CN1216700C - 热轧带钢三段层流冷却工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种热轧带钢三段层流冷却工艺，该工艺采用计算机层流冷却控制，其特征在于将带钢设为三段进行冷却，第一段是长为30m的头部段，第二段是带钢的中间段，第三段是长为20m的尾部段，三段的冷却温度分别控制在：中间段等于目标卷取温度，头部段比目标卷取温度高20～50℃，尾部段比目标卷取温度高20～40℃。实现本发明热轧带钢三段层流冷却工艺后，钢带的性能均匀性能得到明显改善。由于头、尾冷却温度的提高补偿了冷却速度快对金相组织带来的影响，使原来钢带同卷差40MPa左右，降低到了15～20MPa，解决了头部温度低带来热轧带钢生产薄规格易卡钢、生产厚规格易摊钢的难题，同时由于钢带性能均匀性的改善更好地满足了下道工序的要求。
Description
技术领域
本发明属于带钢冷却技术，尤其涉及热轧带钢三段层流冷却工艺。
背景技术
在热轧带钢生产过程中，为了进一步提高产品质量和增加经济效益，获得优质的热轧带钢的机械性能，热轧带钢在离开末架精轧机后，进入卷取机之前，需要对热带钢进行快速冷却，以控制带钢的卷取温度，该卷取温度为设定温度也叫目标卷取温度。通常认为卷取温度控制以设定温度为轴波动范围越小控制精度越高，控制水平就越好。而且还要求在带钢的整个长度上冷却均匀，以保证带钢的机械性能均匀一致。事实上，采用这种冷却方式生产出来的带钢，钢带的同卷性能差值大。这主要是由于钢带头尾温降大、冷却快，尤其钢带卷取后的钢卷头尾温降、冷却速度均比钢带中心温降大，冷却速度快。成卷后空冷的冷却速度为头尾20℃/h左右，钢带卷中心部为15℃/h左右，加上轧制过程中也存在头尾冷却速度相对较快，温降大。根据冶金学原理，冷却速度快过冷度大相变形核几率多、形成晶粒细化。同时卷取后头尾冷却速度快，轧后动态恢复过程没有钢带中心部位进行完全。另外含有微合金元素的钢在卷取后由于中心部冷却速度慢，头尾的微合金析出物明显细化、弥散。上述过程的不同，影响了带钢的晶粒度不同，起到细晶强化作用；钢带动态恢复不同，位错强化不同；微合金析出物明显细化、弥散，起到弥散强化作用。由此导致钢带头尾强度要高于钢带中心部强度40Mpa左右，而影响产品质量。在生产中，如果薄钢带头部按工艺要求冷却温度相对偏低，就容易变形，会造成卷取困难而发生卡钢事故；如果厚规格钢带头部按工艺要求冷却温度相对偏低，钢板变形抗力值就高，会因卷取机能力不足而发生摊钢事故。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能有效克服因钢带卷头尾温降大、冷却快而产生的钢带同卷性能差值大的热轧带钢三段层流冷却工艺。
本发明热轧带钢三段层流冷却工艺是这样实现的：该工艺采用计算机层流冷却控制，其特征在于将带钢设为三段进行冷却，第一段是长为30m的头部段，第二段是带钢的中间段，第三段是长为20m的尾部段，三段的冷却温度分别控制在：中间段等于目标卷取温度，头部段比目标卷取温度高20～50℃，尾部段比目标卷取温度高20～40℃。
实现本发明热轧带钢三段层流冷却工艺后，钢带的性能均匀性能得到明显改善。由于冷却温度的提高补偿了冷却速度快对金相组织带来的影响，使原来钢带同卷差40Mp左右，降低到了15～20Mpa，从而解决了头部温度低带来热轧带钢生产薄规格易卡钢、生产厚规格易摊钢的难题，同时由于钢带性能均匀性的改善更好地满足了下道工序的要求。
附图说明
附图1为现有卷取温度冷却工艺图。
附图2为本发明三段冷却工艺图。
附图3为本发明的控制方框图。
附图4为本发明三段冷却控制程序图。
具体实施方式
下面参照附图通过实施例对本发明热轧带钢三段层流冷却工艺作进一步的描述。
附图1为现有卷取温度冷却工艺图，图中t为温度，m为长度，o为目标卷取温度，从图中可以看出，现有带钢的卷取温度冷却方式是整卷带钢1前后温度相同，都处于目标卷取温度上。附图2为本发明三段冷却工艺图，与附图1的不同之处在于带钢1头部段30米的冷却温度要比中间段冷却温度(即目标卷取温度)高20～50℃，尾部段的冷却温度要比中间段高20～40℃。头部段和尾部段需要增加温度的多少主要根据带钢1的规格，也即其断面尺寸来确定，具体温度请参见表1。本发明三段层流冷却工艺利用了现有的计算机层流冷却控制功能，其控制方法如附图3所示，即计算机根据带钢的规格确定三段冷却工艺之后，再根据三段冷却工艺确定带钢1头部段、中间段和尾部段的长度，并计算出各自的层流浇水量(也即开阀数)，然后把带钢1头部段、中间段和尾部段的长度和开阀数指令发送给电气设备，再由电气设备按不同的长度和温度
单位：℃
| 带宽mm部位带厚mm | 850～1049 | 1050～1249 | 1250～1449 | 1450～1630 | ||||
| 头部 | 尾部 | 头部 | 尾部 | 头部 | 尾部 | 头部 | 尾部 | |
| 1.2～1.9 | 30 | 25 | 35 | 25 | 40 | 30 | 45 | 35 |
| 2.0～3.9 | 25 | 25 | 30 | 25 | 35 | 25 | 40 | 30 |
| 4.0～7.9 | 20 | 20 | 25 | 20 | 30 | 20 | 35 | 25 |
| 8.0～11.9 | 25 | 20 | 30 | 20 | 35 | 25 | 40 | 30 |
| 12.0～15.9 | 30 | 20 | 25 | 25 | 40 | 30 | 45 | 35 |
| 16.0～19.0 | 30 | 25 | 40 | 30 | 45 | 35 | 50 | 40 |
表1、三段层流冷却工艺头部段和尾部段卷取温度控制方案表指挥动力设备开闭水阀，从而实现热轧带钢三段层流冷却工艺。
实施例1：
本发明实施例1以SS400钢生产1.5×1250mm规格的带钢为例，带钢1的目标卷取温度设定为650℃，根据表1可以看到其头部段理想的卷取温度应比目标卷取温度高35℃，也即685℃，而其尾部段的卷取温度应为675℃。计算机根据三段冷却控制程序(请参见附图4)，先检查是否三段冷却；如是，则确定三段冷却工艺制度(找出头部段和尾部段与目标卷取温度之差)；计算出三段的开阀数(头部段的层流阀数为6、中间段为9、尾部段为7)，并确定各自的长度。然后电气设备根据计算机的指令指挥动力设备按上述不同的阀数开闭阀门，实现三段层流冷却工艺。
实施例2：
本发明实施例2以Q345A钢生产16×1550mm规格的带钢为例，带钢1的目标卷取温度设为630℃，根据表1可以看到其头部段理想的卷取温度应比目标卷取温度高50℃，也即680℃，其尾部段的卷取温度应为670℃。计算机根据三段冷却控制程序，计算出带钢1头部段的层流阀数为28、中间段为36、尾部段为30。最后由动力设备按上述不同的阀数完成阀门的开闭，从而实现热轧带钢三段层流冷却工艺。
Claims (3)
1.一种热轧带钢三段层流冷却工艺，采用计算机层流冷却控制，其特征在于将带钢设为三段进行冷却，第一段是长为30m的头部段，第二段是带钢的中间段，第三段是长为20m的尾部段，三段的冷却温度分别控制在：中间段等于目标卷取温度，头部段比目标卷取温度高20～50℃，尾部段比目标卷取温度高20～40℃。
2.根据权利要求1所述的热轧带钢三段层流冷却工艺，其特征在于针对1.5×1250mm规格的SS400带钢，其头部段的冷却温度比目标卷取温度高35℃，尾部段的冷却温度比目标卷取温度高25℃。
3.根据权利要求1所述的热轧带钢三段层流冷却工艺，其特征在于针对16×1550mm规格的Q345A带钢，其头部段的冷却温度比目标卷取温度高50℃，尾部段的冷却温度比目标卷取温度高40℃。
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