CN205324361U - 一种2300mm热连轧机组超密集型冷却的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及管线钢轧制领域，具体为一种2300mm热连轧机组超密集型冷却的装置。(1)采用超密集型冷却装置，包括上集管、下集管、侧喷装置，上集管、下集管相对设置，上集管中的每根集管上增设侧喷装置；上集管为每组10根集管，单组总流量838m3/h，下集管为每组10根集管，单组总流量1676m3/h，上下集管流量之比为1：2，在每组中间位置增加侧喷装置；(2)采用单根集管双排喷嘴设计，下集管中布置上排喷嘴和下排喷嘴，上排喷嘴和下排喷嘴交错设置。由于冷却速率的大幅度提高，生产的原有规格管线钢在工艺不改变的情况下可以得到更好的组织和机械性能，也可以提高卷取温度目标值，降低合金含量的同时得到与原来相同的性能以进一步降低成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及管线钢轧制领域，具体为一种2300mm热连轧机组超密集型冷却的装置。
背景技术
目前，在轧制高级别管线钢时，层流冷却方式投入的水量基本是全部能力，暴露出冷却能力不够，特别是夏季高温季节尤为突出。就设备而言，难以做到精确控制水量，并且钢板上下表面冷却不均匀，造成钢板严重瓢曲变形，甚至产生卡钢事故；上下集管冷却能力不对应，通过金相组织看，钢板上部晶粒细化，下部晶粒相对粗大；层流冷却侧喷水效果不好，而且钢板表面排水不好，使钢板上下表面冷却不均。
2300mm热连轧机组是目前国内最宽的热轧机组，它结合了国内外先进热轧技术及我国国情，采用了当代世界及国内热轧领域的新工艺、新技术、新设备。在这条先进的自主集成的热轧生产线上，通过多项技术创新，成功开发并稳定生产了大量的高等级、高强度级别的产品，如：X80、X100等石油管线用钢，所生产的品种和规格已经完全覆盖了产品大纲的要求，创造了可观的经济效益。随着市场需求的变化，高强度用钢在强度级别、产品规格(厚度)、以及板带平直度等外形方面的要求在日益提高，特别是在生产较厚规格的高级别管线钢(如：X80等)的过程中，逐渐发现，原有的层流冷却系统无法满足上述产品的要求。
国内外比较先进的同类宽带钢热连轧机组，目前都基本上采用相同的带钢层流冷却设备，但随着市场对高强系列钢种在产品尺寸、板型质量以及性能均匀性的要求日益提高，已经明显暴露出原有带钢冷却设备及系统能力的不足，主要表现在轧制宽厚规格高强系列钢种时冷却速率不足、冷却能力偏低的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种2300mm热连轧机组超密集型冷却的装置，解决现有技术中存在冷却速率不足、冷却能力偏低的问题。
本实用新型的技术方案是：
一种2300mm热连轧机组超密集型冷却的装置，该装置包括上集管、下集管、侧喷装置，上集管、下集管相对设置，上集管中的每根集管上增设侧喷装置；上集管为每组10根集管，单组总流量838m3/h，下集管为每组10根集管，单组总流量1676m3/h，上下集管流量之比为1：2，在每组中间位置增加侧喷装置。
所述的2300mm热连轧机组超密集型冷却的装置，下集管采用单根集管双排喷嘴，下集管中布置上排喷嘴和下排喷嘴，上排喷嘴和下排喷嘴交错设置。
本实用新型的优点及有益效果是：
⑴普通层流冷却设备用水量为40m3/m2h，超密集型冷却设备用水量为120m3/m2h。
⑵本实用新型集水管都增加均流孔板，提高集水管冷却性能，增加集水管供水能力，克服设备冷却能力衰减问题。
⑶本实用新型改进侧喷水系统，消除带钢表面积水，减小由于带钢表面积水给卷取温度控制带来的影响，减少钢板的冷却不均，从而提高控制精度。
⑷本实用新型通过大幅度增加冷却水量(主要是增加下排冷却水量)、增设控制阀门、细化冷却水分配等手段，提高冷却系统的冷却速率，从而提高冷却能力，减少水温对高级别管线钢等生产影响和限制，实现全天候生产高级别管线钢的能力，实现夏季(高温季节)生产高级别管线钢的能力，及提高产品的性能稳定性。
⑸本实用新型通过增加每组集管的方式，将水量细化，使每根集管控制水量减小，并且在每根细化后的集管上增加控制阀门，进行水量的精细化控制。
⑹本实用新型扩大上、下集管供水管径，提高供水能力，加大上、下表面的冷却能力，主要加大下表面冷却能力，从而减小上下冷却能力差异，使带钢上下表面组织更加接近均匀。同时减小或消除带钢由于冷却产生的瓢曲变形，减少卡钢事故的发生。
附图说明
图1为现有2300mm热连轧机组层流冷却系统分布图。图中，1主喷集管；2精喷集管；3超快冷集管；4管线钢带。
图2为本实用新型改造后的超密集型冷却装置示意图；图中，5上集管；6下集管；7侧喷装置。
图3为本实用新型改造后下集管喷嘴布置示意图；图中，6下集管；8上排喷嘴；9下排喷嘴。
具体实施方式
如图1所示，现有2300mm热连轧机组层流冷却系统，主要设有主喷集管1、精喷集管2、超快冷集管3，管线钢带4于主喷集管1、精喷集管2、超快冷集管3之间穿过，通过冷却系统对管线钢带4进行冷却。主喷集管1中的1～5组为快速冷却区，主喷集管1中的6～18组为普冷区，精喷集管2的19～20组为精调区。每组长度为4560mm。快速冷却区、普冷区、精调区单根集管水流量之比为1.9:1:0.5，上、下集管流量之比为1：1.22。2300mm热连轧机组层流冷却系统冷却区集管流量见表1。
表1
现有2300mm热连轧机组层流冷却系统在使用中存在的问题：
⑴冷却速率不足，夏季层冷水温高时表现尤为明显，终轧后冷却控制的中心任务就是实现要求的冷却速率。生产实践过程中，生产的稳定性、带钢板型状态、机械性能与冷却速率和冷却区的长度关系非常密切。当水温上升至30℃时，冷却速率下降至23.7℃/s，冷却区长达37.62米，生产稳定性下降，带钢瓢曲严重，容易发生卷取机卡钢事故。即使勉强卷取成功，带钢强度、落锤等机械性能也明显下降。
⑵上、下集管冷却能力不匹配，上集管的冷却能力没有得到有效利用。带钢层流冷却就是使带钢表面覆盖一层处于层流状态下流动的最佳厚度的水，利用热交换原理使带钢冷却至卷取温度。是以低压力大流量的冷却水平稳的流向带钢表面，冲破带钢表面的蒸汽膜，随后紧紧的覆在带钢表面而不飞溅。
在具体实施过程中，本实用新型2300mm热连轧机组超密集型冷却的方法如下：
1、如图2所示，本实用新型改造后的超密集型冷却装置，主要包括上集管5、下集管6、侧喷装置7等，上集管5、下集管6相对设置，上集管5中的每根集管上增设侧喷装置7。为了使输出辊道等设备充分利旧，减少工程投资，超密集型冷却装置与原层流冷却装置单组长度相同，均为4650mm，上集管由原来的每组4根集管，改造为10根集管，单组总流量838m3/h，下集管由原来的每组12根集管，改造为10根集管，单组总流量1676m3/h，上下集管流量之比为1：2，在每组中间位置增加侧喷装置1套，提高封水效果，2300mm热连轧机组超密集型冷却装置与原层流冷却装置参数比较见表2。
表2
超密集型冷却有以下优点与创新：
⑴冷却水流量增大，冷却效率明显提高。其中上集管流量增大25％，下集管流量增大105％。
⑵上、下集管冷却水流量之比调整为1：2，使上下集管冷却能力互相匹配，整体设备冷却效率得到充分利用。调试过程中用2mm厚度的钢板，单喷上集管、单喷下集管、上下集管匹配使用，测试出上、下集管冷却能力。
⑶如图3所示，本实用新型改造后下集管6中布置上排喷嘴8和下排喷嘴9，上排喷嘴8和下排喷嘴9交错设置，形成均流孔板。首次在热连轧机组带钢层流冷却区域采用单根集管双排喷嘴设计，使下喷冷却能力更强，更均匀。
采用上述措施后，高性能低成本石油管线钢X80，性能指标均满足标准要求，见表3。
表3高性能低成本管线钢X80出厂主要指标统计
高性能低成本管线钢X80的性能检验结果大量统计分析，表明生产的高性能低成本石油管线钢X80，不仅完全满足用户的技术标准要求，而且整体性能波动小，韧性指标的富裕量较大，完全满足制管要求。
在正常生产检验的基础上，对高性能低成本石油管线钢X80进行了通卷检验，检验了带钢的通卷力学性能。通卷检验的X80各项技术指标全部达到了标准要求。
高性能低成本石油管线钢X80，取钢卷7个位置的试样，进行通卷性能检验，其中尾部1m、65m、105m进行全面检验，其余位置检验拉伸性能和落锤撕裂面积。力学性能检验结果显示，通卷性能各项指标均满足标准要求，具体数值见表4。尾1m位置非金属夹杂物检验如表5所示。
表4管线钢X80通卷性能检验结果
表5管线钢X80非金属夹杂物检验结果
| A类(细) | A类(粗) | B类(细) | B类(粗) | C类(细) | C类(粗) | D类(细) | D类(粗) |
| 0 | 0 | 0.5 | 0 | 0 | 0 | 1.0 | 0 |
从通卷检验结果可以看出，低成本X80沿钢带长度方向，强度波动45MPa，延伸率波动6％，而主要韧性指标-20℃冲击功及-15℃DWTT值都未发生太大波动。
高性能低成本管线钢X80晶粒度13.5级，组织为针状铁素体加少量的残余M-A组元，非金属夹杂物满足≤2.0级的标准要求。
对于不同炉号的高性能低成本管线钢X80，进行开卷取样，进行金相组织分析，取样部位为卷的头、中、尾及卷边、卷心，其晶粒度基本一致，非金属夹杂物全部达到≤2.0级的标准要求。
实施例结果表明，由于冷却速率的大幅度提高，生产的原有规格管线钢在工艺不改变的情况下可以得到更好的组织和机械性能，也可以提高卷取温度目标值，降低合金含量的同时得到与原来相同的性能以进一步降低成本。
Claims (2)
1.一种2300mm热连轧机组超密集型冷却的装置，其特征在于，该装置包括上集管、下集管、侧喷装置，上集管、下集管相对设置，上集管中的每根集管上增设侧喷装置；上集管为每组10根集管，单组总流量838m3/h，下集管为每组10根集管，单组总流量1676m3/h，上下集管流量之比为1：2，在每组中间位置增加侧喷装置。
2.按照权利要求1所述的2300mm热连轧机组超密集型冷却的装置，其特征在于，下集管采用单根集管双排喷嘴，下集管中布置上排喷嘴和下排喷嘴，上排喷嘴和下排喷嘴交错设置。
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| CN110314945A (zh) * | 2018-03-30 | 2019-10-11 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种热轧带钢轧后冷却的侧喷方法 |
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