[發(fā)明專利]一種層流寬度可調(diào)式冷卻裝置及控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910047957.0
• 申請日: 2009-03-20
• 公開（公告）號: CN101837378A
• 公開（公告）日: 2010-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王軍
• 申請（專利權(quán)）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: B21B45/02
• 分類號: B21B45/02;B21B37/00;B05B1/20;B05B1/32;B05B12/00
• 代理公司: 上海東信專利商標(biāo)事務(wù)所 31228
• 代理人: 楊丹莉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種冷卻裝置，尤其涉及一種適用于冶金軋鋼生產(chǎn)線的層流寬度可調(diào)式冷卻裝置。

背景技術(shù)

鋼鐵企業(yè)的熱軋連軋機生產(chǎn)線都要使用到層流冷卻裝置，其主要功能就是將精軋出口的帶鋼，根據(jù)卷取設(shè)定的目標(biāo)溫度進行快速冷卻，以保證帶鋼的產(chǎn)品性能。

以熱軋廠為例，其層流冷卻裝置共有76組冷卻集管(對應(yīng)上下為一組)。其中前68組為主冷段，后8組為精冷段。一般分為若干個冷卻區(qū)，每個冷卻區(qū)都有各自的主冷段和精冷段的冷卻區(qū)串接而成，冷卻區(qū)的主冷段又由若干組強冷集管組和若干組主冷集管組構(gòu)成。層冷模型在計算所需打開集管閥組時，按照主冷段從前往后，精冷段從后往前規(guī)則進行設(shè)定。因此，根據(jù)終軋溫度到卷取溫度的設(shè)定溫降，主冷段的前4組以及精冷段的后4組在每次設(shè)定都是需要打開的，因此基本上處于常開狀態(tài)；每組集管的位置(距精軋最后機架)在基礎(chǔ)自動化控制中都有數(shù)據(jù)，另外基礎(chǔ)自動化對于帶鋼在層流輥道上的位置都需要進行跟蹤。其冷卻控制如下：

首先，過程機根據(jù)設(shè)定的終軋溫度和卷取溫度，通過層冷模型計算，確定主冷段和精冷段冷卻集管的打開組數(shù)，并下發(fā)指令給精軋基礎(chǔ)自動化對水閥進行控制。

其次，當(dāng)帶鋼出精軋最后機架由精軋后測溫儀測出帶鋼實際的終軋溫度后，再對冷卻集管的打開組數(shù)進行相應(yīng)的調(diào)節(jié)。

最后，當(dāng)層冷后的卷取測溫儀測出帶鋼的實際卷取溫度后，根據(jù)設(shè)定的卷取目標(biāo)值動態(tài)對層流冷卻集管打開組數(shù)進行調(diào)節(jié)，以保證帶鋼的卷取溫度在設(shè)定范圍內(nèi)。每個閥組的冷卻水量可控制帶鋼溫度為5度。

熱軋帶鋼板形一直是用戶們特別關(guān)注的質(zhì)量問題，板形質(zhì)量優(yōu)劣直接影響產(chǎn)品的使用，尤其是近年來隨著鋼鐵工業(yè)的迅猛發(fā)展，帶鋼產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展，用戶對其板形質(zhì)量的要求也日益提高。

熱軋生產(chǎn)線不斷發(fā)展，生產(chǎn)品種、規(guī)格逐漸擴大，目前的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與以前已經(jīng)截然不同，以前以普碳鋼為主，目前主要生產(chǎn)微合金鋼和碳錳鋼。現(xiàn)有的層流冷卻系統(tǒng)，隨著軋線軋制規(guī)格的不斷拓展和用戶對產(chǎn)品質(zhì)量要求的不斷提高，已經(jīng)不能滿足部分鋼種生產(chǎn)的需要，尤其是一些含有合金元素的強度鋼(如：BS600、BS700、B510L、S45C、SS400等)。這些強度鋼在經(jīng)過層流冷卻區(qū)域以后，由于現(xiàn)有的層流冷卻系統(tǒng)存在著水壓不穩(wěn)、水流分布不均勻等問題造成帶鋼的冷卻不均，從而導(dǎo)致帶鋼出現(xiàn)一系列板形質(zhì)量問題，在軋線生產(chǎn)過程中容易發(fā)現(xiàn)帶鋼由于冷卻不均造成的C翹，和寬度方向冷卻不均造成的板形變化，尤其邊部溫度降低較大會在后續(xù)冷卻過程中產(chǎn)生帶來雙邊浪趨勢的內(nèi)應(yīng)力，給帶鋼的板形、機械性能、溫度及相變在寬度方向的均勻性都會帶來很大影響。

為此，川崎制鐵有限公司在中國申請專利《金屬帶材的冷卻方法和裝置》(申請公開日1987.12.16，專利公開號CN87100594)，其層流冷卻裝置采用由一對限定狹縫的平板部件組成的層流噴管，冷卻水流過此狹縫形成一冷卻水屏柵，為調(diào)節(jié)該噴管內(nèi)的通道區(qū)域，該層流噴管的平板部件至少有一個在垂直于冷卻水流動的方向上可以變形，至少有一個平板較好地響應(yīng)冷卻水壓力，引起通道區(qū)域變化，從而調(diào)節(jié)冷卻水通道區(qū)域。此方法采用對層流冷卻集管邊部遮擋的方法，對帶鋼邊部溫度降低較大問題提供了一個解決辦法，但該方法也存在不足之處，顯而易見，這種現(xiàn)有技術(shù)的缺點是：在生產(chǎn)較窄帶鋼時，大量冷卻水白白浪費，不利于生產(chǎn)資源的節(jié)約。

發(fā)明人設(shè)想研制一種層流冷卻裝置及冷卻方法，能夠根據(jù)帶鋼不同寬度的冷卻工藝要求，對應(yīng)建立相應(yīng)于帶材通道寬度的縫隙層流，實現(xiàn)層流冷卻區(qū)域在寬度上的相應(yīng)變化，從而調(diào)節(jié)冷卻水在通道寬度方向上的區(qū)域，減少帶鋼邊部的溫降，確保帶鋼的板形、機械性能、溫度及相變在寬度方向的均勻性；與現(xiàn)有的邊部遮擋技術(shù)不同，在達(dá)到同樣效果的同時，還能夠避免冷卻水資源的浪費，經(jīng)聯(lián)機檢索，至今為止未見有相同或相似的專利技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有層流冷卻系統(tǒng)存在著帶鋼寬度方向冷卻分布不均勻的現(xiàn)象，本發(fā)明的目的在于提供一種層流寬度可調(diào)式冷卻裝置及控制方法，能夠根據(jù)帶鋼不同寬度的冷卻工藝要求，對應(yīng)建立相應(yīng)于帶材通道寬度的縫隙層流，實現(xiàn)層流冷卻區(qū)域在寬度上的相應(yīng)變化，從而調(diào)節(jié)冷卻水在通道寬度方向上的區(qū)域，減少帶鋼邊部的溫降，確保帶鋼的板形、機械性能、溫度及相變在寬度方向的均勻性。