CN106180214A - 一种板带冷却宽向均匀性可控的冷却装置 - Google Patents

一种板带冷却宽向均匀性可控的冷却装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种板带冷却宽向均匀性可控的冷却装置，属于钢材轧制技术领域，包括多个冷却区，每个所述冷却区包括密集上喷淋装置、下喷淋装置和对密集上喷淋装置及下喷淋装置进行打开或关闭喷水操作的气动开闭调节装置，所述密集上喷淋装置内设置有可动态调节其喷水量的喷淋可调装置，所述喷淋可调装置包括插入密集上喷淋装置内腔的柱管和通过调节螺母固定、且可调节其插入柱管内长度的可调喷头。本发明探询了喷淋冷却过程中由中部到边部两侧存在不同水流分布的内在规律，并通过喷淋可调装置实现了不同水流分布，满足了板带冷却沿宽度方向的实际需求，达到冷却均匀且过程可控的目的。

Description

一种板带冷却宽向均匀性可控的冷却装置
技术领域
本发明属于钢材轧制技术领域，具体涉及一种板带冷却宽向均匀性可控的冷却装置。
背景技术
热轧优质带钢，尤其是高强钢的生产是目前钢铁业中的重要领域，对后续生产及运用起到相当重要的作用。特别针对热轧带钢高强钢生产的需求量更多，产品质量需求更高，产能优化、产品升级，以水代金提高板材的综合性能，已成为热轧板带生产商的迫切需求，更是节能减排的最佳手段。
在目前钢材市场的日益竞争的环境下，如何提高生产工艺、降低生产成本、提高钢材优质产品，是钢铁企业的头等大事，钢铁企业应不惜重金研发新工艺、新装备。但就热轧中厚板冷却生产中存在的共性难以解决的技术难题“在于纵向及横向冷却不均匀、冷后变形大、板形差”。为此目前绝大多数供应商都是采用了边部遮挡、集管分区阀门调节、头尾延时控制等技术，但使用效果很不理想，特别是边部遮挡最终都以废除而告终。
鉴于此，详细分析实际生产中存在的共性问题可归纳为两点：一是带钢边部过冷，甚至宽幅冷却不均而严重瓢曲，二是头尾翘曲变形严重。上述方案在一定程度上均未将装置与冷却对象之间建立起等量的数量关系，特别是宽向流量流动特征与装置之间没有建立起对应的关系，从而导致集管喷淋到带钢上的水与对应带钢的热量之间不能匹配，使得控制不准，实际冷却效果不佳。为此研究探索喷淋装置与冷却带钢之间的准确的热量与水量的对应关系，是解决这项技术的难点。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种板带冷却宽向均匀性可控的冷却装置，能够自动实现管路内部压力平衡、并根据外部水流分布情况对宽向出水进行不同的分流，以达到最佳的热交换平衡状态所需要的水流量，满足带材冷却均匀性的需求，最终实现精确控制板带的冷却过程。
为达到上述目的，本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种板带冷却宽向均匀性可控的冷却装置，包括沿板带轧制方向连续或间隔设置的多个冷却区，在冷却区之间设置有水封隔绝装置，在最后一个冷却区的出口处设置有气雾分隔装置，每个所述冷却区包括密集上喷淋装置、下喷淋装置和对密集上喷淋装置及下喷淋装置进行打开或关闭喷水操作的气动开闭调节装置，所述密集上喷淋装置内设置有可动态调节其喷水量的喷淋可调装置，所述喷淋可调装置包括插入密集上喷淋装置内腔的柱管和通过调节螺母固定、且可调节其插入柱管内长度的可调喷头，所述柱管与可调喷头之间设置有水流调节结构。
进一步，所述水流调节结构包括设置在柱管端部内腔的锥面和设置在可调喷头端面的密封堵头，所述密封堵头与锥面配合、并通过调节螺母调节两者之间的距离。
进一步，所述密集上喷淋装置与下喷淋装置的流量之比1：1.5～1：2.5。
进一步，所述可调喷头口径大小在板带宽度方向上呈正态分布。
进一步，所述可调喷头在板带宽度方向上呈正态分布布置。
进一步，所述密集上喷淋装置内还设置有缓流平衡装置。
进一步，所述冷却装置还包括手动阀和水平衡管，所述手动阀、密集上喷淋装置、下喷淋装置及气动开闭调节装置通过管路与水平衡管连通。
本发明的有益效果在于：
本发明实现了在喷淋冷却过程中能主动适应板带冷却水流由中部到边部两侧不同水流分布的宽度流向冷却规律，适应了待冷带钢的内部到底需要多少水量才能达到要求的内在本质，使得板带冷却沿宽度方向的需水量趋于实际需求，达到冷却均匀且过程可控的目的。
采用本发明的冷却装置用于热轧中厚板冷却冷喷淋装置上在冷却过程中，从板带宽度方向上看，密集上喷淋装置的喷淋可调装置在宽向上的分布多点拟合的类似于平坦的抛物线。本发明的喷淋装置对板带材的宽度方向具有较强的吻合适应能力，能适应带材的冷却要求；对提高喷淋装置的喷淋冷却的均匀性和适应性，提高冷却装置的综合冷却强度，特别是宽向冷却均匀性，具有高度的适用性。
附图说明
图1为本发明冷却装置的布置图；
图2为本发明冷却装置的水路连接示意图；
图3为密集上喷淋装置的结构示意图；
图4为图3的K向视图；
图5为喷淋可调装置的结构示意图；
图6为喷淋可调装置在板带宽度方向上的节流口径变化图；
图7为冷却装置在板带宽度方向上的流量变化图。
附图标记：
1-水封隔绝装置；2-气雾分隔装置；3-密集上喷淋装置；4-下喷淋装置；5-气动开闭调节装置；6-喷淋可调装置；61-柱管；62-调节螺母；63-可调喷头；64-锥面；65-密封堵头；7-手动阀；8-水平衡管；9-管路；10-缓流平衡装置；11-冷却板带。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。
如图1-7所示，本实施例的板带宽向冷却均匀性可控的冷却装置，包括冷却板带11、沿板带轧制方向连续或间隔设置的多个冷却区，通常冷却区为三、四个，本实施例为三个，分别为冷却I区、冷却II区和冷却III区，在冷却区之间设置有水封隔绝装置1，在最后一个冷却区的出口处即冷却III区处设置有气雾分隔装置2，净化板带表面的冷却清洁度，每个所述冷却区包括密集上喷淋装置3、下喷淋装置4、手动阀7、水平衡管8和对密集上喷淋装置3及下喷淋装置4进行打开或关闭喷水操作的气动开闭调节装置5，手动阀7、密集上喷淋装置3、下喷淋装置4及气动开闭调节装置5通过管路9与水平衡管8连通，所述密集上喷淋装置3内设置有可动态调节其喷水量的喷淋可调装置6，通过控冷理论可知：喷淋集管的喷水量以及沿宽度和长度方向的水流分布是影响板带喷淋冷却的重要因素，因而对板带宽度方向以及纵向方向上的冷却均匀性是冷却控制的一项非常重要的指标，由于中部喷水量导致向两边扩散，理论上也应使边部的冷却水量与中部的冷却水量有所不同，同时随着板带材质的不同成分其喷水模式更应有所不同，若仅依靠阀门的整体调节在实际生产中根本不可能很好的满足使用要求。本实施方案就是对喷淋集管采用预设值、修正可调的凸度模式，符合板带喷淋冷却的宽向冷却规律，
如图5所示，本实施例的喷淋可调装置6包括插入密集上喷淋装置内腔的柱管61和通过调节螺母62固定、且可调节其插入柱管61内长度的可调喷头63，所述柱管61与可调喷头63之间设置有水流调节结构，其具体包括设置在柱管端部内腔的锥面64和设置在可调喷头端面的密封堵头65，所述密封堵头65与锥面64配合、并通过调节螺母62微调两者之间的距离，进而调节密封堵头65与锥面64贴合水平，从而实现对可调喷头63出水口径大小的调整和出水量的调整，通常情况下，所述可调喷头口径大小在板带宽度方向上呈正态分布，如图6所示，同时，通过初始设计，将可调喷头在板带宽度方向上也呈正态分布布置，最终使冷却水的出水量在板带宽度方向上呈抛物线分布，如图7所示，使得板带冷却沿宽度方向的需水量趋于实际需求，达到冷却均匀且可控的目的。
作为本实施例的改进，为实现对不同板带进行强制性冷却，将密集上喷淋装置与下喷淋装置的流量之比设置为1：1.5～1：2.5，可达到更佳的效果。
作为本实施例的改进，如图5所示，密集上喷淋装置内还设置有缓流平衡装置10，通过缓流平衡装置10可调整出水量的压力，与喷淋可调装置一起进一步对喷淋水进行调节，使冷却量为一条拟合的平坦曲线，该曲线与待冷带钢的热学特性高度吻合，从而提高冷却质量。
在中厚板超快冷却装置上增设实施本发明实施例板带宽向冷却均匀性可控的冷却装置能有效提高了喷淋冷却集管的冷却综合可控能力和目标吻合适应能力，实现了通过喷淋装置需求目标达到相一致的对应控制能力，达到满足板带材生产的均匀性冷却控制的目的；
与现有的未安装本调节装置的超快冷喷淋装置相比，本实施例的板带宽向冷却均匀性可控的冷却装置具有如下优点：
1)提高了超快冷喷淋集管内部的压力缓冲平衡能力，改变了现有常规超快冷喷淋集管内压力不规则、且波动大的的不足，为均匀出水提供了动力源头；
2)提高了超快冷喷淋装置对板带宽幅变化时所需冷却水量的控制能力，能根据冷却目标板带的热交换量按照宽度方向上的流态进行喷水，以满足带钢宽度方向上的均匀冷却需求。
3)密集喷淋集管对冷却区域独立可控灵活，调节手段大。综上，本实施例的板带宽向冷却均匀性可控的冷却装置能够有效提高热轧中厚板超快冷却的控制能力，以及增强对板带宽幅冷却均匀性的控制能力
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (7)

1.一种板带冷却宽向均匀性可控的冷却装置，其特征在于：包括沿板带轧制方向连续或间隔设置的多个冷却区，在冷却区之间设置有水封隔绝装置，在最后一个冷却区的出口处设置有气雾分隔装置，每个所述冷却区包括密集上喷淋装置、下喷淋装置和对密集上喷淋装置及下喷淋装置进行打开或关闭喷水操作的气动开闭调节装置，所述密集上喷淋装置内设置有可动态调节其喷水量的喷淋可调装置，所述喷淋可调装置包括插入密集上喷淋装置内腔的柱管和通过调节螺母固定、且可调节其插入柱管内长度的可调喷头，所述柱管与可调喷头之间设置有水流调节结构。
2.根据权利要求1所述的一种板带冷却宽向均匀性可控的冷却装置，其特征在于：所述水流调节结构包括设置在柱管端部内腔的锥面和设置在可调喷头端面的密封堵头，所述密封堵头与锥面配合、并通过调节螺母调节两者之间的距离。
3.根据权利要求1所述的一种板带冷却宽向均匀性可控的冷却装置，其特征在于：所述密集上喷淋装置与下喷淋装置的流量之比1：1.5～1：2.5。
4.根据权利要求1所述的一种板带冷却宽向均匀性可控的冷却装置，其特征在于：所述可调喷头口径大小在板带宽度方向上呈正态分布。
5.根据权利要求1所述的一种板带冷却宽向均匀性可控的冷却装置，其特征在于：所述可调喷头在板带宽度方向上呈正态分布布置。
6.根据权利要求1所述的一种板带冷却宽向均匀性可控的冷却装置，其特征在于：所述密集上喷淋装置内还设置有缓流平衡装置。
7.根据权利要求1所述的一种板带冷却宽向均匀性可控的冷却装置，其特征在于：所述冷却装置还包括手动阀和水平衡管，所述手动阀、密集上喷淋装置、下喷淋装置及气动开闭调节装置通过管路与水平衡管连通。
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