CN109675941A - 一种热轧微合金化钢筋的冷床控制冷却装置 - Google Patents
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Abstract
一种热轧微合金化钢筋的冷床控制冷却装置，属于热轧微合金化钢筋设备技术领域。包括3个冷却段和1套冷床控制系统。3个冷却段分别为组织调控冷却Ⅰ区、组织调控冷却Ⅱ区、组织调控冷却Ⅲ区，每段组织调控冷却区长度为100‑120m，覆盖整个冷床长度。优点在于，通过分段布置，来优化冷却路径，为控制微合金元素在冷却过程中的析出和细化珠光体片层间距提供了工艺窗口，从而实现精细化控制冷却工艺。
Description
技术领域
本发明属于热轧微合金化钢筋设备技术领域，特别是提供了一种热轧微合金化钢筋的冷床控制冷却装置。通过分段布置，来优化冷却路径，为控制微合金元素在冷却过程中的析出和细化珠光体片层间距提供了工艺窗口，从而实现精细化控制冷却工艺。
背景技术
众所周知国内外热轧带肋钢筋的冷床冷却主要以空冷为主或者风冷，但是由于冷却速度受限制，不能快速冷却到目标温度。同时空冷工艺和风冷工艺冷速较慢，冷床冷却过程中温度始终处于奥氏体区，不利于微合金元素在铁素体区的析出，同时也不利于形成细珠光体组织。
发明内容
本发明专利的目的是提供了一种热轧微合金化钢筋的冷床控制冷却装置。可以实现大幅温降，在奥氏体区和铁素体区均能实现控制冷却，提高了微合金元素的利用率、珠光体含量、细化片层间距，为低成本强塑化工艺的实现提供了技术载体，也为其他钢种的析出控制装置提供参考和借鉴意义。
本发明热轧微合金化钢筋的冷床控制冷却装置包括3个冷却段和1套冷床控制系统组成。3个冷却段分别为组织调控冷却Ⅰ区、组织调控冷却Ⅱ区、组织调控冷却Ⅲ区，每段组织调控冷却区长度为100-120m，覆盖整个冷床长度。冷床控制系统中的PLC可编程控制器23通过数据线与气路、水路中的第一阀门3、第二阀门13、第一流量计5、第二流量计15连接；冷床控制系统通过气路和水路中带远程信号功能的第一阀门3、第二阀门13、第一流量计5、第二流量计15以及设备上配置的红外测温仪组来实现对3个冷却段冷却速度的控制；通过气路、水路的第一流量计5、第二流量计15分别来调节气量、水量，通过气路、水路的第一阀门3、第二阀门13来调节水压、气压，获得工艺所需的气水比。同时通过冷床移动速度来控制热轧钢筋在组织调控冷却区的冷却速度，并最终获得所需的工艺窗口。
本发明的热轧微合金化钢筋的冷床控制冷却装置的每段组织调控冷却区是由上下两层冷却单元构成，每层冷却单元包含120组水雾汽化冷却喷嘴，主要实现控制微合金元素在冷却过程中的弥散析出和珠光体片层间距细化的功能。
本发明的冷却单元中的水雾气化冷却喷嘴(已授权专利)经由金属软管分别与气路和水路相连接，从而获得所需的气量、气压、水量、水压、气水比等工艺参数。气路由空压机1、储气罐2、第一阀门3、压力表4和第一流量计5按先后顺序排列后组成，作为供气系统；水路由水泵11、双联通式过滤器12、第二阀门13、压力表14和第二流量计15按先后顺序排列后组成，作为供水系统；
冷床控制系统包括红外测温仪组21、远程信号仪表22、PLC可编程控制器23、显示器24；红外测温仪组21、远程信号仪表22、PLC可编程控制器23、显示器24按先后顺序依次连接，显示器24内嵌控制界面软件25。
红外测温仪组包括四个关键测温仪T1、测温仪T2、测温仪T3、测温仪T4的温度数据，即热轧钢筋上冷床温度T1、经过第1段冷却区(组织调控冷却Ⅰ区)的温度T2、经过第2段冷却区(组织调控冷却Ⅱ区)的温度T3、经过第3段冷却区(组织调控冷却Ⅲ区)的温度T4。冷床控制系统通过气路和水路中的远程信号仪表、流量计以及红外测温仪组来实现对3个冷却段冷却速度的控制。
通过调节运行速度和气水比，可以控制表面冷却速度在1～50℃/s范围变化。
本发明的创新点是：
(1)本发明通过在冷床上控制冷却路径和冷速的调节，可以有效控制微合金元素的析出、长大、回溶，同时也能细化珠光体片层间距，提高珠光体含量。
(2)能够提高微合金元素的利用率，促进V(C,N)的析出，降低VC的析出比例，提高VN的析出比例；也能促进Nb(C,N)的析出，降低NbN的析出比例，提高NbC的析出比例；
(3)通过析出装置可以实现析出控制冷却工艺，获得良好的强塑化效果。
本发明的优点在于，通过分段布置，来优化冷却路径，为控制微合金元素在冷却过程中的析出和细化珠光体片层间距提供了工艺窗口，从而实现精细化控制冷却工艺。
附图说明
图1是本发明的用于热轧微合金化钢筋的冷床控制冷却装置的结构示意图。
图2是本发明的用于一种热轧微合金化钢筋的冷床控制冷却装置的工艺控制图。
图3是本发明的每段组织调控冷却区的结构示意图。
图4为本发明的析出工艺控制曲线。
图中，空压机1、储气罐2、第一阀门3、压力表4、第一流量计5、水泵11、双联通式过滤器12、第二阀门13、压力表14、第二流量计15、红外测温仪组21、远程信号仪表22、PLC可编程控制器23、显示器24、控制界面软件25。
具体实施方式
为说明本发明专利的用于一种热轧微合金化钢筋的冷床控制冷却装置，具体实施方式阐明如下。
如图1所示，本发明的一种热轧微合金化钢筋的冷床控制冷却装置的结构示意图，主要由3个冷却段和1套冷床控制系统组成，冷床控制系统通过气路和水路中带远程信号功能的阀门、流量计以及设备上配置的红外测温仪组来实现对3个冷却段冷却速度的控制。
3个冷却段分别为三个组织调控冷却区，分别为组织调控冷却Ⅰ区、组织调控冷却Ⅱ区、组织调控冷却Ⅲ区，每个组织调控冷却区长度为120m，覆盖整个冷床长度。
如图2所示，本发明的一种热轧微合金化钢筋的冷床控制冷却装置的工艺控制图。每段组织调控冷却区长度为120m，覆盖整个冷床长度。每段组织调控冷却区是由上下两层冷却单元构成，每层冷却单元包含120组纯水雾汽化冷却喷嘴。
冷却单元中的水雾气化冷却喷嘴经由金属软管分别与气路和水路相连接，从而获得所需的气量、气压、水量、水压、气水比等工艺参数。气路由空压机1、储气罐2、阀门3、压力表4和流量计5按先后顺序排列后组成，作为供气系统；水路由水泵11、双联通式过滤器12、第二阀门13、压力表14和第二流量计15按先后顺序排列后组成，作为供水系统；
冷床控制系统是由1套红外测温仪组21、远程信号仪表22、PLC可编程控制器23、显示器24和内嵌于显示器中的控制界面软件25按先后顺序组成的。
如图2：气路由空压机1、储气罐2、第一阀门3、压力表4和第一流量计5按先后顺序排列后组成，作为供气系统；水路由水泵11、双联通式过滤器12、第二阀门13、压力表14和第二流量计15按先后顺序排列后组成，作为供水系统。将供水系统和供气系统的压力和流量设置在调节范围的中限，同时检查供水系统和供气系统的压力表和流量计表盘读数与控制界面软件中的显示读数是否准确一致，并在稳定达到设定的水气压力/流量工艺参数要求后，开始对热轧钢筋进行冷床在线快速冷却。
如图2的冷床控制冷却系统，根据红外测温仪检测到并显示在控制界面软件的四个关键测温仪T1、测温仪T2、测温仪T3、测温仪T4的温度数据，即热轧钢筋上冷床温度T1、经过第1段冷却区(组织调控冷却Ⅰ区)的温度T2、经过第2段冷却区(组织调控冷却Ⅱ区)的温度T3、经过第3段冷却区(组织调控冷却Ⅲ区)的温度T4。适当调节供水系统和供气系统的阀门和流量计，来获得工艺所需的各组织调控冷却区的水压、水量、气压、气量、气水比。
如图3所示为本发明的每段组织调控冷却区的结构示意图，由上下两层冷却单元构成，每层冷却单元包含120组水雾汽化冷却喷嘴。
如图4为析出工艺控制曲线范围。根据析出工艺曲线来进行设备调节，最终实现冷床的最佳控制冷却工艺。
综上所述，本发明公开了一种热轧微合金化钢筋的冷床控制冷却装置。通过分段布置，来优化冷却路径，为控制微合金元素在冷却过程中的析出和细化珠光体片层间距提供了工艺窗口，从而实现精细化控制冷却工艺。与此类型相似的钢种在冷床上冷却的工艺和装置也可参考本发明。
Claims (4)
1.一种热轧微合金化钢筋的冷床控制冷却装置，其特征在于：包括3个冷却段和1套冷床控制系统；3个冷却段分别为组织调控冷却Ⅰ区、组织调控冷却Ⅱ区、组织调控冷却Ⅲ区，每段组织调控冷却区长度为100-120m，覆盖整个冷床长度；冷床控制系统中的PLC可编程控制器(23)通过数据线与气路、水路中的第一阀门(3)、第二阀门(13)、第一流量计(5)、第二流量计(15)连接；冷床控制系统通过气路和水路中带远程信号功能的第一阀门(3)、第二阀门(13)、第一流量计(5)、第二流量计(15)以及设备上配置的红外测温仪组来实现对3个冷却段冷却速度的控制；通过气路、水路的第一流量计(5)、第二流量计(15)分别来调节气量、水量，通过气路、水路的第一阀门(3)、第二阀门(13)来调节水压、气压，获得工艺所需的气水比；同时通过冷床移动速度来控制热轧钢筋在组织调控冷却区的冷却速度，并最终获得所需的工艺窗口；
每段组织调控冷却区是由上下两层冷却单元构成，每个冷却单元包含120组水雾汽化冷却喷嘴，实现控制微合金元素在冷却过程中的弥散析出和珠光体片层间距细化的功能；
冷却单元中的水雾气化冷却喷嘴经由金属软管分别与气路和水路相连接，从而获得所需的气量、气压、水量、水压、气水比工艺参数。
2.根据权利要求1所述的热轧微合金化钢筋的冷床控制冷却装置，其特征在于：气路由空压机(1)、储气罐(2)、第一阀门(3)、压力表(4)和第一流量计(5)按先后顺序排列后组成，作为供气系统。
3.根据权利要求1所述的热轧微合金化钢筋的冷床控制冷却装置，其特征在于：水路由水泵(11)、双联通式过滤器(12)、第二阀门(13)、压力表(14)和第二流量计(15)按先后顺序排列后组成，作为供水系统。
4.根据权利要求1所述的热轧微合金化钢筋的冷床控制冷却装置，其特征在于：冷床控制系统包括红外测温仪组(21)、远程信号仪表(22)、PLC可编程控制器(23)、显示器(24)；红外测温仪组(21)、远程信号仪表(22)、PLC可编程控制器(23)、显示器(24)按先后顺序依次连接，显示器(24)内嵌控制界面软件(25)。
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