CN112570473A - 一种厚板超长近机式轧后冷却装置及使用方法 - Google Patents

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Abstract

一种厚板超长近机式轧后冷却装置及其使用方法，所述轧后冷却装置包括：若干对上下正对设置的上、下集管，每对上、下集管之间的间距为1±0.5m，且，每对上、下集管之间均设有一输送辊道，形成长度100±20m的轧后冷却长度；每个上集管、下集管通过连接管道连接至供水总管；对应每个上集管、下集管的各连接管道上均依次设有开关蝶阀、流量调节阀、流量计。本发明可以缩短轧制工序到轧后冷却工序的间隔时间，缩短钢板在入水前的空冷时间，降低入水前的温降。超长的冷却装置可以在确保冷却时间和冷却效果的同时匹配轧机速度，实现与轧机同步连轧连冷，生产效率更高，尾部入水温降也更小。

Description

一种厚板超长近机式轧后冷却装置及使用方法
技术领域
本发明属于厚板轧后冷却装置的技术领域，涉及一种厚板超长近机式轧后冷却装置及其使用方法。
背景技术
钢板轧后冷却技术，就是钢板在一定化学成分下，通过对轧制后的钢板进行可控的水冷的技术。一般情况下，轧后冷却的过程控制量包括钢板入水温度、钢板出水温度和钢板的水冷速度等，从而细化晶粒以及获得目标晶体组织，提高钢板的性能。
厚板轧后冷却装置用于完成钢板轧制后控冷的喷水系统。而厚板的轧后冷却系统一般由若干对集管组成(一上一下集管为一对)。如果是高压段则供水最大压力可达0.5～0.6MPa，直接由供水泵按照设定的压力供水；而低压段供水压力为高位水箱供水，供水压力为0.1～0.2MPa。冷却水由集管的喷嘴中喷到钢板表面，实现钢板降温的目的。
而一般厚板轧后冷却装置则远离精轧机，钢板需要完成最后道次轧制，等待抛钢结束后才可以向轧后冷却装置移动，开始轧后冷却时序。典型的轧后冷却装置长度≤30m，钢板通板速度≤2.5m/s。典型轧后冷却装置布局见图1：
图中，10精轧机、20预矫直机、30轧后冷却装置、40热矫直机；Δ1、Δ2、Δ3分别为各个间距的修正值。由于仪表安装以及控制上需要一定安全距离的原因，设备间距需要根据需要进行一定程度的调整。
中国专利CN20111040618公开了一种将40～100mm的中厚板正向快速空冷通过轧后冷却设备至矫直机；反向矫直后反向快速空冷通过轧后冷却设备送回至超快冷设备前的轧后辊道再完成水冷工序的方法。
中国专利CN201310693318公开了一种倾斜对称设计的新型中厚板轧后超快速冷却集管装置，装置的上集管包括正向射流上集管和逆向射流上集管，改善均匀冷却，更大程度抑制控冷区外残余水对钢板上表面的冷却影响。
中国专利CN201520013435公开了一种中厚板轧后冷却系统，该冷却系统包括超强冷却系统和控制冷却系统，变频泵与高位水箱的进口通过管路相连，并通过阀门控制管路的供水通断，以满足不同钢种的冷却需求，增加了泵组调节的灵活性，减少了设备的投资。
现有轧后冷却技术存在如下问题：
(1)由于轧后冷却装置远离精轧机，钢板入水前要经过较为长时间的空冷，生产节奏慢。
(2)轧后冷却装置长度在30m以内，钢板如果要完成大幅度的温降则需要更长的时间，只能降低通板速度。因此带来一下问题：
①通板速度慢，形程工序瓶颈，降低了钢板生产效率。
②通板速度慢，钢板尾部入水前空冷时间更长，尾部入水温度控制难度大，一旦尾部温度低于相变温度则引发钢板性能问题。因此这限制了钢板可以水冷的最大长度，降低了轧制单重和小时产出量。
(3)轧后冷却装置无法实现与精轧机同步工作，而且最大冷却长度受到通板速度和冷却装置长度的限制一般小于50m。此种构造无法满足100米长厚板的轧制和水冷的需要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种厚板超长近机式轧后冷却装置及其使用方法，可以缩短轧制工序到轧后冷却工序的间隔时间，缩短钢板在入水前的空冷时间，降低入水前的温降。超长的冷却装置可以在确保冷却时间和冷却效果的同时匹配轧机速度，实现与轧机同步连轧连冷，生产效率更高，尾部入水温降也更小。
为达到上述目的，本发明的技术方案是：
一种厚板超长近机式轧后冷却装置，其包括：若干对上下正对设置的上、下集管，每对上、下集管之间的间距为1±0.5m，且，每对上、下集管之间均设有一输送辊道，形成长度100m±20m的轧后冷却长度；每个上集管、下集管通过连接管道连接至供水总管；对应每个上集管、下集管的各连接管道上均依次设有开关蝶阀、流量调节阀、流量计。
优选的，所述上集管下表面与所述输送辊道上表面的间距为0.6～1.2m。
优选的，每隔4～8米距离在所述上、下集管形成的冷却系统两侧安装一对清理积水的侧喷扫水装置。
优选的，所述上集管安装在可倾翻到与地面垂直角度的支撑杆上。
本发明所述的厚板超长近机式轧后冷却装置的使用方法，其包括如下步骤：
1)轧后冷却装置安装在精轧机测厚仪之后；
2)钢板长度方向集管组数的计算方法：
将钢板长度按照集管间距划分为若干段；
每段钢板的冷却时间为：
ti＝(Ti入口-Ti目标)/CR目标
上式中：ti：i段的冷却时间，单位，；Ti入口：i段的入水温度，单位，℃；Ti目标：i段的目标温度，单位，℃；CR目标：目标冷却速度，单位，m/s；
每段钢板的冷却集管组数：
Figure BDA0002223346430000031
上式中：Hi：i段的冷却集管组数，单位，组；vi：i段在轧后冷却装置中的速度，单位，m/s；ti：i段冷却时间，单位，s；
3)冷却过程控制方法：
倒数第二道次咬钢时，按照预测的终轧温度计算钢板冷却组数，并按最大组数将冷却集管打开，并达到设定流量；
最后道次轧制时，根据精轧机出口温度计修正钢板每段的冷却计算数量；
钢板在冷却装置中移动到相应位置时，如果上、下集管数量需要变动，则从后向前关闭上、下集管。
本发明轧后冷却装置尽量靠近精轧机，安装在测厚仪之后(测厚仪安装距离精轧机10m)。另外轧后冷却长度在100m。Δ1：作为轧后冷却装置与测厚仪间距的安全距离，范围为3～6m；Δ2作为轧后冷却装置仪表、吹扫装置等的安装位置、控制上的安全距离修正量，也可以作为冷却装置长度的修正量，范围：±20m。
精轧机最后道次轧制的同时钢板进入轧后冷却装置进行冷却。
轧后冷却系统辊道速度与轧机速度同步。
本发明的有益效果：
本发明可以缩短轧制工序到轧后冷却工序的间隔时间，缩短钢板在入水前的空冷时间，降低入水前的温降。
超长的冷却装置可以在确保冷却时间和冷却效果的同时匹配轧机速度，实现与轧机同步连轧连冷，生产效率更高，尾部入水温降也更小。
由于以上两点，使用本发明所述装置可以生产长度达100m的钢板，是普通厚板冷却装置最大生产长度的2倍数。
另外，本发明轧后冷却装置由于采用近机式布局，并没有由于延长冷却装置长度造成厂房长度大幅度增加。因此，无论在生产速度、小时产出、长度方向的温度控制相对于普通的厚板水冷装置有显著提升。
附图说明
图1为现有技术中典型轧后冷却装置布局示意图。
图2为本发明所述轧后冷却装置布局示意图。
图3为本发明所述轧后冷却装置中集管数量以及间距示意图。
图4为本发明所述轧后冷却装置流量控制管路原理图。
具体实施方式
参见图2～图4，本发明所述的一种厚板超长近机式轧后冷却装置，其包括：
若干对上下正对设置的上、下集管1、2，每对上、下集管之间的间距为1±0.5m，且，每对上、下集管1、2之间均设有一输送辊道3，形成长度100m±20m的轧后冷却长度；
每个上集管1、下集管2通过连接管道连接至供水总管4；对应每个上集管1、下集管2的各连接管道上均依次设有开关蝶阀F2、流量调节阀F1、流量计M(以上集管1为例)。
优选的，所述上集管安装在可倾翻到与地面垂直角度的支撑杆上。
优选的，所述上集管下表面与所述输送辊道上表面的间距为0.6～1.2m。
优选的，在所述上、下集管形成的冷却系统两侧每隔4～8米距离安装一对清理积水的侧喷扫水装置。
本发明所述的厚板超长近机式轧后冷却装置的使用方法，其包括如下步骤：
1)轧后冷却装置安装在精轧机测厚仪之后；
2)钢板长度方向集管组数的计算方法：
将钢板长度按照集管间距划分为若干段；
每段钢板的冷却时间为：
ti＝(Ti入口-Ti目标)/CR目标
上式中：ti：i段的冷却时间，单位，；Ti入口：i段的入水温度，单位，℃；Ti目标：i段的目标温度，单位，℃；CR目标：目标冷却速度，单位，m/s；
每段钢板的冷却集管组数：
Figure BDA0002223346430000052
上式中：Hi：i段的冷却集管组数，单位，组；vi：i段在轧后冷却装置中的速度，单位，m/s；ti：i段冷却时间，单位，s；
3)冷却过程控制方法：
倒数第二道次咬钢时，按照预测的终轧温度计算钢板冷却组数，并按最大组数将冷却集管打开，并达到设定流量；
最后道次轧制时，根据精轧机出口温度计修正钢板每段的冷却计算数量；
钢板在冷却装置中移动到相应位置时，如果上、下集管数量需要变动，则从后向前关闭上、下集管。
实施例1
材料、板坯尺寸、轧制速度以及冷却工艺要求如下表1：
表1
Figure BDA0002223346430000051
Figure BDA0002223346430000061
钢板头尾冷却组数：头部冷却组数64组；尾部冷却组数24组。
实施例2
材料、板坯尺寸、轧制速度以及冷却工艺要求如下表2：
表2
Figure BDA0002223346430000062
钢板头尾冷却组数：头部冷却组数56组；尾部冷却组数22组。

Claims (6)

1.一种厚板超长近机式轧后冷却装置，其特征在于，包括：
若干对上下正对设置的上、下集管，每对上、下集管之间的间距为1±0.5m，且，每对上、下集管之间均设有一输送辊道，形成长度100±20m的轧后冷却长度；
每个上集管、下集管通过连接管道连接至供水总管；对应每个上集管、下集管的各连接管道上均依次设有开关蝶阀、流量调节阀、流量计。
2.如权利要求1所述的厚板超长近机式轧后冷却装置，其特征在于，所述上集管下表面与所述输送辊道上表面的间距为0.6～1.2m。
3.如权利要求1或2所述的厚板超长近机式轧后冷却装置，其特征在于，在所述上、下集管形成的冷却系统两侧每隔4～8米距离安装一对清理积水的侧喷扫水装置。
4.如权利要求1或2或3所述的厚板超长近机式轧后冷却装置，其特征在于，所述上集管安装在可倾翻到与地面垂直角度的支撑杆上。
5.如权利要求1所述的厚板超长近机式轧后冷却装置的使用方法，其特征是：包括如下步骤：
1)轧后冷却装置安装在精轧机测厚仪之后；
2)钢板长度方向集管组数的计算方法：
将钢板长度按照集管间距划分为若干段；
每段钢板的冷却时间为：
ti＝(Ti入口-Ti目标)/CR目标
上式中：ti：i段的冷却时间，单位，；Ti入口：i段的入水温度，单位，℃；Ti目标：i段的目标温度，单位，℃；CR目标：目标冷却速度，单位，m/s；
每段钢板的冷却集管组数：
Figure FDA0002223346420000011
上式中：Hi：i段的冷却集管组数，单位，组；vi：i段在轧后冷却装置中的速度，单位，m/s；ti：i段冷却时间，单位，s；
3)冷却过程控制方法：
倒数第二道次咬钢时，按照预测的终轧温度计算钢板冷却组数，并按最大组数将冷却集管打开，并达到设定流量；
最后道次轧制时，根据精轧机出口温度计修正钢板每段的冷却计算数量；
钢板在冷却装置中移动到相应位置时，如果上、下集管数量需要变动，则从后向前关闭上、下集管。
6.如权利要求5所述的厚板超长近机式轧后冷却装置的使用方法，其特征是：所述测厚仪安装距离精轧机10～15m，所述轧后冷却装置安装在测厚仪之后，所述轧后冷却装置与测厚仪之间保持的安全距离Δ2为3～6m。
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