CN200991711Y - 热轧层流冷却系统带钢测温装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及热轧层流冷却系统带钢测温装置，其包括测温处理器(12)和与之以光纤(11)连接的光纤测温探头(10)，还包括转动架(9)，光纤测温探头的尾部通过该转动架活动支撑在固定钢梁(8)上，该转动架的张开角度即光纤测温探头的瞄准线(5)与钢板间或固定钢梁间夹角(7)为45～60度；光纤测温探头对准带钢中心位置(2)，把带钢(1)辐射的光能通过光纤(11)传入测温处理器(12)，该处理器把光信号转换成标准电信号通过电缆(13)输送到二级过程自动化系统(14)。本实用新型操作方便，用于精调段和微调段的温度控制，并且能够达到精确、快速控制卷取温度的目的，从而提高成品带卷质量。

Description

热轧层流冷却系统带钢测温装置

技术领域

本实用新型属于热轧带钢测温技术领域，尤其涉及热连轧及CSP层流冷却系统带钢测温技术。

背景技术

层流冷却控制即带钢卷取温度控制，是热轧最重要控制参数之一。温度控制的关键在于测量的准确性。

在热连轧带钢生产过程中，为了进一步提高产品质量和产量，增加经济效益，获得优良的热轧带钢机械性能，热轧带钢在离开精轧机组末机架后，进入卷取机之前，需要对热带钢进行快速层流冷却及温度控制。即在5～10秒时间内，在100米左右的层流冷却区把带钢从850℃左右喷水冷却降至620℃左右，而且要求钢板实际温度与目标温度(即过程自动化模型计算设定温度)相差不超过±20℃。

实际上，带钢通过精轧机组轧制后，由于以下原因：

1.沿长度方向上温度的差异性：即头、尾温降大，中间温度高。带钢温度高低同时还取决于轧制速度和加速度；

2.测温的不准确性和位置的不合理。测温的不准确往往是测温点在带钢上部，易受水、汽影响测温偏差大；测温位置的不合理使温度控制的惯性增加，控制滞后；

使温度设定与测量控制偏差高达±40～50℃。

而根据金相学原理，过高的卷取温度，将因卷取后再结晶和缓慢冷却而产生粗晶组织及碳化物的聚集，导致力学性能变坏以及产生坚硬的氧化铁皮，使后续生产如酸洗困难。如果卷取温度过低，使卷取困难且有残余应力存在，影响成品带卷质量。另外，温度过低使卷取后没有足够时间使过饱和碳氮化合物析出，影响钢材性能。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种热轧层流冷却系统带钢测温装置，以便能够有效克服传统层流冷却区关键点采取带钢上部测温方式或不测温方式所带来的不足，得到精确的层流冷却控制，从而提高成品带卷质量。

本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是：包括测温处理器和与之以光纤连接的光纤测温探头，以及转动架。光纤测温探头的尾部通过该转动架活动支撑在固定钢梁上，该转动架的张开角度即光纤测温探头的瞄准线与钢板间或固定钢梁间夹角为45～60度。光纤测温探头对准带钢中心位置，把带钢辐射的光能通过光纤传入测温处理器，该处理器把光信号转换成标准电信号通过电缆输送到二级过程自动化系统。

本实用新型与现有技术相比，具有以下主要的优点：

其一.由于使冷却区测温点处于层流冷却精调段(有的热轧厂称粗调段)和微调段(有的热轧厂称精调段)的交界处的下部，因此能够有效克服传统层流冷却区关键点采取测温方式(上部测温，受冷却区水、汽影响)或缺失(因有水、汽影响，有的热轧厂此处干脆不测温)所带来的不足，得到精确的层流冷却控制。

因为在层流冷却带钢生产运行方向上，精调段冷却水阀门沿带钢运行方向顺次打开；微调段冷却水阀门沿带钢运行反向顺次打开，此处为较少有影响测温水、汽产生的最佳位置，测量结果同时用于精调段和微调段的温度控制。

其二.由于采用了精调段和微调段的温度控制，即对于精调段测量温度参与反馈控制，而对于微调段测量温度用于前馈控制，因此，无论钢带精轧出来后温度如何变化，无论温度设定值为规定范围的何值，均能使基础自动化系统通过与过程自动化卷取温度模型计算设定值进行比较，快速控制冷却水量和冷却阀开关数量，达到精确、快速控制卷取温度的目的。

其三.保护管配有双重保护，可有效防止异物落入管中。另外，为保护管设计吹扫空气，解决了悬浮物对测量的影响。

其四.操作方便：由于使测温仪位于两段层流冷却辊道中间，并且通过可旋转的安装支架固定在钢梁上的技术方案，同时固定钢梁距轧线垂直距离大于600mm，固定钢梁在调试期间是活动的，因此测温仪安装支架的角度可调，这样就便于找到最佳测温点(位于带钢中心或附近处)，测温仪在正常生产时固定。

附图说明

图1为层流冷却测温仪安装示意图。

图2为图1的A放大图。

图3为带钢卷取温度控制原理图。

具体实施方式

本实用新型的结构如图1所示：包括测温处理器12和与之以光纤11连接的光纤测温探头10，这三个部件的结构及装配关系同现有技术。还包括转动架9，光纤测温探头10的尾部通过该转动架活动支撑在固定钢梁8上，该转动架的张开角度即光纤测温探头的瞄准线5与钢板间或固定钢梁间夹角7为45～60度。光纤测温探头10对准带钢中心位置2或附近处，把带钢1辐射的光能通过光纤11传入测温处理器12，该处理器把光信号转换成标准电信号通过电缆13输送到二级过程自动化系统14。

上述光纤测温探头10(简称测温仪，以下同)，其测温信号通过光纤传输到处理器，转换成标准信号后送计算机。测温仪的头部装有与之套连的保护管6。

所述的转动架由支座9-1、铰接座9-2、L形支架9-3构成，其中：支座由螺栓固定在固定钢梁8上，该支座设有弧形滑槽9-4。铰接座下部由销轴与弧形滑槽活动相连，铰接座上部侧边与L形支架的一个侧边焊接相连。L形支架的另一个侧边设有安装孔，该安装孔与光纤测温探头10的尾部配合相连。

所述固定钢梁8及预留位置由机械设备商提供并在调试后固定在机械设备上，其距辊道中心垂直距离H为≥600mm。

所述测温仪可采用市售的光纤式红外测温仪，例如LAND、RAYTEK公司的测温仪。其技术参数为：

测温范围：300-1100℃。波长：1.6μm。响应时间：5ms。光波长度：标准下表面测温长度3.5m。精度：0.25％+1K。重复性：1℃。环境温度：250℃(可不加任何保护)。

见图1：层流冷却辊道3两端头由轴承座4相连。层流冷却辊道3上面是热轧带钢1，它们的中心线也是热轧中心线，该中心线与瞄准线5的相交点是测温点。

见图2：二级过程自动化系统14通过通讯总线15，与一级基础自动化卷取温度反馈控制器17-1和一级基础自动化卷取温度前馈控制器17-2连接；这两个控制器功能由软件实现，且通过电缆16与对应段自动切断阀19连接，冷却水18通过切断阀19开关和集管23冷却带钢1。图2中，还显示了与本实用新型有关的卷取机20、测温仪21、辊道22、热轧机组24和钢坯25等部件的位置。

所述的测温装置装在层流冷却区中间特定安装位置，这个特定位置为层流冷却精调段和微调段的交界处的下部或附近处，且在轧线操作侧或传动侧，例如装在距离轧制中心线的操作侧1米左右位置。

下面结合图2叙述本实用新型的安装位置及工作原理。

1.安装在层流冷却测温位置：

测温仪位于两层流冷却辊道中间，通过可旋转的转动架9固定在钢梁8上。固定钢梁距轧线垂直距离大于600mm，固定钢梁在调试期间是活动的，测温仪的转动架9的角度是可调的，以便找到最佳测温点(位于钢板中心)，测温仪在正常生产时固定。测温仪瞄准线与钢板间夹角大于45度，本实施例设计为50度。

测温仪保护管6的长度在现场可随时调整。保护管配有双重保护，可有效防止异物落入管中。另外，为保护管设计吹扫空气，解决了悬浮物对测量的影响。

2.带钢卷取温度控制原理：

在层流冷却带钢运行方向上，精调段冷却水阀门沿带钢运行方向顺次打开；微调段冷却水阀门沿带钢运行反向顺次打开，此处为较少有影响测温水、汽产生的最佳位置，测量结果同时用于精调段和微调段的温度控制，即对于精调段测量温度参与反馈控制；即对于微调段测量温度用于前馈控制。无论钢带精轧出来后温度如何变化，无论温度设定值为规定范围的何值，均能使基础自动化系统通过与过程自动化卷取温度模型计算设定值进行比较，快速控制冷却水量和冷却阀开关数量，达到精确控制卷取温度的目的。

本实用新型适用于连热轧带钢或薄板坯连铸连轧(CSP)生产线层流冷却中间的测温，也适用于短流程的层流冷却后部测温，从而为热轧层流冷却控制系统提供了一种新型带钢的测温方法作出贡献。

Claims (3)

1.一种热轧层流冷却系统带钢测温装置，包括测温处理器(12)和与之以光纤(11)连接的光纤测温探头(10)，其特征是所述的测温装置还包括转动架(9)，光纤测温探头(10)的尾部通过该转动架活动支撑在固定钢梁(8)上，该转动架的张开角度即光纤测温探头的瞄准线(5)与钢板间或固定钢梁间夹角(7)为45～60度；光纤测温探头(10)对准带钢中心位置(2)，把带钢(1)辐射的光能通过光纤(11)传入测温处理器(12)，该处理器把光信号转换成标准电信号通过电缆(13)输送到二级过程自动化系统(14)。

2.根据权利要求1所述的热轧层流冷却系统带钢测温装置，其特征在于所述的转动架(9)，由支座(9-1)、铰接座(9-2)、L形支架(9-3)构成，其中：支座由螺栓固定在固定钢梁(8)上，该支座设有弧形滑槽(9-4)；铰接座下部由销轴与弧形滑槽活动相连，铰接座上部侧边与L形支架的一个侧边焊接相连，该支架的另一个侧边设有安装孔，该安装孔与光纤测温探头(10)的尾部配合相连。

3.根据权利要求1所述的热轧层流冷却系统带钢测温装置，其特征在于：所述的测温装置装在层流冷却区中间特定安装位置，这个特定位置为层流冷却精调段和微调段的交界处的下部或附近处，且在轧线操作侧或传动侧。