本發(fā)明屬于軋鋼生產(chǎn)冷卻技術(shù)領(lǐng)域，提供一種熱軋厚板擺動(dòng)冷卻方法。

背景技術(shù)：

軋線控制冷卻系統(tǒng)通過控制軋件的開冷溫度、軋后冷卻速率和終冷溫度來控制鋼材的高溫奧氏體組織形態(tài)以及相變過程，最終控制鋼材的組織類型、形態(tài)及分布，達(dá)到細(xì)化晶粒，提高鋼板的強(qiáng)度和韌性的目的。鋼鐵生產(chǎn)線普遍采用在精軋機(jī)后布置控制冷卻裝置的方法進(jìn)行低合金鋼、工程機(jī)械用鋼、船板用鋼、管線鋼等品種的開發(fā)及生產(chǎn)。另外，對(duì)于無需控制相變和組織過程的鋼板，控制冷卻對(duì)于鋼板的降溫意義顯著，可大幅減少車間內(nèi)的環(huán)境溫度及減少冷床的壓力。

熱軋厚板的控制冷卻一直是中厚板生產(chǎn)中的一道難題。對(duì)于成品為50-200mm厚的鋼板，采用傳統(tǒng)通過式冷卻無法達(dá)到冷卻目標(biāo)溫度，影響鋼板組織類型控制或者鋼板的降溫。受工藝布置、車間距離及投資等限制，無限制增加冷卻區(qū)長(zhǎng)度以滿足厚板通過式冷卻的做法無疑不現(xiàn)實(shí)。為了解決上述難題，國(guó)內(nèi)很多生產(chǎn)線采用通過式擺動(dòng)冷卻的方法實(shí)現(xiàn)厚板冷卻，所謂的通過式擺動(dòng)，即整張鋼板通過且全部出冷卻區(qū)再返回冷卻區(qū)進(jìn)行冷卻，循環(huán)往復(fù)幾道次完成鋼板的冷卻，此方法為厚板尤其是特厚板的冷卻提供了一種工藝上的可能。但其弊端也顯而易見，由于鋼板屬于通過式冷卻多道次，在擺動(dòng)冷卻過程中需多次占用冷卻區(qū)及其前后輥道，這樣就與精軋機(jī)及矯直機(jī)工序發(fā)生沖突，嚴(yán)重影響生產(chǎn)節(jié)奏。因此，急需開發(fā)一種異于通過式冷卻的新型的熱軋厚板擺動(dòng)方法，以保證不影響到冷卻前后工序。

發(fā)明專利《一種中間坯傾斜噴射流冷卻及板形控制方法》(申請(qǐng)?zhí)?專利號(hào)：201610700464.2)中提到中間坯往復(fù)式冷卻模式或通過式冷卻模式，其往復(fù)式冷卻模式為通過式擺動(dòng)冷卻模式，且冷卻的鋼板為中間坯而非本發(fā)明的成品鋼板。

近來，隨著厚板尤其特厚板的市場(chǎng)量需求越來越大，其控制冷卻裝備及工藝方法急需實(shí)現(xiàn)突破。目前國(guó)內(nèi)大部分中厚板生產(chǎn)線均配置在線加速冷卻設(shè)備，控制冷卻區(qū)長(zhǎng)度無限制增加意義不大，因此急需開發(fā)一種異于通過式冷卻的新型的熱軋厚板擺動(dòng)方法，以保證不影響到精軋、矯直工序及軋制節(jié)奏。并將解決國(guó)內(nèi)中厚板生產(chǎn)線厚板在線加速冷卻問題，具有巨大的推廣價(jià)值。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的提供一種熱軋厚板擺動(dòng)冷卻方法，即步進(jìn)式擺動(dòng)冷卻方法，采用此方法解決了超過50mm厚鋼板采用通過式冷卻無法冷卻到所需目標(biāo)溫度的問題，解決了采用通過式擺動(dòng)冷卻方法而影響前后精軋、矯直工序及軋制節(jié)奏的問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種熱軋厚板擺動(dòng)冷卻方法，生產(chǎn)步驟如下：

步驟1：精軋完后厚度范圍50～200mm的鋼板，由傳輸輥道輸送到在線加速冷卻區(qū)域；

步驟2：將溫度800～1000℃的厚鋼板采用擺動(dòng)冷卻方法冷卻至250～750℃；

步驟3：冷卻完成后通過矯直機(jī)輸送至冷床。

所述的熱軋厚板擺動(dòng)冷卻方法采用的是步進(jìn)式擺動(dòng)冷卻方法，即鋼板擺動(dòng)區(qū)間限制在冷卻區(qū)域內(nèi)，直至冷卻完成才離開冷卻區(qū)域。

所述的熱軋厚板擺動(dòng)冷卻方法需確定步進(jìn)式擺動(dòng)冷卻器開啟幅度l+k*l。其中k為整數(shù)，1<k≤6且k≤(l’-l)/l；l為鋼板長(zhǎng)度，l為冷卻器間間距，l’為冷卻區(qū)長(zhǎng)度。以保證鋼板限制在冷卻區(qū)域內(nèi)冷卻且鋼板全長(zhǎng)均勻冷卻。

所述的熱軋厚板擺動(dòng)冷卻方法需確定步進(jìn)式擺動(dòng)正向擺動(dòng)距離n*l，步進(jìn)式擺動(dòng)反向擺動(dòng)距離(n-0.5*m)*l。其中n為整數(shù)，1<n≤6且n≤(l’-l)/l；m為奇數(shù)，m>0且m<2n-1；l為鋼板長(zhǎng)度，l為冷卻器間間距，l’為冷卻區(qū)長(zhǎng)度。以保證鋼板限制在冷卻區(qū)域內(nèi)冷卻且鋼板全長(zhǎng)均勻冷卻。

所述的熱軋厚板擺動(dòng)冷卻方法采用的步進(jìn)擺動(dòng)輥道速度范圍為±0.30～0.80m/s，設(shè)定速度下限保證鋼板與輥道不發(fā)生滑動(dòng)，以保證鋼板表面質(zhì)量。

厚鋼板以50～200mm厚、6-16m長(zhǎng)為代表，在線加速冷卻區(qū)按照20米長(zhǎng)考慮，在線加速冷卻裝置入口與精軋機(jī)距離按40-70米計(jì)算，在線加速冷卻裝置出口與矯直機(jī)距離按30-70米計(jì)算。上述工藝條件采用傳統(tǒng)通過式冷卻，厚鋼板冷卻過程中將干擾精軋、矯直工序，嚴(yán)重影響生產(chǎn)節(jié)奏。采用步進(jìn)式擺動(dòng)冷卻方法，擺動(dòng)冷卻工序獨(dú)立且不影響前后工序，提高了厚板生產(chǎn)軋制節(jié)奏及生產(chǎn)效率。

針對(duì)本發(fā)明的熱軋厚板擺動(dòng)冷卻主要優(yōu)點(diǎn)如下：

(1)采用冷卻區(qū)域內(nèi)步進(jìn)式擺動(dòng)冷卻方法，不影響前后精軋、矯直工序及軋制節(jié)奏；

(2)通過采用步進(jìn)式擺動(dòng)冷卻，厚板生產(chǎn)效率提高24％。

(3)根據(jù)冷卻區(qū)長(zhǎng)度及鋼板長(zhǎng)度合理確定擺動(dòng)冷卻器開啟幅度、正向擺動(dòng)距離、反向擺動(dòng)距離，確保鋼板在冷卻區(qū)內(nèi)冷卻，工藝應(yīng)用靈活；

(4)步進(jìn)擺動(dòng)輥道速度范圍為±0.30～0.80m/s，保證厚鋼板與輥道不發(fā)生滑動(dòng)，以保證鋼板表面質(zhì)量；

(5)冷卻區(qū)域內(nèi)通過采用步進(jìn)式擺動(dòng)冷卻方法實(shí)現(xiàn)全長(zhǎng)鋼板溫度的均勻冷卻，全長(zhǎng)鋼板溫度差≤8℃；

基于前述方法，本發(fā)明采用的是步進(jìn)式擺動(dòng)冷卻方法，即鋼板擺動(dòng)區(qū)間限制在冷卻區(qū)域內(nèi)，直至冷卻完成才離開冷卻區(qū)域，避免了與前、后工序干擾。

基于前述方法，本發(fā)明需確定步進(jìn)擺動(dòng)冷卻器開啟幅度l+k*l。其中k為整數(shù)，1<k≤6且k≤(l’-l)/l；l為鋼板長(zhǎng)度，l為冷卻器間間距，l’為冷卻區(qū)長(zhǎng)度。以冷卻區(qū)長(zhǎng)度l’＝20米、鋼板長(zhǎng)度l＝8米及冷卻器間間距l(xiāng)＝1米為例，選擇k＝4，則擺動(dòng)冷卻器開啟幅度為12米，冷卻器同時(shí)開啟12組冷卻器。根據(jù)冷卻區(qū)長(zhǎng)度及鋼板長(zhǎng)度合理確定擺動(dòng)冷卻器開啟幅度，保證了鋼板限制在冷卻區(qū)域內(nèi)冷卻且鋼板全長(zhǎng)均勻冷卻，全長(zhǎng)鋼板溫度差≤8℃。

基于前述方法，本發(fā)明需確定步進(jìn)擺動(dòng)正向擺動(dòng)距離n*l，步進(jìn)擺動(dòng)反向擺動(dòng)距離(n-0.5*m)*l。其中n為整數(shù)，1<n≤6且n≤(l’-l)/l；m為奇數(shù)，m>0且m<2n-1；l為鋼板長(zhǎng)度，l為冷卻器間間距，l’為冷卻區(qū)長(zhǎng)度。以冷卻區(qū)長(zhǎng)度l’＝20米、鋼板長(zhǎng)度l＝8米及冷卻器間間距l(xiāng)＝1米為例，選擇n＝3，m＝1則正向擺動(dòng)距離為3米，反向擺動(dòng)距離為2.5米，每完成一次正反擺動(dòng)，鋼板向前行進(jìn)距離為0.5米。根據(jù)冷卻區(qū)長(zhǎng)度及鋼板長(zhǎng)度，合理確定正、反向擺動(dòng)距離，保證了鋼板限制在冷卻區(qū)域內(nèi)冷卻且鋼板全長(zhǎng)均勻冷卻，全長(zhǎng)鋼板溫度差≤8℃。

基于前述方法，本發(fā)明采用的步進(jìn)擺動(dòng)輥道速度范圍為±0.30～0.80m/s。通常鋼板冷卻過程中輥道速度越低越有利于鋼板的冷卻，但對(duì)于厚鋼板由于其自重過大原因在輥道速度低于0.25m/s情況下容易與輥?zhàn)赢a(chǎn)生滑動(dòng)。因此設(shè)定速度下限保證鋼板與輥道不發(fā)生滑動(dòng)，以保證鋼板表面質(zhì)量。

本發(fā)明適用范圍廣，可以廣泛適用于中厚板生產(chǎn)線，滿足50～200mm厚板的在線加速冷卻工藝要求。本發(fā)明工藝參數(shù)設(shè)定靈活，可以較好適應(yīng)現(xiàn)有國(guó)內(nèi)大部分在線加速冷卻工藝布置，適應(yīng)性強(qiáng)。采用本發(fā)明將取代傳統(tǒng)的通過式擺動(dòng)冷卻方法，確保不影響精軋、矯直工序及軋制節(jié)奏，保證厚板的生產(chǎn)效率，徹底解決國(guó)內(nèi)厚板在線冷卻難題，具有巨大的推廣價(jià)值。

附圖說明

附圖1為本發(fā)明的在線加速冷卻工藝的結(jié)構(gòu)示意圖。

1-精軋機(jī)、2-1#高溫計(jì)、3-1#鋼板探測(cè)器、4-在線加速冷卻系統(tǒng)、5-2#鋼板探測(cè)器、6-2#高溫計(jì)、7-3#鋼板探測(cè)器、8-矯直機(jī)；

附圖2為本發(fā)明的熱軋厚板步進(jìn)式擺動(dòng)冷卻工藝的結(jié)構(gòu)示意圖。

9-l冷卻器間距、10-l鋼板長(zhǎng)度、11-l’冷卻區(qū)長(zhǎng)度、12-上冷卻器、13-下冷卻器、14-一道次正轉(zhuǎn)、15-bf冷卻器開啟幅度、16-zb正向擺動(dòng)距離、17-二道次反轉(zhuǎn)、18-fb反向擺動(dòng)距離、19-三道次正轉(zhuǎn)。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例一：以生產(chǎn)86mm厚q235b鋼板為例，長(zhǎng)度8m，精軋機(jī)出口距離加速冷卻入口40m，加速冷卻出口距離矯直機(jī)入口38m，輥道速度為0.45m/s。采用附圖1-2布置的步進(jìn)式擺動(dòng)冷卻工藝的應(yīng)用技術(shù)為例來進(jìn)一步描述其方法。附圖1精軋機(jī)(1)軋后的鋼板溫度為989℃，經(jīng)附圖1中1#高溫計(jì)(2)測(cè)溫及1#鋼板探測(cè)器(3)檢測(cè)來鋼信號(hào)，鋼板輸送進(jìn)入附圖1中在線加速冷卻系統(tǒng)(4)，采用附圖2上冷卻器(12)及下冷卻器(13)進(jìn)行冷卻。其它相關(guān)工藝參數(shù)設(shè)定如下：附圖2中l(wèi)冷卻器間距(9)為1m、l鋼板長(zhǎng)度(10)為8m、l’冷卻區(qū)長(zhǎng)度(11)為20m。鋼板進(jìn)行附圖2一道次正轉(zhuǎn)(14)冷卻，附圖2中bf冷卻器開啟幅度(15)l+k*l＝12m(k＝4)，開啟13組冷卻器冷卻，鋼板正向運(yùn)行至附圖2中zb正向擺動(dòng)距離(16)nl＝3m(n＝3)處，鋼板進(jìn)行附圖2二道次反轉(zhuǎn)(17)冷卻，鋼板反向運(yùn)行至附圖2中fb反向擺動(dòng)距離(18)(n-0.5*m)*l＝2.5m(n＝3，m＝1)處，鋼板進(jìn)行附圖2三道次正轉(zhuǎn)(19)冷卻，直至冷卻完成離開冷卻區(qū)。經(jīng)過附圖1中2#鋼板探測(cè)器(5)檢測(cè)鋼板，附圖1中2#高溫計(jì)(6)測(cè)溫及3#鋼板探測(cè)器(7)檢測(cè)來鋼信號(hào)，鋼板輸送進(jìn)入附圖1中矯直機(jī)(8)。最終，鋼板冷卻至782℃，全長(zhǎng)鋼板溫度差≤6℃，生產(chǎn)時(shí)間節(jié)約20％，滿足工藝要求。

實(shí)施例二：以生產(chǎn)62mm厚q345b鋼板為例，長(zhǎng)度10m，精軋機(jī)出口距離加速冷卻入口40m，加速冷卻出口距離矯直機(jī)入口38m，輥道速度為0.50m/s。采用附圖1-2布置的步進(jìn)式擺動(dòng)冷卻工藝的應(yīng)用技術(shù)為例來進(jìn)一步描述其方法。附圖1精軋機(jī)(1)軋后的鋼板溫度為912℃，經(jīng)附圖1中1#高溫計(jì)(2)測(cè)溫及1#鋼板探測(cè)器(3)檢測(cè)來鋼信號(hào)，鋼板輸送進(jìn)入附圖1中在線加速冷卻系統(tǒng)(4)，采用附圖2上冷卻器(12)及下冷卻器(13)進(jìn)行冷卻。其它相關(guān)工藝參數(shù)設(shè)定如下：附圖2中l(wèi)冷卻器間距(9)為1m、l鋼板長(zhǎng)度(10)為10m、l’冷卻區(qū)長(zhǎng)度(11)為20m。鋼板進(jìn)行附圖2一道次正轉(zhuǎn)(14)冷卻，附圖2中bf冷卻器開啟幅度(15)l+k*l＝15m(k＝5)，開啟16組冷卻器冷卻，鋼板正向運(yùn)行至附圖2中zb正向擺動(dòng)距離(16)nl＝4m(n＝4)處，鋼板進(jìn)行附圖2二道次反轉(zhuǎn)(17)冷卻，鋼板反向運(yùn)行至附圖2中fb反向擺動(dòng)距離(18)(n-0.5*m)*l＝3.5m(n＝4，m＝1)處，鋼板進(jìn)行附圖2三道次正轉(zhuǎn)(19)冷卻，直至冷卻完成離開冷卻區(qū)。經(jīng)過附圖1中2#鋼板探測(cè)器(5)檢測(cè)鋼板，附圖1中2#高溫計(jì)(6)測(cè)溫及3#鋼板探測(cè)器(7)檢測(cè)來鋼信號(hào)，鋼板輸送進(jìn)入附圖1中矯直機(jī)(8)。最終，鋼板冷卻至732℃，全長(zhǎng)鋼板溫度差≤5℃，生產(chǎn)時(shí)間節(jié)約28％，，滿足工藝要求。