钢板整体板形不良时的调整和控制.
其所述各组喷箱的中部和边部的冷却水出水流量单独可调、可控,当钢板出现单侧或局部板形不良时,通过控制各组喷箱的中部和边部的冷却水出水流量,可使钢板的单侧或局部板形不良进行有效调整和控制;由于快冷系统整体采用了喷嘴斜喷装置,可以通过调整全长的水量分布达到均匀一致的冷却速率。
其所述的快速冷却装置整体采用喷嘴斜喷装置,可以通过调整快速冷却喷水区全长的水量分布,达到均匀一致的冷却速率。
其所述的快速冷却装置有三种工作模式可供选择,择一地工作,所述的工作模式为连续模式、摆动模式、空过模式;其中:
A、连续模式:钢板在快速冷却喷水区一次性直接通过,其通过速度由现场控制计算机给出和控制;
B、摆动模式:当钢板较厚时,采用一次性直接通过的连续冷却模式不能达到所要求的冷却温度时,则钢板在快速冷却喷水区内摆动冷却,其摆动速度和幅度固定,摆动时间由现场控制计算机给出和控制;
C、空过模式:
C1:对于某些钢种不需要快速冷却,工作模式设定为快速冷却不投入,则钢板通过所述的快速冷却喷水区域但不进行冷却,此时所述的浮动框架和位于其上的上辊及上喷水系统抬升到最高位置,以使上、下辊之间的辊缝处于间距最大位置,同时所述的下喷水系统使用溢流流量或最小保护流量进行供水,以对各个下喷头进行冷却保护;
C2:原计划采用快速冷却的钢板,在通过矫直机前,操作工根据板形、温度等情况进行判断,人为取消快速冷却,通过操作控制按钮来通知现场控制计算机,则现场控制计算机将轧后快速冷却系统的工作模式重设定成空过模式;
C3:当所述的板形检测器检测到需要冷却钢板的头部形状不好时,为了保护所述喷箱上的喷嘴,所述的轧后快速冷却系统通过所述的提升机构将所述的浮动框架紧急拉起,转入“空过”模式,钢板直接输送出快速冷却喷水区。
本发明技术方案所述的板形控制方法通过设置整体辊压式斜喷冷却装置和可挡水并随动的上压辊系统,采用反向抛钢的工艺方法,应用三维全流量控制技术,确保了在线固溶处理的钢板在轧后冷却过程中的板形良好,不仅可用于钢板的在线固溶处理,而且对于需要轧后快速冷却的工艺、甚至离线淬火工艺都可以应用。
与现有技术比较,本发明的优点是:
1.本技术方案通过在热矫直机和冷床之间安装紧凑型上、下全斜喷式快速冷却装置,进行在线喷水控制冷却固溶处理,实现了钢板的均匀冷却和冷却过程的全自动精确控制,钢板可在保证板型和冷却均匀的状态下在被传送或行进的过程中,按照预定的冷却速率曲线达到所需的终冷温度;
2.采用检测辊来检测来料钢板的厚度,防止钢板碰撞喷嘴或上辊道,设置液压快速提升装置快速提升浮动框架,可保护快速冷却装置喷嘴和辊道的运行安全和使用寿命;
3.该冷却装置投资少,冷却装置紧凑节能,冷却速率高,可进行控制冷却的钢板的厚度规格范围大,自动控制精度高,冷却后板形良好,可节省离线热处理二次加热的碳排放和大量能耗。
附图说明
图1是本发明斜喷喷嘴设备布局和构成示意图;
图2是本发明喷箱结构示意图;
图3是本发明快速冷却装置的整体布局示意图;
图4是摆钢控制过程示意图。
图中,1为喷气装置,2为喷箱装置,3为上、下辊道装置。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
结合图1至图3中所示,本发明的技术方案提供了一种钢板在线固溶处理的板形控制方法,包括采用快速冷却装置,对采用辊道方式传送过程中的钢板进行冷却,其所述的快速冷却装置在位于运输钢板的辊道的上、下方,同时布置若干组带密排喷嘴的喷箱,构成上喷水系统和下喷水系统,具体设备布局和构成如图1所示。
所述的快速冷却装置在钢板运输线前进方向的辊道上,设置一个主框架结构,所述的主框架结构由一个浮动框架和一个门型框架组成;所述的浮动框架为可升降框架,固定在一个垂直导向架中,并由一套提升机构控制其升降;所述的上辊及上喷水系统,固定在所述的浮动框架上,构成上辊道随动系统;在所述快速冷却装置的入口处,设置有检测辊,如果来料钢板厚度大于设定的上辊道高度,检测辊与来料钢板相触,带动检测辊上移并输出信号,激活浮动框架的液压快速提升功能,在改善板形的同时,确保所述的辊道不会被撞坏;所述的上喷水系统和下喷水系统在所述运输钢板辊道经过的路径上,构成一个快速冷却喷水区;所述的快速冷却装置采用喷嘴斜喷装置结构;所述各喷箱之密排喷嘴的喷水形式为顺着钢板走向的斜喷形式;所述上喷水系统和下喷水系统各个位置对应的喷嘴的斜喷喷射点在钢板表面上、下对称设置;每组喷箱上的喷嘴,与和其相邻的喷箱上的喷嘴有序错开,交错布置,以达到对钢板之板面的均匀冷却目的和满足快速均匀的冷却需求;所述的快速冷却装置在各组喷箱之间,安装压紧辊,以对斜喷水形成阻隔,使上一组斜喷水不会影响下一组斜喷水的冷却效果,构成一隔水辊道,并对板面形成一定的约束,阻止钢板在水中冷却时的剧烈变形;所述的快速冷却装置在沿着钢板前进方向上的最后一组喷箱之密排喷嘴的喷水形式,设置成与钢板走向逆向的斜喷形式;在所述快速冷却装置的前、后方,设有气吹扫水装置;在位于快速冷却喷水区首、尾两端的两组喷箱之间,分别设置一组螺旋辊进行分水,起到冷却水导流作用,以有效降低分布在钢板表面的水层堆积厚度;在快速冷却喷水区出口侧的一组喷箱,其喷嘴采用反向斜喷扫水。
进一步的,所述的喷箱采用喷嘴斜喷装置,其具体结构如图2所示。
所述上喷水系统和下喷水系统各个位置对应的喷嘴的上、下出水比可调,有利于钢板整体板形不良时的调整和控制.
其所述各组喷箱的中部和边部的冷却水出水流量单独可调、可控,当钢板出现单侧或局部板形不良时,通过控制各组喷箱的中部和边部的冷却水出水流量,可使钢板的单侧或局部板形不良进行有效调整和控制;由于快冷系统整体采用了喷嘴斜喷装置,可以通过调整全长的水量分布达到均匀一致的冷却速率。
其所述的快速冷却装置整体采用喷嘴斜喷装置,可以通过调整快速冷却喷水区全长的水量分布,达到均匀一致的冷却速率。
所述的板形控制方法,采用反向抛钢技术,在原道次计算的道次数的倒数第二个道次,将钢板轧制到目标带钢厚度,在最后一个道次不对带钢进行压下,直接空过抛钢,以改善带钢头部的板形,保证矫直机和冷却设备的安全和生产节奏。
其所述的快速冷却装置有三种工作模式可供选择,择一地工作,所述的工作模式为连续模式、摆动模式、空过模式;其中:
A、连续模式:钢板在快速冷却喷水区一次性直接通过,其通过速度由现场控制计算机给出和控制;
B、摆动模式:当钢板较厚时,采用一次性直接通过的连续冷却模式不能达到所要求的冷却温度时,则钢板在快速冷却喷水区内摆动冷却,其摆动速度和幅度固定,摆动时间由现场控制计算机给出和控制,其具体摆钢过程可参见图4所示;
C、空过模式:
C1:对于某些钢种不需要快速冷却,工作模式设定为快速冷却不投入,则钢板通过所述的快速冷却喷水区域但不进行冷却,此时所述的浮动框架和位于其上的上辊及上喷水系统抬升到最高位置,以使上、下辊之间的辊缝处于间距最大位置,同时所述的下喷水系统使用溢流流量或最小保护流量进行供水,以对各个下喷头进行冷却保护;
C2:原计划采用快速冷却的钢板,在通过矫直机前,操作工根据板形、温度等情况进行判断,人为取消快速冷却,通过操作控制按钮来通知现场控制计算机,则现场控制计算机将轧后快速冷却系统的工作模式重设定成空过模式;
C3:当所述的板形检测器检测到需要冷却钢板的头部形状不好时,为了保护所述喷箱上的喷嘴,所述的轧后快速冷却系统通过所述的提升机构将所述的浮动框架紧急拉起,转入“空过”模式,钢板直接输送出快速冷却喷水区。
本发明技术方案所述的板形控制方法通过设置整体辊压式斜喷冷却装置和可挡水并随动的上压辊系统,采用反向抛钢的工艺方法,应用三维全流量控制技术,确保了在线固溶处理的钢板在轧后冷却过程中的板形良好,不仅可用于钢板的在线固溶处理,而且对于需要轧后快速冷却的工艺、甚至离线淬火工艺都可以应用。
具体的,本技术方案的细节叙述如下:
1)整体辊压式斜喷冷却装置:
(1)传统轧后快速冷却系统普遍采用缝隙斜喷,虽然从原理上讲宽向水量分布可以更加均匀,但其对水质要求很高,而工业用水在循环使用过程中很难始终确保很高的水质,因而缝隙在实际应用过程中极易堵塞,造成水幕分叉和冷却不均匀。另外,流量较小时,缝隙喷嘴也不能形成很好的水幕效果,因而其水量调节范围较小。还有,传统的轧后快速冷却一般只配备1~2个缝隙喷嘴,后续为冷速较低的冷却装置,因而对中厚板很难形成均匀一致的冷却速率。
本专利的快速冷却装置采用喷嘴斜喷装置(如图1所示),有比较宽泛的流量调节范围,即使在小流量下也能保证稳定的喷水形态。采用喷嘴型式有较好的防堵效果,即使发生单个喷嘴堵塞或故障,更换也极为快速便利。每个喷箱上的喷嘴和相邻喷箱上喷嘴均有序错开,从而可以满足快速均匀的冷却需求。由于冷却装置整体都采用喷嘴斜喷设计,因而对于中厚板的整个冷却过程能达到均匀一致的冷却速率,可以得到更好的产品性能。
(2)钢板表面残余水会造成冷却不均匀,同时,前一组阀门喷水会扰乱下一组阀门喷水状态,影响冷却效果。传统轧后快速冷却系统一般采用侧喷吹扫,有的加上逆向喷水吹扫,但对于宽板其吹扫效果有限,反而会在水冷区域形成复杂的紊流状态,造成不均匀冷却。为此,本专利技术设计在喷箱之间安装隔水辊道、头尾采用螺旋辊分水技术、出口侧反向斜喷扫水以及入口和出口的气吹扫水功能(如图3所示),都确保了钢板表面无残留水,达到钢板冷却均匀,出水板形良好的目的。
该快速冷却装置每组喷箱之间均设置有压紧辊,可以对斜喷水形成阻隔,使上一组斜喷水不会影响下一组斜喷水的冷却效果。部分压紧辊设置为螺旋辊,分布在快冷装置头尾部,起导流作用,可以有效降低分布在钢板表面的水层堆积厚度。
该快速冷却装置前后设有气吹装置,最后一组喷水装置设置成与钢板走向逆向的斜喷形式,用以确保出水后钢板表面无残留水。
2)可挡水并随动的上压辊系统:
上下辊道对钢板冷却过程中的热应力和组织应力有一定的抵消作用,为此本技术设置了上压紧辊,并设计了辊道随动系统,可以在改善板形的同时确保辊道不会被撞坏。
上下辊道可以对板面形成一定的约束,阻止钢板在水中冷却时的剧烈变形。但是如果是固定的辊缝,当钢板变形较大时容易造成卡阻和表面划伤,同时还会撞坏辊道。因此,该专利设计了上辊道的随动系统,可以在钢板发生变形与上辊道碰撞时自动抬起辊道,并且保持恒定的辊缝,既可以保护辊道,使钢板不会发生卡阻和表面划伤,有可以继续起到一定的板形控制作用。
3)反向抛钢的工艺方法:
目前,世界中厚板轧机都采用终轧道次带压下的轧制方法,没有平整道次,最后道次压下率在5-15%。由于轧制道次较多,单道次压下率较小,钢板头部容易出现翘头、叩头、舌形、钢板边浪、中浪等板形问题。板形问题严重时,钢板无法进入预矫直机或者预矫直机无法完全矫平,如果强行进行在线冷却,容易撞坏冷却设备;如果全部采用空过模式,则有很大比例的钢板无法进行在线冷却,合同生产受到严重影响。
本发明采用反向抛钢技术,即在原道次计算的道次数的倒数第二个道次将钢板轧制到目标厚度,最后一个道次不对带钢进行压下,直接空过抛钢,带钢头部板形有很大改善,不仅保证了矫直机和冷却设备的安全,而且生产节奏和合同完成都有保障。
4)三维全流量控制技术:
淬火冷却设备必须能够均匀控制钢板长、宽、厚方向的性能,同时不能产生缺陷,喷嘴和安装喷嘴的冷却集管是热轧产品快速冷却系统最重要的结构部件,其作用是合理分配由总管进来的冷却水,使各喷嘴出口冷却水能满足一定的冲击压力和流速要求。
本发明所设计的快速冷却系统具有三维全流量控制功能,其喷箱由于采用了喷嘴斜喷装置,不仅上下水比可调,而且流量调节范围很大,非常有利于钢板整体板形不良时的调整和控制;喷箱的中部和边部实现了流量单独可调可控功能,当钢板出现单侧或局部板形不良时可以得到有效调整和控制;由于快冷系统整体采用了喷嘴斜喷装置,可以通过调整全长的水量分布达到均匀一致的冷却速率。
实施例:
本发明的用于在线固溶的轧后冷却系统的一个具体实施例的主要参数如下:
1)辊道技术参数(参考图3所示)
2)喷箱技术参数(参考图1、图2所示)
喷嘴距离辊面:100mm
喷射角度:30°
3)中压水系统技术参数
数量 上下各2组
进水压力1.0MPa
总水量 上喷箱 约0~495m3/h
下喷箱 约0~623m3/h
4)低压水系统技术参数
数量 上下各14组
进水压力0.5MPa
总水量 上喷箱 约0~1680m3/h
下喷箱 约0~2116m3/h
5)阀组设计和流量设定
本实例为节约相关阀组,根据实际冷却控制需要,将每两组喷箱的中边部各合到同一个阀组,上下分开,这样总共设计为4×8=48个控制阀组,每组包括流量调节阀和开关阀等各一套。每组流量根据钢板实际厚度可相同也可不同(如下表1和表2所示),以确保冷却后板形平直。
表1:20mm厚钢板的各上下阀组的边部和中部的设定流量
表2:30mm厚钢板的各上下阀组的边部和中部的设定流量
由于本发明利用钢板在轧制后的轧制余热,在线对钢板进行固溶处理,通过在热矫直机和冷床之间安装紧凑型上、下全斜喷式快速冷却装置,实现了钢板的均匀冷却,实现了冷却过程的全自动精确控制。其系统紧凑节能,冷却速率高,可进行控制冷却的钢板的厚度规格范围大,自动控制精度高,冷却后板形良好,可节省离线热处理二次加热的碳排放和大量能耗,不仅可用于钢板的在线固溶处理,而且对于需要轧后快速冷却的工艺、甚至离线淬火工艺都可以应用。
本发明可广泛用于钢板轧制后的冷却工艺及生产控制领域。
Claims (9)
1.一种钢板在线固溶处理的板形控制方法,包括采用快速冷却装置,对采用辊道方式传送过程中的钢板进行冷却,其特征是:
所述的快速冷却装置在位于运输钢板的辊道的上、下方,同时布置若干组带密排喷嘴的喷箱,构成上喷水系统和下喷水系统;
所述的快速冷却装置在钢板运输线前进方向的辊道上,设置一个主框架结构,所述的主框架结构由一个浮动框架和一个门型框架组成;所述的浮动框架为可升降框架,固定在一个垂直导向架中,并由一套提升机构控制其升降;上辊及上喷水系统,固定在所述的浮动框架上,构成上辊道随动系统;
在所述快速冷却装置的入口处,设置有检测辊,如果来料钢板厚度大于设定的上辊道高度,检测辊与来料钢板相触,带动检测辊上移并输出信号,激活浮动框架的液压快速提升功能,在改善板形的同时,确保所述的辊道不会被撞坏;
所述的上喷水系统和下喷水系统在所述运输钢板辊道经过的路径上,构成一个快速冷却喷水区;
所述的快速冷却装置采用喷嘴斜喷装置结构;
所述各喷箱之密排喷嘴的喷水形式为顺着钢板走向的斜喷形式;
所述上喷水系统和下喷水系统各个位置对应的喷嘴的斜喷喷射点在钢板表面上、下对称设置;
每组喷箱上的喷嘴,与和其相邻的喷箱上的喷嘴有序错开,交错布置,以达到对钢板之板面的均匀冷却目的和满足快速均匀的冷却需求;
所述的快速冷却装置在各组喷箱之间,安装压紧辊,以对斜喷水形成阻隔,使上一组斜喷水不会影响下一组斜喷水的冷却效果,构成一隔水辊道,并对板面形成一定的约束,阻止钢板在水中冷却时的剧烈变形;
所述的快速冷却装置在沿着钢板前进方向上的最后一组喷箱之密排喷嘴的喷水形式,设置成与钢板走向逆向的斜喷形式;
在所述快速冷却装置的前、后方,设有气吹扫水装置;
在位于快速冷却喷水区首、尾两端的两组喷箱之间,分别设置一组螺旋辊进行分水,起到冷却水导流作用,以有效降低分布在钢板表面的水层堆积厚度;
在快速冷却喷水区出口侧的一组喷箱,其喷嘴采用反向斜喷扫水;
所述的板形控制方法,采用反向抛钢技术,在原道次计算的道次数的倒数第二个道次,将钢板轧制到目标带钢厚度,在最后一个道次不对带钢进行压下,直接空过抛钢,以改善带钢头部的板形,保证矫直机和冷却设备的安全和生产节奏。
2.按照权利要求1所述的钢板在线固溶处理的板形控制方法,其特征是电动螺旋升降系统至少包括电动机、转向箱、万向接轴及螺旋丝杠升降机;
其液压快速提升系统至少包括安装在螺旋升降机丝杠末端的液压油缸,当钢板不需要淬火处理时,所述的液压油缸工作,通过所述的螺旋升降机丝杠带动所述的浮动框架快速提升,实现浮动框架的快提及保护上喷水系统功能。
3.按照权利要求1所述的钢板在线固溶处理的板形控制方法,其特征是所述的快速冷却装置的每组喷箱内部,在宽度方向上分隔成三段,分别为中部及两侧,均设内外腔,分别为外壳腔及内部分流腔,确保分配水流均匀,以实现钢板宽度方向的水凸度控制。
4.按照权利要求3所述的钢板在线固溶处理的板形控制方法,其特征是所述的每组喷箱设有4个进水口,所述的4个进水口分别经过二通快开阀与冷却水的集水管路连接,通过分别控制所述二通快开阀的开启或关闭,实现所述喷箱中部与两侧的水量分别可调。
5.按照权利要求3所述的钢板在线固溶处理的板形控制方法,其特征是所述的喷箱采用喷嘴斜喷装置,所述上喷水系统和下喷水系统各个位置对应的喷嘴的上、下出水比可调,有利于钢板整体板形不良时的调整和控制。
6.按照权利要求3所述的钢板在线固溶处理的板形控制方法,其特征是所述各组喷箱的中部和边部的冷却水出水流量单独可调、可控,当钢板出现单侧或局部板形不良时,通过控制各组喷箱的中部和边部的冷却水出水流量,可使钢板的单侧或局部板形不良进行有效调整和控制;由于快冷系统整体采用了喷嘴斜喷装置,通过调整全长的水量分布达到均匀一致的冷却速率。
7.按照权利要求1所述的钢板在线固溶处理的板形控制方法,其特征是所述的快速冷却装置整体采用喷嘴斜喷装置,通过调整快速冷却喷水区全长的水量分布,达到均匀一致的冷却速率。
8.按照权利要求1所述的钢板在线固溶处理的板形控制方法,其特征是所述的快速冷却装置有三种工作模式可供选择,择一地工作,所述的工作模式为连续模式、摆动模式、空过模式;其中:
A、连续模式:钢板在快速冷却喷水区一次性直接通过,其通过速度由现场控制计算机给出和控制;
B、摆动模式:当钢板较厚时,采用一次性直接通过的连续冷却模式不能达到所要求的冷却温度时,则钢板在快速冷却喷水区内摆动冷却,其摆动速度和幅度固定,摆动时间由现场控制计算机给出和控制;
C、空过模式:
C1:对于某些钢种不需要快速冷却,工作模式设定为快速冷却不投入,则钢板通过快速冷却喷水区域但不进行冷却,此时所述的浮动框架和位于其上的上辊及上喷水系统抬升到最高位置,以使上、下辊之间的辊缝处于间距最大位置,同时所述的下喷水系统使用溢流流量或最小保护流量进行供水,以对各个下喷头进行冷却保护;
C2:原计划采用快速冷却的钢板,在通过矫直机前,操作工根据板形、温度情况进行判断,人为取消快速冷却,通过操作控制按钮来通知现场控制计算机,则现场控制计算机将轧后快速冷却系统的工作模式重设定成空过模式;
C3:当板形检测器检测到需要冷却钢板的头部形状不好时,为了保护所述喷箱上的喷嘴,轧后快速冷却系统通过所述的提升机构将所述的浮动框架紧急拉起,转入“空过”模式,钢板直接输送出快速冷却喷水区。
9.按照权利要求1所述的钢板在线固溶处理的板形控制方法,其特征是所述的板形控制方法通过设置整体辊压式斜喷冷却装置和可挡水并随动的上压辊系统,采用反向抛钢的工艺方法,应用三维全流量控制技术,确保了在线固溶处理的钢板在轧后冷却过程中的板形良好,不仅可用于钢板的在线固溶处理,而且对于需要轧后快速冷却的工艺、甚至离线淬火工艺都可以应用。
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