專利名稱：一種基于超快冷技術(shù)的軋后冷卻系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及中厚板軋后冷卻技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種基于超快冷技術(shù)的軋后冷卻系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的中厚板生產(chǎn)工藝，鋼板軋后到精整之前，要經(jīng)過長時(shí)間的自然空冷降溫，這不但影響產(chǎn)量，而且還因冷床不足導(dǎo)致鋼板在蘭脆溫度下剪切，增加了鋼板的廢品率。層流冷卻裝置安裝在終軋機(jī)與精整機(jī)之間，通過改變熱軋鋼材軋后冷卻條件來控制奧氏體組織狀態(tài)，控制相變條件，碳化物析出行為來改善鋼的組織和性能.采用控制冷卻技術(shù)不僅可提高產(chǎn)量，而且在不降低韌性的情況下，可提高鋼板的強(qiáng)度，同時(shí)減少鋼板的不平整度和殘余應(yīng)力，從而明顯提高鋼板質(zhì)量。中厚板生產(chǎn)在控制冷卻的過程中，由于鋼板比較短，而且要對給水管水量，集管開閉狀態(tài)和輥道速度等選擇最佳匹配條件，控制難度較大。具有更大冷卻能力的熱軋超快速冷卻裝置已有介紹，如《鋼鐵研究》2006年03期， 重鋼中板軋后快速冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用；《北京科技大學(xué)學(xué)報(bào)》2005年04期，中厚板軋后快速冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用；《機(jī)械制造》2004年05期，中厚板軋后機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用； 實(shí)現(xiàn)冷卻的主要問題是(1)過去的加速冷卻方式中，不論是噴射冷卻還是層流冷卻，由于以大水量進(jìn)行冷卻，很快會進(jìn)入到核沸騰和膜沸騰共存的過渡沸騰，冷卻過程是不穩(wěn)定的。 (2)冷卻水滯留在鋼板表面，會在很寬的范圍內(nèi)引起鋼板二次冷卻，極易變成不穩(wěn)定的過渡沸騰狀態(tài)，出現(xiàn)膜沸騰和過渡沸騰，很難保證卻冷的均勻性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種基于超快冷技術(shù)的軋后冷卻系統(tǒng)，采用超快冷和層流冷卻裝置優(yōu)化組合布置方式，達(dá)到較高的冷卻速率，實(shí)現(xiàn)鋼板的均勻冷卻。一種基于超快冷技術(shù)的軋后冷卻系統(tǒng)，在軋線上沿鋼板軋制運(yùn)行方向依次排列不同結(jié)構(gòu)冷卻集管的冷卻裝置，上、下分流集管直接與主供水管相接，每根分流集水管控制1 組噴嘴；其特征在于采用軋后先布置超快冷裝置，其次再布置層流冷卻裝置的組合方式，超快冷裝置的超快冷卻區(qū)中，噴嘴形式為傾斜噴射式縫隙噴嘴與高密管式噴嘴混合排列，上噴嘴與移動梁一起上下運(yùn)動，來滿足不同鋼板的板型；層流冷卻區(qū)每組上噴嘴由2組單邊U 型管組成，每組為3排單邊U型管，每組上噴嘴與2組下噴嘴對應(yīng)；本系統(tǒng)前、后均布置有吹掃裝置，并且輥道兩側(cè)還設(shè)置側(cè)吹裝置，及時(shí)去除鋼板表面的殘留水。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是1.本發(fā)明通過采用超快冷和層流冷卻裝置優(yōu)化組合布置方式，是將斜噴縫隙式噴嘴+高密管式噴嘴的混合布置，極其均勻地將板面殘存水與鋼板之間形成的氣膜清除，從而達(dá)到鋼板和冷卻水之間的完全接觸，實(shí)現(xiàn)鋼板和冷卻水均勻接觸的全面的核沸騰。這不僅提高了鋼板和冷卻水之間的熱交換，達(dá)到較高的冷卻速率，而且可以實(shí)現(xiàn)鋼板的均勻冷
3卻，大大抑制了鋼板由于冷卻不均引起的翹曲。2.通過超快冷裝置具有良好的冷卻能力，即其冷卻速度可以達(dá)到水冷的極限速度；使鋼板面內(nèi)溫度分布均勻，減少材料中的殘余應(yīng)力，使材料具有良好的焊接性能；對溫度的控制比較精確。3.根據(jù)鋼板板形實(shí)際狀況，超快冷上噴嘴距離鋼板約300 400mm位置處，由超快速冷卻設(shè)備將鋼板冷卻至600 750°C左右，再由常規(guī)層流冷卻系統(tǒng)開啟適當(dāng)?shù)募芙M數(shù)冷卻至終冷溫度，如僅實(shí)用層流冷卻裝置，超快冷上集管通過移動梁提升至最高位置，使鋼板通過超快速冷卻設(shè)備區(qū)，由常規(guī)層流冷卻系統(tǒng)開啟適當(dāng)?shù)募芙M數(shù)冷卻至終冷溫度。5.冷卻裝置工作過程，通過前氣吹裝置、側(cè)噴水裝置、后氣吹裝置，可沿鋼板寬向掃除鋼板表面的滯留的殘水，從而提高鋼板表面冷卻效率，減少因滯留水在鋼板表面的沸騰過程產(chǎn)生的冷卻不均。前氣吹裝置、側(cè)噴水裝置、后氣吹裝置掃除鋼板表面殘水還有利于冷卻裝置前、后或冷卻裝置內(nèi)安裝的檢測儀表對鋼板表面進(jìn)行的參數(shù)測量。


圖1為本發(fā)明冷卻系統(tǒng)沿軋制生產(chǎn)線運(yùn)行方向設(shè)置超快冷卻和層流冷卻區(qū)域示意圖；圖2為本系統(tǒng)中的超快速冷卻區(qū)冷卻裝置示意圖；圖3為本系統(tǒng)中的層流冷卻裝置示意圖。
具體實(shí)施例方式一種基于超快冷技術(shù)的軋后冷卻系統(tǒng)，用于熱軋帶鋼生產(chǎn)線的軋后冷卻，其特征在于在軋機(jī)后設(shè)置超快速冷卻區(qū)，接著是層流冷卻區(qū)，見圖1，也可以僅設(shè)置層流冷卻裝置。 超快速冷卻區(qū)如圖2所示，上、下分流集水管7、9與主供水管6連接，每根分流集水管都有各自的一組控制閥組，每根分流集水管供給一組噴嘴，噴嘴為斜噴縫隙式噴嘴+高密管式噴嘴混合形式，見圖1。噴縫隙噴嘴與帶鋼運(yùn)行方向形成一定的傾斜角度，高密管式噴嘴的每個(gè)噴嘴都有3排高壓小噴嘴。在超快速冷卻區(qū)后設(shè)置的層流冷卻區(qū)，如圖3所示，主供水管6連接上、下兩個(gè)分流集水管10、11，每根分流集水管都有1組閥組控制，每根分流集水管給1組噴嘴供水，每1 組層冷上噴嘴4由2組單邊U型管組成，每組單邊U型管有三排噴嘴；每1組層冷上噴嘴4 與2組層冷下噴嘴5對應(yīng)。在超快速冷卻區(qū)中上噴嘴1通過兩端螺栓固定在縱梁9上，橫梁8兩端與兩側(cè)縱梁垂直連接。其特征在于液壓缸桿端與橫梁8連接，液壓缸另一端與螺旋升降機(jī)連接，通過液壓系統(tǒng)及螺旋升降系統(tǒng)的同步提升，來帶動橫梁8和上噴嘴1 一起上下移動，其最大行程為900mm。超快速冷卻區(qū)下噴嘴3分布在兩個(gè)輥道2之間，主供水管壓力為0. 4MPa 0.8MPa。根據(jù)鋼板板形實(shí)際狀況，本軋后冷卻系統(tǒng)的應(yīng)用方法可采用幾種超快冷與常規(guī)層流冷卻的組合式冷卻(1)通過提升裝置把超快冷上噴嘴1提升至距離鋼板約300 400mm位置處，只由超快速冷卻設(shè)備作業(yè)，通過每組閥組控制分流集水管作業(yè)組數(shù)，將鋼板冷卻至600 750°C左右的終冷溫度。(2)通過提升裝置把超快冷上噴嘴1提升至距離鋼板約300 400mm位置處，通過超快冷每組閥組控制分流集水管作業(yè)組數(shù)，由超快速冷卻設(shè)備將鋼板冷卻至450 500°C 左右，然后進(jìn)入層流冷卻區(qū)通過層流每組閥組控制分流集水管作業(yè)組數(shù)冷卻至300°C以下， 實(shí)現(xiàn)在線淬火工藝。(3)僅采用常規(guī)層流冷卻方式此時(shí)超快冷上集管由液壓系統(tǒng)提升至最高位置 (距離輥道面約900mm)，使鋼板越過超快速冷卻設(shè)備區(qū)，直接進(jìn)入層流冷卻，通過層流閥組控制層流分流集水管的作業(yè)組數(shù)冷卻至終冷溫度。
權(quán)利要求
1.一種基于超快冷技術(shù)的軋后冷卻系統(tǒng)，在軋線上沿鋼板軋制運(yùn)行方向依次排列不同結(jié)構(gòu)冷卻集管的冷卻裝置，上、下分流集管直接與主供水管相接，每根分流集水管控制1組噴嘴；其特征在于采用軋后先布置超快冷裝置，其次再布置層流冷卻裝置的組合方式，超快冷裝置的超快冷卻區(qū)中，噴嘴形式為傾斜噴射式縫隙噴嘴與高密管式噴嘴混合排列，上噴嘴與移動梁一起上下運(yùn)動，來滿足不同鋼板的板型；層流冷卻區(qū)每組上噴嘴由2組單邊U型管組成，每組為3排單邊U型管組成，每組上噴嘴與2組下噴嘴對應(yīng)；本系統(tǒng)前、后均布置有吹掃裝置，并且輥道兩側(cè)還設(shè)置側(cè)吹裝置，及時(shí)去除鋼板表面的殘留水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軋后冷卻系統(tǒng)，其特征在于超快速冷卻區(qū)中噴嘴為斜噴縫隙式噴嘴和高密管式噴嘴混合形式，斜噴縫隙噴嘴與帶鋼運(yùn)行方向形成45°度的傾斜角度， 高密管式噴嘴的每個(gè)噴嘴都有3排高壓小噴嘴，角度相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軋后冷卻系統(tǒng)，其特征在于在超快速冷卻區(qū)中上噴嘴(1)通過兩端螺栓固定在縱梁(9)上，橫梁(8)兩端與兩側(cè)縱梁(9)垂直連接，液壓缸桿端與橫梁 (8)連接，液壓缸另一端與螺旋升降機(jī)連接，通過液壓系統(tǒng)及螺旋升降系統(tǒng)的同步提升橫梁 (8)，來帶動縱梁(9)和上噴嘴(1) 一起上下移動，其最大行程為900mm。
4.一種權(quán)利要求1所述的軋后冷卻系統(tǒng)的應(yīng)用方法，其特征在于根據(jù)鋼板板形狀況， 采用超快冷與常規(guī)層流冷卻的組合形式分別是(1)通過提升裝置把超快冷上噴嘴(1)提升至距離鋼板約300 400mm位置處，由超快速冷卻設(shè)備將鋼板冷卻至600 750°C左右，進(jìn)入層流冷卻區(qū)后，通過每個(gè)閥組控制使用的分流集水管組數(shù)，冷卻至終冷溫度；(2)通過提升裝置把超快冷上噴嘴(1)提升至距離鋼板約300 400mm位置處，由超快速冷卻設(shè)備將鋼板冷卻至450 500°C左右，進(jìn)入層流冷卻區(qū)后，通過每個(gè)閥組控制使用的分流集水管組數(shù)，冷卻至300°C以下，實(shí)現(xiàn)在線淬火工藝。(3)僅采用常規(guī)層流冷卻方式將超快冷上集管通過液壓系統(tǒng)提升至最高位置，距離輥道面約900mm，使鋼板越過超快速冷卻設(shè)備區(qū)，直接進(jìn)入層流冷卻，通過每組閥組控制使用的分流集水管組數(shù)，冷卻至終冷溫度。
全文摘要
一種基于超快冷技術(shù)的軋后冷卻系統(tǒng)，在軋線上沿鋼板軋制運(yùn)行方向依次排列不同結(jié)構(gòu)冷卻集管的冷卻裝置，上、下分流集管直接與主供水管相接，每根分流集水管控制1組噴嘴；其特征在于采用軋后先布置超快冷裝置，其次再布置層流冷卻裝置的組合方式，超快冷裝置的超快冷卻區(qū)中，噴嘴形式為傾斜噴射式縫隙噴嘴與高密管式噴嘴混合排列，上噴嘴與移動梁一起上下運(yùn)動，來滿足不同鋼板的板型；層流冷卻區(qū)每組上噴嘴由2組單邊U型管組成，每組為3排單邊U型管，每組上噴嘴與2組下噴嘴對應(yīng)；本系統(tǒng)前、后均布置有吹掃裝置，并且輥道兩側(cè)還設(shè)置側(cè)吹裝置，及時(shí)去除鋼板表面的殘留水。采用超快冷和層流冷卻裝置優(yōu)化組合布置方式，達(dá)到較高的冷卻速率，實(shí)現(xiàn)鋼板的均勻冷卻。
文檔編號B21B45/02GK102274864SQ20111020155
公開日2011年12月14日 申請日期2011年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月19日
發(fā)明者李勇, 王丙興, 王國棟, 王昭東, 王黎筠, 田勇, 袁國, 韓毅 申請人:東北大學(xué)