CN200952025Y

CN200952025Y - 高强度低合金钢待温坯加速冷却系统

Info

Publication number: CN200952025Y
Application number: CN 200620078136
Authority: CN
Inventors: 康永林; 王道远; 于浩; 李翔; 尹雨群; 牛涛
Original assignee: University of Science and Technology Beijing USTB; Nanjing Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: University of Science and Technology Beijing USTB; Nanjing Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2006-09-08
Filing date: 2006-09-08
Publication date: 2007-09-26
Anticipated expiration: 2016-09-08

Abstract

本实用新型涉及冶金冷却系统，是高强度低合金钢待温坯加速冷却系统。包括待温坯、传输辊道，待温坯位于传输辊道上，并在传输辊道上来回摆动，传输辊道两侧设有冷却装置，冷却装置为至少三组轴流风机，轴流风机的轴线与传输辊道水平面的夹角为0～90度，轴流风机的轴线与轧制方向之间的夹角为0～180度。本实用新型的冷却装置还可以是至少三组气雾喷射装置，气雾喷射装置包括雾化冷却喷嘴，雾化冷却喷嘴与传输辊道水平面的夹角为0～90度，雾化冷却喷嘴轴线与轧制方向之间的夹角为0～180度。过风冷或气雾冷却来加速待温坯的冷却。本实用新型能够显著缩短高强度低合金钢生产过程中的待温时间。

Description

高强度低合金钢待温坯加速冷却系统

技术领域

本实用新型涉及冶金冷却系统，具体的说是高强度低合金钢待温坯加速冷却系统。

背景技术

近年来随着冶金技术水平的提高，通过合金元素沉淀强化的新型优质合金钢得到迅猛发展，这些钢的共同特点是通过微合金化，控制轧制和控制冷却来实现钢材本身的高强韧匹配，同时降低碳含量和碳当量，使焊接性得到明显改善。细化晶粒是提高钢材性能的重要手段之一。在微合金钢中获得细晶粒的主要方法是：利用控轧控冷技术，在控轧第二阶段奥氏体未再结晶区进行大变形，增加晶体缺陷，提高新相的形核率；在轧后相变温度范围内控制冷却，细化晶粒，从而提高产品的强韧性。第二阶段未再结晶型控制轧制引起钢的强度和韧性的改善，主要是由于铁素体晶粒的细化，含有Nb、V、Ti的钢，经过未再结晶区轧制，在拉长的奥氏体边界、滑移带和位错等处，这些元素的碳氮化合物将优先析出，而且主要沿奥氏体晶界析出，因而可以阻止铁素体和珠光体尺寸的长大。随着道次变形量和在此温度区间的总变形量的增大，钢的屈服强度也提高，脆性转变温度下降，并且韧性特别是低温转变韧性得到明显改善。未再结晶区压下量的增大可以有效改善轧制冷却后的室温组织，但同时也对待温坯的冷却提出了难题。例如在高钢级管线钢的生产中通常选择待温坯厚度大于三倍的成品厚度的轧制工艺，而由于待温中空冷的速率很慢，温降过程往往会占用六七分钟的时间，严重影响了生产的效率。因此，第二阶段未再结晶区控制轧制过程中的待温坯冷却速度慢，生产效率低已经成为制约高强度低合金钢特别是管线钢生产的难题之一。

发明内容

本实用新型的目的在于提出一种能够显著加快高强度低合金钢待温坯冷却速度，缩短待温时间，提高生产效率的高强度低合金钢待温坯加速冷却系统。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

高强度低合金钢待温坯加速冷却系统，包括待温坯、传输辊道，待温坯位于传输辊道上，并在传输辊道上来回摆动，传输辊道两侧设有冷却装置，冷却装置为至少三组轴流风机，轴流风机的轴线与传输辊道水平面的夹角为0～90度，轴流风机的轴线与轧制方向之间的夹角为0～180度。

本实用新型的冷却装置还可以是至少三组气雾喷射装置，气雾喷射装置包括雾化冷却喷嘴，雾化冷却喷嘴与传输辊道水平面的夹角为0～90度，雾化冷却喷嘴轴线与轧制方向之间的夹角为0～180度。

本实用新型的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现：

前述的高强度低合金钢待温坯加速冷却系统，其中所述轴流风机的轴线与传输辊道水平面的夹角为30～60度，轴流风机的轴线与轧制方向之间夹角为30～150度。

前述的高强度低合金钢待温坯加速冷却系统，其中所述轴流风机为3～10组，各组轴流风机等间距分布在传输辊道两侧，间距为0.5～1米。

前述的高强度低合金钢待温坯加速冷却系统，其中所述轴流风机的功率为500瓦～20千瓦。

前述的高强度低合金钢待温坯加速冷却系统，其中所述轴流风机组数为6组，各组轴流风机间距为0.9米，轴流风机的轴线与传输辊道水平面的夹角为45度，轴流风机的轴线与轧制方向之间的夹角为45度。

前述的高强度低合金钢待温坯加速冷却系统，其中所述雾化冷却喷嘴与传输辊道水平面的夹角为30～60度，雾化冷却喷嘴的轴线与轧制方向之间的夹角为30～150度。

前述的高强度低合金钢待温坯加速冷却系统，其中所述气雾喷射装置为3～20组，且等间距分布在传输辊道两侧，间距为0.5～1.5米。

前述的高强度低合金钢待温坯加速冷却系统，其中所述雾化冷却喷嘴的喷头直径为20～100毫米。

前述的高强度低合金钢待温坯加速冷却系统，其中所述气雾喷射装置组数为8组，各气雾喷射装置的间距为0.8米，雾化冷却喷嘴与传输辊道水平面的夹角为45度，雾化冷却喷嘴的轴线与轧制方向之间的夹角为45度。

本实用新型的优点为：通过在待温坯的传输辊道两侧设置轴流风机或气雾喷射装置，轴流风机和雾化冷却喷嘴在水平方向上和竖直方向上的角度都可以根据实际生产情况进行调节，使得轴流风机的气流或雾化冷却喷嘴喷出的水斑尽量能够覆盖整个待温坯的宽度，通过风冷或气雾冷却来加速待温坯的冷却。本实用新型能够显著缩短高强度低合金钢生产过程中的待温时间，在炉卷轧机上由150mm厚的铸坯生产21mm厚的成品板每块原待温时间为5.5～7分钟，利用本加速冷却系统可以将原来的时间缩短至1～3分钟，加快了生产节奏，提高了生产效率。在未增加任何加速冷却设施和工艺时，在炉卷轧机上由150mm厚的铸坯生产21mm厚的成品板每块需要的时间为10～12分钟，采用本加速冷却系统可以将原来的时间缩短至5～8分钟。

附图说明

图1为本实用新型实施例一的轴流风机分布示意图。

图2为图1的左视图。

图3为本实用新型实施例二的气雾喷射装置分布示意图。

图4为图3的左视图。

具体实施方式

本实用新型为高强度低合金钢待温坯加速冷却系统，第二阶段未再结晶区控制轧制过程中的待温坯在传输辊道上来回摆动等待降温，在传输辊道两侧采用轴流风机风冷或采用气雾冷却装置喷射气雾对待温坯进行加速冷却。根据待温坯的厚度，待温坯温度和待温坯在辊道上的传输速度，选择不同的冷却设备，轴流风机或气雾冷却装置。轴流风机的大小，组数，轴线与传输辊道水平面的夹角以及气雾冷却装置的组数，组与组之间的间隔，每组中雾化冷却喷嘴的喷射角度、喷射压力和喷射水量都可根据生产实际来进行选择。风机或喷嘴与钢板的垂直距离也可根据生产的实际条件制定。在轧制时待温坯待温过程中，高强度低合金钢待温坯加速冷却系统开启，对待温坯表面进行喷雾或吹强冷空气冷却，喷射的范围能覆盖住最宽钢板的整个表面。通过待温过程中的加速冷却系统，迅速降低待温坯的温度，加快生产节奏，提高生产效率。

实施例一

本实施例为采用轴流风机对待温坯进行加速冷却的高强度低合金钢待温坯加速冷却系统。选择轴流风机对待温坯进行加速冷却适用于厚度为50-80mm，温度900℃-1100℃，在辊道上1的传输速度为0.5m/s-2m/s的待温坯。如图1所示，在传输辊道1两侧设有六组轴流风机2，轴流风机2通过固定装置固定在轧机入口侧传输辊道1的两侧，可采用螺栓将轴流风机底座固定在传输辊道1两旁。各组轴流风机2为同等规格，如采用相同功率500瓦～20千瓦等。各组轴流风机2等间隔排列在传输辊道1的两侧，各组轴流风机2之间的间距为1.2～1.5倍的轴流风机2的直径，约0.5～1米，根据轴流风机2的直径、功率、钢板的长度等参数确定。轴流风机2的轴线与传输辊道1水平面的夹角θ1的角度可根据实际生产在0～90度之间选择，如图2所示，当θ1为0度时，轴流风机2对待温坯进行平吹；当θ1为90度时，轴流风机2对待温坯进行竖直吹。轴流风机2轴线与轧制方向之间的夹角θ2的角度可根据实际生产在0～180度之间选择，使轴流风机2位于传输辊道1的两侧。竖直方向上，通过调整轴流风机2的轴线与传输辊道1水平面的夹角θ1，使得轴流风机2的气流能够覆盖整个待温坯的宽度。在水平方向上，由于待温坯在冷却过程中要在传输辊道1上不停的前后移动以减少辊道的热损耗，通过调整轴流风机2轴线与轧制方向之间的夹角θ2，保证同一组的轴流风机2间能够互补，达到均匀的加速冷却效果。轴流风机2组数选择6组，各组轴流风机2间距为0.9米，轴流风机2的轴线与传输辊道1水平面的夹角为45度，轴流风机2的轴线与轧制方向之间的夹角为45度。

在具体生产过程中，第一阶段轧制结束后，待温坯以较慢的速度在传输辊道2上游动，轴流风机1开启对待温钢板进行吹扫冷却，冷却的时间由轴流风机2的冷却强度及钢板温度、厚度、环境温度等多因素共同确定。通过轴流风机2的加速冷却，可以使原有的待温时间由5.5～7分钟缩短为1～3分钟，可将生产效率由原有的每小时5～6块提高至每小时8～10块甚至更多。

实施例二

本实施例为采用气雾冷却装置对待温坯进行加速冷却的高强度低合金钢待温坯加速冷却系统。选择气雾冷却装置对待温坯进行加速冷却适用于厚度是50-80mm，温度900℃-1100℃，在辊道上的传输速度为0.5m/s-2m/s的待温坯。如图3所示，在传输辊道1两侧设有8组气雾冷却装置3，气雾冷却装置3包括雾化冷却喷嘴、喷嘴支架、固定装置，气雾冷却装置3通过固定装置固定在传输辊道1的两侧。8组气雾冷却装置3等间距的固定在传输辊道1的两侧，间距为0.5～1.5米，由雾化冷却喷嘴喷射气雾的面积、钢板的长度等参数确定。各组气雾冷却装置3为同等规格，如相同的喷嘴直径、水压等。雾化冷却喷嘴与传输辊道1水平面的夹角α1可以根据实际生产情况在0～90度之间选择。雾化冷却喷嘴轴线与轧制方向之间的夹角α2可以根据实际生产情况在0～180度之间选择。雾化冷却喷嘴的喷头直径为20～100毫米，水压为0.5～1MPa。竖直方向上，通过调整雾化冷却喷嘴与传输辊道1水平面的夹角α1，使得雾化冷却喷嘴喷出的水斑能够覆盖整个待温坯的宽度。在水平方向上，由于待温坯在冷却过程中要在传输辊道1上不停的前后移动以减少辊道的热损耗，通过调整雾化冷却喷嘴轴线与轧制方向之间的夹角α2，保证同一组的气雾冷却装置间能够互补，达到均匀的加速冷却效果。气雾喷射装置3组数为8组，各气雾喷射装置的间距为0.8米，雾化冷却喷嘴与传输辊道水平面的夹角为45度，雾化冷却喷嘴的轴线与轧制方向之间的夹角为45度。

在具体生产过程中，第一阶段轧制结束后，待温坯以较慢的速度在辊道上游动，气雾喷射装置开启对待温钢板进行喷雾冷却，冷却的时间由气雾喷射装置的冷却强度及钢板温度、厚度、环境温度等多因素共同确定。通过气雾喷射装置的加速冷却，可以使原有的待温时间由5.5～7分钟缩短为1～3分钟，可将生产效率由原有的每小时5～6块提高至每小时8～10块甚至更多。

本实用新型还可以有其它实施方式，凡采用同等替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求保护的范围之内。

Claims

1.高强度低合金钢待温坯加速冷却系统，包括待温坯、传输辊道，待温坯位于传输辊道上，并在传输辊道上来回摆动，其特征在于：所述传输辊道两侧设有冷却装置，所述冷却装置为至少三组轴流风机，所述轴流风机的轴线与传输辊道水平面的夹角为0～90度，所述轴流风机的轴线与轧制方向之间的夹角为0～180度。

2.如权利要求1所述的高强度低合金钢待温坯加速冷却系统，其特征在于：所述轴流风机的轴线与传输辊道水平面的夹角为30～60度，所述轴流风机的轴线与轧制方向之间夹角为30～150度。

3.如权利要求1所述的高强度低合金钢待温坯加速冷却系统，其特征在于：所述轴流风机为3～10组，各组轴流风机等间距分布在传输辊道两侧，所述间距为0.5～1米。

4.如权利要求1所述的高强度低合金钢待温坯加速冷却系统，其特征在于：所述轴流风机的功率为500瓦～20千瓦。

5.如权利要求1或2或3所述的高强度低合金钢待温坯加速冷却系统，其特征在于：所述轴流风机组数为6组，各组轴流风机间距为0.9米，所述轴流风机的轴线与传输辊道水平面的夹角为45度，所述轴流风机的轴线与轧制方向之间的夹角为45度。

6.高强度低合金钢待温坯加速冷却系统，包括待温坯、传输辊道，待温坯位于传输辊道上，并在传输辊道上来回摆动，其特征在于：所述传输辊道两侧设有冷却装置，所述冷却装置为至少三组气雾喷射装置，所述气雾喷射装置包括雾化冷却喷嘴，所述雾化冷却喷嘴与传输辊道水平面的夹角为0～90度，所述雾化冷却喷嘴的轴线与轧制方向之间的夹角为0～180度。

7.如权利要求6所述的高强度低合金钢待温坯加速冷却系统，其特征在于：所述雾化冷却喷嘴与传输辊道水平面的夹角为30～60度，所述雾化冷却喷嘴的轴线与轧制方向之间的夹角为30～150度。

8.如权利要求6所述的高强度低合金钢待温坯加速冷却系统，其特征在于：所述气雾喷射装置为3～20组，且等间距分布在传输辊道两侧，所述间距为0.5～1.5米。

9.如权利要求6所述的高强度低合金钢待温坯加速冷却系统，其特征在于：所述雾化冷却喷嘴的喷头直径为20～100毫米。

10.如权利要求6或7或8所述的高强度低合金钢待温坯加速冷却系统，其特征在于：所述气雾喷射装置组数为8组，各气雾喷射装置的间距为0.8米，所述雾化冷却喷嘴与传输辊道水平面的夹角为45度，所述雾化冷却喷嘴的轴线与轧制方向之间的夹角为45度。