一種型鋼冷卻裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種熱乳鋼冷卻裝置，特別是一種適用于對型鋼，尤其是Η型鋼進(jìn)行風(fēng)冷的冷卻裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]型鋼是一種有一定截面形狀和尺寸的條型鋼材，是鋼材四大品種(板、管、型、絲)之一。根據(jù)斷面形狀，型鋼分簡單斷面型鋼和復(fù)雜斷面型鋼，后者又稱異型鋼，包括后者指Η型鋼、槽鋼、鋼軌、窗框鋼、彎曲型鋼等，以及造船用的球扁鋼。復(fù)雜型鋼得制備方法又分為焊接和熱乳兩種，前者存在強(qiáng)度缺陷，故而目前熱乳型鋼應(yīng)用面更廣泛。
[0003]熱乳的終止溫度一般為800?900°C，之后需要進(jìn)行冷卻到80°C左右，根據(jù)冷卻介質(zhì)不同，冷卻分為空冷、油冷、風(fēng)冷、水冷等。冷卻工藝的控制要點(diǎn)是冷卻速度，上述冷卻速度水冷最快，空冷最慢，而油冷、風(fēng)冷介于二者之間。冷卻速度和冷卻方法會造成鋼材組織與性能的波動:為了獲得優(yōu)越性能，在終乳后采取強(qiáng)制冷卻措施，使得鋼的晶粒細(xì)化，交貨鋼材有較高的綜合力學(xué)性能。目前控冷熱乳工藝多應(yīng)用于盤條熱乳，對于復(fù)雜型鋼熱乳，強(qiáng)制冷卻容易影響鋼材組織及其截面形狀，造成成品質(zhì)量缺陷。強(qiáng)制快速冷卻可以增加鋼材性能，緩冷坑保溫緩慢降溫能夠降低冷卻帶來的變形影響，冷卻速度和冷卻帶來形變這二者之間的矛盾是復(fù)雜型鋼熱乳冷卻工藝中最大的難點(diǎn)，這一矛盾在規(guī)格比較大的軌梁型材生產(chǎn)中更是突出。
[0004]此外，型鋼在生產(chǎn)過程中需要冷卻到一定溫度時才能進(jìn)行矯直處理，冷卻不及時，則會導(dǎo)致被迫減緩型鋼的生產(chǎn)速度。
[0005]為了緩解這一矛盾，解決緩冷冷床自然冷卻能力不足的問題，目前的慣用工藝通常會在冷床上直接采用噴霧或噴水的冷卻方式，以求加速冷卻，但該種工藝并不能解決上述問題，仍然存在下述缺陷:①噴水冷卻會使復(fù)雜型鋼由于冷卻不均，從而出現(xiàn)彎曲形變；②水霧附著在型鋼表面，容易使型鋼產(chǎn)生銹蝕;③由于在冷卻過程中水蒸氣不能及時排出，從而對冷床區(qū)域行車及鋼結(jié)構(gòu)造成腐蝕;④水資源不能集中回收，造成水資源的極大浪費(fèi)。
[0006]為了減少噴水帶來的不利影響，部分企業(yè)也試圖用風(fēng)冷來進(jìn)行冷卻，但是由于普通風(fēng)冷的冷卻速度較水冷慢，限制了產(chǎn)品的生產(chǎn)效率。且普通單一風(fēng)冷仍會造成彎曲形變，且風(fēng)冷強(qiáng)度增加后，外界環(huán)境溫差較大，加劇了鋼材內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定。
[0007]因此，就需要一種能夠?qū)π弯撨M(jìn)行快速冷卻、改善型鋼冷卻均勻性、提高型鋼生產(chǎn)效率的冷卻裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的技術(shù)任務(wù)是針對以上現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種型鋼冷卻裝置，以期增強(qiáng)冷卻速度，提高鋼材生產(chǎn)效率，且不會帶來形變?nèi)毕荨?br>[0009]本發(fā)明解決其技術(shù)問題的技術(shù)方案是:一種型鋼冷卻裝置，包括冷床廠房和冷床，其特征在于:所述冷床廠房的冷床入口和冷床出口處設(shè)有入口基坑和出口基坑，冷床廠房的頂部設(shè)有通風(fēng)器;冷床的下方安裝有強(qiáng)冷風(fēng)機(jī);入口基坑和出口基坑均伸出冷床廠房外，入口基坑與出口基坑通過冷床下方基坑相通;所述的入口基坑長度、深度分別小于出口基坑，基坑為階梯狀，下階與出口基坑水平，上階與入口基坑水平。
[0010]上述的基坑的寬度大于或等于冷床的寬度。
[0011]上述的強(qiáng)冷風(fēng)機(jī)和通風(fēng)器為多個，多個通風(fēng)器呈線性排列，且通風(fēng)器線性排列的寬度與冷床寬度一致，所述的多個強(qiáng)冷風(fēng)機(jī)呈線性排列，強(qiáng)冷風(fēng)機(jī)線性排列的寬度與冷床寬度一致，相鄰的兩強(qiáng)冷風(fēng)機(jī)的間距能夠使兩強(qiáng)冷風(fēng)機(jī)吹向冷床的氣流能相互交叉。
[0012]上述的強(qiáng)冷風(fēng)機(jī)和通風(fēng)器數(shù)目相等，強(qiáng)冷風(fēng)機(jī)的出風(fēng)口與通風(fēng)器之間的角度為15°?20°。
[0013]上述的強(qiáng)冷風(fēng)機(jī)安裝在冷床中后三分之一處。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明具有以下突出的有益效果:
[0015]1、采用兩端的基坑設(shè)計(jì)，使空氣由冷床廠房的兩端的基坑進(jìn)入冷床，冷熱空氣在運(yùn)動過程中形成強(qiáng)對流，實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)風(fēng)冷。
[0016]2、無需使用水霧對型鋼進(jìn)行冷卻，因此型鋼和冷床區(qū)域行車及鋼結(jié)構(gòu)無銹蝕現(xiàn)象出現(xiàn)。
[0017]3、通過強(qiáng)制控冷，提升降溫速率，減少熱乳到矯正之間的時間消耗，提高鋼材生產(chǎn)效率，可以滿足大規(guī)模高速度生產(chǎn)產(chǎn)量需求。
[0018]4、階梯氣冷技術(shù)，雖然降溫速度膏，但是型鋼表面冷卻均勻，彎曲變形小。
【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明對比例的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖2是本發(fā)明實(shí)施例1的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021 ]圖3是本發(fā)明實(shí)施例2的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖4是本發(fā)明實(shí)施例2中冷凝排管部分的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖5是本發(fā)明實(shí)施例3的BD1乳制過程示意圖。
[0024]圖6是本發(fā)明實(shí)施例3BD2、DrDf乳制過程示意圖。
[0025]圖7是本發(fā)明實(shí)施例3經(jīng)BD2乳制所得料型板部截面示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合說明書附圖和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0027]為了便于敘述，以走鋼方向?yàn)闇?zhǔn)，進(jìn)鋼方向?yàn)榍埃鲣摲较驗(yàn)楹蟆?br>[0028]對比例(常規(guī)風(fēng)冷組):針對Q235B和Q345B，規(guī)格為:500 X 200 X 10 X 16mm。
[0029]如圖1所示，采取常規(guī)風(fēng)冷冷卻裝置，冷床6的下方設(shè)置有一靜壓箱16，所述的靜壓箱16上設(shè)置有多條縫形噴口 17，縫形噴口 17的寬度與冷床6的寬度一致。當(dāng)向靜壓箱16的進(jìn)氣口通過鼓風(fēng)機(jī)輸入空氣時，空氣經(jīng)靜壓箱16由縫形噴口 17排出，空氣氣流直接吹在Η型鋼的表面上對其進(jìn)行冷卻。采用上述常規(guī)風(fēng)冷方式的對照例950°C降至80°C，冷卻速度為14.75°C/min。
[0030]實(shí)施例1 (強(qiáng)制風(fēng)冷組):針對Q235B和Q345B，規(guī)格為:500 X 200 X 10 X 16mm。
[0031 ] 如圖2所示，冷床廠房2的冷床入口 1和冷床出口 7處分別設(shè)有入口基坑31和出口基坑37，基坑的寬度大于或等于冷床6的寬度，入口基坑31和出口基坑37均伸出冷床廠房2外，入口基坑31與出口基坑37與冷床6下方基坑3相通。冷床廠房2的頂部設(shè)有一個或多個通風(fēng)器4，如為多個，則多個通風(fēng)器4呈線性排列，且通風(fēng)器4線性排列的寬度與冷床6寬度一致。冷床6的下方安裝有一個或多個強(qiáng)冷風(fēng)機(jī)5，多個強(qiáng)冷風(fēng)機(jī)5呈線性排列，強(qiáng)冷風(fēng)機(jī)5線性排列的寬度與冷床6寬度一致，相鄰的兩強(qiáng)冷風(fēng)機(jī)5的間距能夠使兩強(qiáng)冷風(fēng)機(jī)5吹向冷床6的氣流能相互交叉，不會產(chǎn)生死角，從而能夠避免Η型鋼冷卻不均。強(qiáng)冷風(fēng)機(jī)5和通風(fēng)器4數(shù)目相等，位置依據(jù)熱空氣走向安置。優(yōu)化方案中使用的為多個強(qiáng)冷風(fēng)機(jī)5和多個通風(fēng)器4，數(shù)量和間距依據(jù)冷床6長度、強(qiáng)冷風(fēng)機(jī)5和通風(fēng)器4參數(shù)以及待冷卻的鋼材相關(guān)，但為了在附圖中更好的表現(xiàn)氣流方向，附圖中僅畫出了一對強(qiáng)冷風(fēng)機(jī)5和通風(fēng)器4。強(qiáng)冷風(fēng)機(jī)5安裝在冷床6中后三分之一處附近，具體分布以冷床6中后三分之一交界為中心，總分布距離不超過冷床長度四分之一。本實(shí)施例中強(qiáng)冷風(fēng)機(jī)5參數(shù)為進(jìn)出風(fēng)口直徑1000mm，風(fēng)量36916立方米/小時，風(fēng)壓371帕，兩臺強(qiáng)冷風(fēng)機(jī)5之間的間距1.5米左右。強(qiáng)冷風(fēng)機(jī)5出風(fēng)方向朝向進(jìn)鋼方向，以便于將強(qiáng)冷風(fēng)機(jī)5產(chǎn)生的冷風(fēng)吹向所述的冷床廠房2的頂部通風(fēng)器4，并以此引導(dǎo)整個冷床6區(qū)的氣流流向通風(fēng)器4處。
[0032]本實(shí)施例中，所述的入口基坑31長度、深度分別小于出口基坑37?？諝庥衫浯矎S房2的兩端的基坑進(jìn)入冷床6:入口基坑31入風(fēng)進(jìn)行基礎(chǔ)風(fēng)冷，吸熱上升，由冷床6上方通風(fēng)器4排除，不斷地吸引冷風(fēng)從基坑進(jìn)入;入口基坑31相對比較淺，內(nèi)部無支柱和底面折返設(shè)計(jì)，其原因在于入口處鋼材的溫度最高，空氣需要迅速帶走熱量，但是該段又不能過度強(qiáng)冷，初始冷卻速率過高則影響鋼材產(chǎn)品性能；出口基坑37較長較深，其目的在于確保進(jìn)入冷風(fēng)的溫度，較低溫度進(jìn)風(fēng)一方面實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)風(fēng)冷，一方面通過強(qiáng)冷風(fēng)機(jī)5實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制風(fēng)冷。強(qiáng)冷風(fēng)機(jī)5的出風(fēng)口與通風(fēng)器4之間的角度為15°?20°，該角度綜合考慮了熱空氣的升騰，確保高效流動。入口基坑31與出口基坑37通過冷床6下方相通成基坑3，基坑3呈現(xiàn)階梯狀，下階與出口基坑37水平，上階與入口基坑31水平，且冷床6下基坑3內(nèi)有多個支柱，所述支柱的目的在于使冷空氣在基坑處形成多項(xiàng)折返，增加散熱效應(yīng)，當(dāng)冷空氣吸熱到一定溫度上升超出冷床6水平時，方能夠迅速從通風(fēng)器4逸散。在具體實(shí)施的優(yōu)化設(shè)計(jì)中，基坑3可以底面凹凸不平，優(yōu)選為與走鋼方向垂直的多條溝槽。其目的亦在于:一部分強(qiáng)風(fēng)遇到鋼材阻擋被折射回基坑內(nèi)，通過溝槽折射到更熱的鋼段，實(shí)現(xiàn)循環(huán)流動，互相摻和，使溫度趨于均勻，而且從入口基坑31與從出口基坑37進(jìn)入廠房的兩股空氣在運(yùn)動過程中形成強(qiáng)對流，并由冷床廠房2上方通風(fēng)器4排除，兩股空氣在對流過程中，較熱的空氣上升，較冷的空氣下降，這樣極大的提高了空氣帶走熱量的速度。在冷床6后三分之一部分的基坑3中安裝橫向折返擋條。
[0033]本實(shí)施例的具體優(yōu)選參數(shù)為:冷床6長度為40000mm，入口基坑31伸出廠房外5500mm，出口基坑37伸出廠房外9000mm。在具體實(shí)施時，需根據(jù)待冷卻鋼型，冷卻需求等進(jìn)行參數(shù)調(diào)整。
[0034]實(shí)施例1的特點(diǎn)是，結(jié)構(gòu)簡單，Η型鋼在冷卻過程中直接由950°C降至80°C，可以勻速前進(jìn)，無需分階段冷卻。Η型鋼平均冷卻速度約為21.75°C/min。本發(fā)明采用兩端基坑設(shè)計(jì)和階梯氣冷技術(shù)，空氣由冷床廠房的兩端的基坑進(jìn)入冷床，冷床6中后三分之一交界處設(shè)置強(qiáng)冷風(fēng)機(jī)5。冷床6前三分之一空氣從淺、短的入口基坑31進(jìn)入，無折返設(shè)計(jì)，迅速與高熱鋼材進(jìn)行熱交換，熱空氣迅速從通風(fēng)器4逸出；冷床6中三分之一通過強(qiáng)冷風(fēng)機(jī)5實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制風(fēng)冷，并通過支柱和底面溝槽進(jìn)行多次折返，增加熱交換效能，充分換熱后方從通風(fēng)器4逸出；冷床6后三分之一空氣從深、長的出口基坑37進(jìn)入，橫向折返設(shè)計(jì)，對于已進(jìn)行強(qiáng)冷降溫的鋼材進(jìn)行二次降溫。使用該種冷卻方式，冷卻速度提升，且鋼材下冷床的通條溫度差小于10°C，從而保證了在增加冷卻速率的同時，保證了冷卻均勻性。
[0035]實(shí)施例2(混合風(fēng)冷組):針對Q235B和Q345B，規(guī)格為:50