CN112387789A - 一种改善tmcp钢板冷却均匀性的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种改善TMCP钢板冷却均匀性的方法，属于钢铁冶金冷却均匀性控制技术领域。所述方法为：在TMCP生产线的水冷区域对钢板进行约束冷却，设定辊道的初速度为v0，设定辊道的末速度为v，所述0＜v‑v0≤0.5 m/s；其中，所述钢板的长度为45~52 m，所述水冷区域沿钢板长度方向设有若干水冷分区，所述水冷分区内沿钢板宽度方向在钢板上下表面设有若干喷嘴。本发明的方法可以有效解决TMCP类型的超长薄钢板长度方向冷却均匀问题，同时可以降低生产制造成本、提高轧制生产效率，提高合格率以及控制性能均匀性。

Description

一种改善TMCP钢板冷却均匀性的方法
技术领域
本发明属于钢铁冶金冷却均匀性控制技术领域，具体涉及一种改善TMCP钢板冷却均匀性的方法。
背景技术
TMCP(Thermo Mechanical Control Process：热机械控制工艺)就是在热轧过程中，在控制加热温度、轧制温度和压下量的控制轧制(Control Rolling)的基础上，再实施空冷或控制冷却及加速冷却的技术总称。由于TMCP工艺在不添加过多合金元素，也不需要复杂的后续热处理的条件下生产出高强度高韧性的钢材，被认为是一项节约合金和能源、并有利于环保的工艺，故自20世纪80年代开发以来，已经成为生产低合金高强度宽厚板不可或缺的技术。随着市场对TMCP钢的要求不断提高，TMCP工艺本身也在应用中不断发展。从近几年的研究工作看，重点是放在控制冷却，尤其是加速冷却方面。
通过加快轧制后的冷却速度，不仅可以抑制晶粒的长大，而且可以获得高强度高韧性所需的超细铁素体组织或者贝氏体组织，甚至获得马氏体组织。目前正在研发的在线加速冷却，是在轧制后直接将钢板冷却至常温，可以避免再加热工序。加速冷却工艺的研发所要解决的最大课题就是要防止冷却过程中产生的钢板变形，其关键在于保证对于钢板的冷却均匀性。因此，一种能够改善TMCP钢板冷却均匀性的方法成为研究的焦点。
此外，随着厚板市场竞争激烈，各大钢厂通过增加薄规格钢板长度，来提升轧制小时产量，达到节约成本的效果。而对于TMCP类型超长薄钢板来说，整板长度方向冷却不均导致超长薄板性能波动是其推广的制约因素。
CN 103599950 B公开了一种提高钢板冷却均匀性的加速冷却装置，通过对钢板采取加速冷却，设定钢板的初始速度V0和终止速度V1，来缩小长度方向的温差，使钢板冷却更均匀、提高钢板组织性能。但该发明仍未解决钢板长度长达45m～52m的超长薄板的冷却均匀性问题。
发明内容
解决的技术问题：针对上述技术问题，本发明提供了一种改善TMCP钢板冷却均匀性的方法，可以有效解决TMCP类型的超长薄钢板长度方向冷却均匀问题，同时可以降低生产制造成本、提高轧制生产效率，提高合格率以及控制性能均匀性。
技术方案：一种改善TMCP钢板冷却均匀性的方法，所述方法为：在TMCP生产线的水冷区域对钢板进行约束冷却，设定辊道的初速度为v0，设定辊道的末速度为v，所述0＜v-v0≤0.5m/s；其中，所述钢板的长度为45～52m，所述水冷区域沿钢板长度方向设有若干水冷分区，所述水冷分区内沿钢板宽度方向在钢板上下表面设有若干喷嘴。
优选的，所述钢板的厚度≤20mm。
优选的，所述水冷区域包括三组水冷分区，所述水冷分区沿钢板头尾方向依次设为第一水冷分区、第二水冷分区和第三水冷分区，所述第一水冷分区和第二水冷分区间隔3m～5m，所述第二水冷分区和第三水冷分区间隔8m～10m。
优选的，所述第一水冷分区内，在钢板上下表面分别设有射流喷嘴。
优选的，所述第二水冷分区内，在钢板下表面设有扇形喷嘴。
优选的，所述第三水冷分区内，在钢板上下表面分别设有扇形喷嘴。
优选的，所述喷嘴的喷射方向为倾斜向钢板输送的反方向。
有益效果：本发明通过辊道微加速和冷却流量分区域控制可减少长板中尾部的弛豫时间，可缩短尾部开冷时间约2s，可有效提高中尾部钢板的强度，且不增加头部过冷，长度方向冷却均匀，改善了整板性能均匀性。
附图说明
图1为对比例1的冷却扫描高温图；
图2为实施例1的冷却扫描高温图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。
本发明公开了一种改善TMCP钢板冷却均匀性的方法，所述方法为：在TMCP生产线的水冷区域对钢板进行约束冷却，设定辊道的初速度为v0，设定辊道的末速度为v，所述0＜v-v0≤0.5m/s；其中，所述钢板的长度为45～52m，钢板的厚度≤20mm，所述水冷区域沿钢板长度方向设有若干水冷分区，所述水冷分区内沿钢板宽度方向在钢板上下表面设有若干喷嘴，所述喷嘴的喷射方向为倾斜向钢板输送的反方向。
本发明的方法可以有效解决TMCP类型的超长薄钢板长度方向冷却均匀问题，同时可以降低生产制造成本、提高轧制生产效率，提高合格率以及控制性能均匀性。
为了更好地理解本发明的工艺流程，下面以3组对照试验进行说明。
实施例1
在TMCP生产线的水冷区域对钢板进行约束冷却，设定辊道的初速度为v0，设定辊道的末速度为v，所述0＜v-v0≤0.5m/s；其中，所述钢板的长度为45～52m，钢板的厚度≤20mm，所述水冷区域沿钢板长度方向设有若干水冷分区，所述水冷分区内沿钢板宽度方向在钢板上下表面设有若干喷嘴，所述喷嘴的喷射方向为倾斜向钢板输送的反方向。
设定水冷区域包括三组水冷分区，所述水冷分区沿钢板头尾方向依次设为第一水冷分区、第二水冷分区和第三水冷分区，所述第一水冷分区和第二水冷分区间隔3m，所述第二水冷分区和第三水冷分区间隔9m。所述第一水冷分区内，在钢板上下表面分别设有两组高压射流喷嘴。所述第二水冷分区内，在钢板下表面设有一组低压扇形喷嘴。所述第三水冷分区内，在钢板上下表面分别设有两组低压扇形喷嘴。其中，上述低压扇形喷嘴和高压射流喷嘴依照常规设置，即低压工作压力为1～10Mpa，高压工作压力为150～200Mpa。
钢板输送经水冷区域时，先经过第三水冷分区，通过钢板上下表面的低压扇形喷嘴对钢板进行预冷；再经过第二水冷分区，通过钢板下表面的低压扇形喷嘴再次降温，同时钢板下表面的冷却水受重力影响下落，两次冷却未造成冷却重叠，减少了冷却不均现象的出现；最后经过第一水冷分区，通过钢板上下表面的高压射流喷嘴进行高速大流量的急速冷却，进一步改善钢板长度方向的冷却均匀性。
实施例2
在TMCP生产线的水冷区域对钢板进行约束冷却，设定辊道的初速度为v0，设定辊道的末速度为v，所述0＜v-v0≤0.5m/s；其中，所述钢板的长度为45～52m，钢板的厚度≤20mm，所述水冷区域沿钢板长度方向设有若干水冷分区，所述水冷分区内沿钢板宽度方向在钢板上下表面设有若干喷嘴，所述喷嘴的喷射方向为倾斜向钢板输送的反方向。
设定水冷区域包括三组水冷分区，所述水冷分区沿钢板头尾方向依次设为第一水冷分区、第二水冷分区和第三水冷分区，所述第一水冷分区和第二水冷分区间隔4m，所述第二水冷分区和第三水冷分区间隔10m。所述第一水冷分区内，在钢板上下表面分别设有两组高压射流喷嘴。所述第二水冷分区内，在钢板下表面设有一组低压扇形喷嘴。所述第三水冷分区内，在钢板上下表面分别设有两组低压扇形喷嘴。其中，上述低压扇形喷嘴和高压射流喷嘴依照常规设置，即低压工作压力为1～10Mpa，高压工作压力为150～200Mpa。
钢板输送经水冷区域时，先经过第三水冷分区，通过钢板上下表面的低压扇形喷嘴对钢板进行预冷；再经过第二水冷分区，通过钢板下表面的低压扇形喷嘴再次降温，同时钢板下表面的冷却水受重力影响下落，两次冷却未造成冷却重叠，减少了冷却不均现象的出现；最后经过第一水冷分区，通过钢板上下表面的高压射流喷嘴进行高速大流量的急速冷却，进一步改善钢板长度方向的冷却均匀性。
实施例3
在TMCP生产线的水冷区域对钢板进行约束冷却，设定辊道的初速度为v0，设定辊道的末速度为v，所述0＜v-v0≤0.5m/s；其中，所述钢板的长度为45～52m，钢板的厚度≤20mm，所述水冷区域沿钢板长度方向设有若干水冷分区，所述水冷分区内沿钢板宽度方向在钢板上下表面设有若干喷嘴，所述喷嘴的喷射方向为倾斜向钢板输送的反方向。
设定水冷区域包括两组水冷分区，所述水冷分区沿钢板头尾方向依次设为第一水冷分区和第二水冷分区，所述第一水冷分区和第二水冷分区间隔5m。所述第一水冷分区内，在钢板上下表面分别设有两组高压射流喷嘴。所述第二水冷分区内，在钢板下表面设有一组低压扇形喷嘴。其中，上述低压扇形喷嘴和高压射流喷嘴依照常规设置，即低压工作压力为1～10Mpa，高压工作压力为150～200Mpa。
钢板输送经水冷区域时，先经过第二水冷分区，通过钢板下表面的低压扇形喷嘴对钢板进行预冷；再经过第一水冷分区，通过钢板上下表面的高压射流喷嘴进行高速大流量的急速冷却，进一步改善钢板长度方向的冷却均匀性。
对比例
在TMCP生产线的水冷区域对钢板进行无约束冷却，将钢板分别以与实施例1～3中相同的辊道速度v0匀速通过层流冷却水进行水冷。其中，所述钢板的长度为45～52m，钢板的厚度≤20mm。
上述3组对照试验参数设置和检测结果如下：
Figure BDA0002747575820000051
其中对比例1和实施例1的冷却扫描高温图分别如图1和图2所示。
结合表格和附图可知，本发明通过辊道微加速冷却流量分区域控制减少了长板中尾部的弛豫时间，可缩短尾部开冷时间约2s，可有效提高中尾部钢板的强度，且不增加头部过冷，长度方向冷却均匀，改善了整板性能均匀性。

Claims (7)

1.一种改善TMCP钢板冷却均匀性的方法，其特征在于，所述方法为：在TMCP生产线的水冷区域对钢板进行约束冷却，设定辊道的初速度为v0，设定辊道的末速度为v，所述0＜v-v0≤0.5 m/s；其中，所述钢板的长度为45~52 m，所述水冷区域沿钢板长度方向设有若干水冷分区，所述水冷分区内沿钢板宽度方向在钢板上下表面设有若干喷嘴。
2.根据权利要求1所述的一种改善TMCP钢板冷却均匀性的方法，其特征在于，所述钢板的厚度≤20 mm。
3.根据权利要求1所述的一种改善TMCP钢板冷却均匀性的方法，其特征在于，所述水冷区域包括三组水冷分区，所述水冷分区沿钢板头尾方向依次设为第一水冷分区、第二水冷分区和第三水冷分区，所述第一水冷分区和第二水冷分区间隔3 m~5 m，所述第二水冷分区和第三水冷分区间隔8 m ~10 m。
4.根据权利要求3所述的一种改善TMCP钢板冷却均匀性的方法，其特征在于，所述第一水冷分区内，在钢板上下表面分别设有射流喷嘴。
5.根据权利要求3所述的一种改善TMCP钢板冷却均匀性的方法，其特征在于，所述第二水冷分区内，在钢板下表面设有扇形喷嘴。
6.根据权利要求3所述的一种改善TMCP钢板冷却均匀性的方法，其特征在于，所述第三水冷分区内，在钢板上下表面分别设有扇形喷嘴。
7.根据权利要求1所述的一种改善TMCP钢板冷却均匀性的方法，其特征在于，所述喷嘴的喷射方向为倾斜向钢板输送的反方向。
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