薄規(guī)格鋼板強(qiáng)冷條件下的層流冷卻方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于冶金過(guò)程自動(dòng)控制領(lǐng)域，本發(fā)明所述薄規(guī)格鋼板為厚度< 3mm的鋼 板。
【背景技術(shù)】
[0002] 太鋼1549熱連軋生產(chǎn)線的層流冷卻設(shè)備布置如圖1所示。
[0003] 層流冷卻閥分上閥、下閥、側(cè)吹閥三種，位于上方的為上閥，位于上閥的正下方的 是下閥，側(cè)吹閥位于上閥左側(cè)；上、下閥共有48組閥即1~48#閥組成，每組閥分為上、下兩 個(gè)閥，側(cè)吹閥共25個(gè)閥。
[0004] 上、下閥分三個(gè)區(qū)域，即強(qiáng)冷區(qū)、粗調(diào)區(qū)、精調(diào)區(qū)。
[0005] 強(qiáng)冷區(qū)指1#~24#閥，上、下閥的最大流量均為150m3/h(立方米/小時(shí)），上、下 閥均為調(diào)節(jié)閥，乳制中噴水量可在最大水量之內(nèi)任意調(diào)節(jié)。
[0006] 粗調(diào)區(qū)指25#~40#閥，上下閥最大水量均為66. 6m3/h，上下閥均為開(kāi)關(guān)閥，只要 噴水，即為最大水量，不能調(diào)節(jié)。
[0007] 精調(diào)區(qū)指41#~48#閥，上下閥最大水量均為33. 3m3/h，上下閥均為開(kāi)關(guān)閥，只要 噴水，即為最大水量，不能調(diào)節(jié)。側(cè)吹閥共25個(gè)，最大水量5m 3/h，為開(kāi)關(guān)閥，只要噴水，即為 最大水量，不能調(diào)節(jié)。
[0008] 層流冷卻的噴水方式采取從前向后依次噴水的方式，根據(jù)層流冷卻目標(biāo)冷卻溫 度，由計(jì)算機(jī)自動(dòng)設(shè)定閥的開(kāi)閉及水量，通過(guò)自動(dòng)設(shè)定每組閥的開(kāi)閉或強(qiáng)冷區(qū)水量來(lái)動(dòng)態(tài) 控制層流冷卻溫度，將帶鋼溫度由精軋溫度冷卻至層流冷卻目標(biāo)溫度。
[0009] 上述設(shè)備的前段強(qiáng)冷的噴水方法，是通過(guò)層流冷卻前段高強(qiáng)度的冷卻來(lái)提高帶鋼 的性能。因?yàn)楫?dāng)冷卻強(qiáng)度較大時(shí)，在帶鋼的金相組織方面可提高珠光體的含量而降低鐵素 體的含量，從而提高帶鋼的強(qiáng)度和硬度；同時(shí)，在強(qiáng)冷條件下帶鋼的芯部也能夠得到充分的 冷卻，提高帶鋼冷卻的均勻性，從而提高性能的均勻性。
[0010] 在實(shí)際應(yīng)用中，以上噴水方法對(duì)厚度在3. Omm以上的厚規(guī)格可有效提高性能，但 對(duì)厚度< 3. Omm以下的帶鋼非常不適用，一方面強(qiáng)冷噴水對(duì)薄規(guī)格帶鋼的性能基本上無(wú)影 響，另一方面通過(guò)分析，在強(qiáng)冷條件下造成了薄規(guī)格板形的惡化，致薄規(guī)格板形出現(xiàn)30mm 以上的雙邊浪浪高。
[0011] 對(duì)造成薄規(guī)格雙邊浪的原理分析如下：
[0012] 1)層冷的強(qiáng)冷方式造成帶鋼縱向冷卻不均勻。有資料介紹：依據(jù)鋼板溫度的不 同，有3種不同的沸騰冷卻方式，高溫階段，發(fā)生膜沸騰，即鋼板和冷卻水之間存在一層蒸 汽膜。在低溫階段，發(fā)生核沸騰，鋼板和水之間不存在蒸汽膜，直接發(fā)生熱交換。在膜沸騰 和核沸騰之間存在一個(gè)過(guò)渡沸騰階段，在這一階段，鋼板表面的不同部位，可以并存兩種冷 卻速率不同的沸騰冷卻方式。在過(guò)渡沸騰情況下，板面上有的部位鋼板和冷卻水之間處于 膜沸騰狀態(tài)，冷卻速率較低；有的部位處于核沸騰狀態(tài)，冷卻速率較高。結(jié)果由于鋼板的不 同部位處于不同的冷卻狀態(tài)，發(fā)生了極為不均勻的冷卻，極易造成鋼板的翹曲，形成表觀的 或者潛在的板形缺陷。在強(qiáng)冷方式下，由于以大水量進(jìn)行冷卻，很快會(huì)進(jìn)入到核沸騰和膜沸 騰共存的過(guò)渡沸騰，冷卻過(guò)程不穩(wěn)定。此外落在鋼板上的冷卻水滯留在鋼板表面，會(huì)在很寬 的范圍內(nèi)引起鋼板二次冷卻。這種由于滯留水引起的二次冷卻，極易變成不穩(wěn)定的過(guò)渡沸 騰狀態(tài)。在這種不穩(wěn)定的條件下，隨著冷卻的進(jìn)行，溫度的偏差會(huì)不斷增大，成為引起不均 勻冷卻的主要原因，同時(shí)也惡化了鋼板的質(zhì)量。所以避免出現(xiàn)過(guò)渡沸騰對(duì)于保證冷卻的均 勻性極為重要。
[0013] 2)冷卻過(guò)程中邊部和中間部分的冷卻條件有一定的差異，冷卻速度不同。中間溫 度高而邊部溫度低，冷卻到室溫時(shí)，邊部和中間部分會(huì)產(chǎn)生不同的冷卻收縮量，邊部收縮量 較小，而中心部分收縮量較大，從而產(chǎn)生邊浪或翹曲。如果冷卻強(qiáng)度較低，則這種不均勻性 則不明顯。
[0014] 3)上下表面冷卻不均勻，上表面冷卻效率高而下表面冷卻效率低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015] 本發(fā)明的目的是為了改善在強(qiáng)冷條件下帶鋼厚度< 3. Omm的薄規(guī)格的成品板形 質(zhì)量，降低板形質(zhì)量中雙邊浪現(xiàn)象，使得厚度< 3. Omm的薄規(guī)格雙邊浪由30mm以上降為 IOmm以下，從而提升產(chǎn)品質(zhì)量。
[0016] 本發(fā)明的技術(shù)方案：
[0017] 本發(fā)明是在現(xiàn)有層流冷卻設(shè)備的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。
[0018] 現(xiàn)有層流冷卻設(shè)備有依序1#~48#閥。其中1#~24#閥為強(qiáng)冷區(qū)，強(qiáng)冷區(qū)上、下 閥的最大流量均為150m 3/h (立方米/小時(shí)），上、下閥均為調(diào)節(jié)閥，乳制中噴水量可在最大 水量之內(nèi)任意調(diào)節(jié)。
[0019] 25#~40#閥為粗調(diào)區(qū)，粗調(diào)區(qū)上、下閥最大水量均為66. 6m3/h，上、下閥均為開(kāi)關(guān) 閥，只要噴水，即為最大水量，不能調(diào)節(jié)。
[0020] 41#~48#閥為精調(diào)區(qū)，精調(diào)區(qū)上、下閥最大水量均為33. 3m3/h，上、下閥均為開(kāi)關(guān) 閥，只要噴水，即為最大水量，不能調(diào)節(jié)。
[0021] 側(cè)吹閥共25個(gè)，最大水量5m3/h，為開(kāi)關(guān)閥，只要噴水，即為最大水量，不能調(diào)節(jié)。
[0022] 將1#~48#閥分為6個(gè)冷卻組，其中1#~8#的上、下閥為第1冷卻組；9#~16# 的上、下閥為第2冷卻組；17#~24#的上、下閥為第3冷卻組，25#~32#的上、下閥為第4 冷卻組；33#~40#的上、下閥為第5冷卻組；41#~48#閥的上、下閥為第6冷卻組。
[0023] 薄規(guī)格鋼板強(qiáng)冷條件下的層流冷卻方法，包括下述內(nèi)容：
[0024] (1)上閥、下閥均采用不同冷卻速率；
[0025] 冷卻速率=閥數(shù)/總閥數(shù)；
[0026] 開(kāi)閥數(shù)=總閥數(shù)X冷卻速率；冷卻速率為經(jīng)驗(yàn)值；是根據(jù)鋼種及鋼板的厚度經(jīng)驗(yàn) 人為規(guī)定的（見(jiàn)表1);
[0027] 上閥、下閥分別根據(jù)冷卻速率計(jì)算開(kāi)閥的數(shù)量，如果結(jié)果為不是整數(shù)，則按最大 水量計(jì)算最后一個(gè)閥的水量。如冷卻速率為5 0 %，則表示每一冷卻組的初始開(kāi)閥數(shù)為 8X50%= 4個(gè)閥；如冷卻速率為35%，則開(kāi)閥數(shù)為8X35%= 2. 8個(gè)閥，2. 8個(gè)閥指先開(kāi) 2個(gè)閥，最后再開(kāi)第3個(gè)閥，但第3個(gè)閥的開(kāi)度（指最大水量的百分比）為最大水量百分 比 X0. 8〇
[0028] 開(kāi)閥的順序?yàn)椋旱?冷卻組、第2冷卻組、第3冷卻組、第6冷卻組、第4冷卻組、第 5冷卻組；
[0029] 第一冷卻組的開(kāi)閥順序?yàn)?1#、5#、3#、7#、2#、4#、6#、8# ;
[0030] 第 2 冷卻組的開(kāi)閥順序?yàn)?9#、13#、11#、15#、10#、12#、14#、16# ;
[0031] 第 3 冷卻組的開(kāi)閥順序?yàn)?17#、21#、19#、23#、18#、20#、22#、24# ;
[0032] 第 6 冷卻組的開(kāi)閥順序?yàn)?41#、45#、43#、47#、42#、44#、46#、48# ;
[0033] 第 4 冷卻組的開(kāi)閥順序?yàn)?25#、29#、27#、31#、26#、28#、30#、32# ;
[0034] 第 5 冷卻組的開(kāi)閥順序?yàn)?33#、37#、35#、39#、34#、36#、38#、40# ;
[0035] 層流冷卻開(kāi)閥規(guī)則
[0036] 第一順序開(kāi)閥：根據(jù)開(kāi)閥順序及層流冷卻目標(biāo)溫度確定具體的第一順序開(kāi)閥的開(kāi) 閥數(shù)，即從第一冷卻組開(kāi)始，按冷卻速率值從第一冷卻組的開(kāi)閥順序中的1#、5#、3#、7#、2#、 4#、6#、8#依次開(kāi)啟，第一順序開(kāi)閥如果達(dá)到目標(biāo)溫度，則第一冷卻組的沒(méi)有開(kāi)啟的閥為未 開(kāi)閥，如果按順序任一閥按最大水量開(kāi)啟后所計(jì)算的溫度已低于層流冷卻目標(biāo)溫度，則不 斷減少該閥的開(kāi)度（每一步驟按降低開(kāi)度1%計(jì)算），從而降低水量直到達(dá)到層流冷卻目標(biāo) 溫度為止；
[0037] 第二順序開(kāi)閥：第一順序開(kāi)閥達(dá)不到目標(biāo)溫度，再按冷卻速率值及各冷卻組的開(kāi) 閥順序依次開(kāi)第2冷卻組、第3冷卻組、第6冷卻組、第4冷卻組、第5冷卻組，達(dá)到目標(biāo)溫 度，則停止開(kāi)后面的閥。第2冷卻組、第3冷卻組如果按順序任一閥按最大水量開(kāi)啟后所計(jì) 算的溫度已低于層流冷卻目標(biāo)溫度，則不斷減少該閥的開(kāi)度（每一步驟按降低開(kāi)度1%計(jì) 算），從而降低水量直到達(dá)到層流冷卻目標(biāo)溫度為止，其它冷卻組則不進(jìn)行閥的開(kāi)度調(diào)整；
[0038] 第二順序開(kāi)閥不能達(dá)到目