[發明專利]熱軋層流冷卻工藝過程中水冷設備能夠達到的冷速范圍的判定方法

無效

• 申請號: 200910080650.0
• 申請日: 2009-03-23
• 公開（公告）號: CN101524720A
• 公開（公告）日: 2009-09-09
• 發明（設計）人: 王鳳琴;寧林新;李家鼎;朱啟建;張利君;王衛華;薄鳳華;解家英;姜中行;麻慶申;劉春明;劉建明
• 申請（專利權）人: 首鋼總公司
• 主分類號: B21B45/02
• 分類號: B21B45/02
• 代理公司: 北京華誼知識產權代理有限公司
• 代理人: 劉月娥

技術領域

本發明屬于熱軋技術領域，特別是提供了一種熱軋層流冷卻工藝過程中水冷設備能夠達到的冷速范圍的判定方法，是根據鋼板水冷過程中各個工藝參數如流量、厚度、碳含量、終冷溫度、終軋溫度等對該層流水冷設備能夠達到的冷速范圍進行判定。特別適用于層流冷卻條件下的中厚板、熱連軋帶鋼等新產品開發過程中，通過判定熱軋層流冷卻工藝過程中在一定的工藝情況下該水冷設備的冷速范圍來確定在該水冷設備條件下是否能實現新產品的開發。

背景技術

一般而言，在中厚板軋制的新品種開發過程中，要想開發出來的新產品能滿足預期的性能要求，在軋制過程中就必須要實現該品種鋼的目標冷速以及目標終冷溫度要求。但對于特定的工廠以及特定的熱軋設備是否能滿足該新品種所要求的目標冷速要求和目標終冷溫度這個問題，一直以來是現場工作的一個盲區。因為現場都只能是等到具體軋完冷卻鋼板后根據記錄的鋼板開始冷卻時間，結束時間，開冷溫度，冷卻后的終冷溫度，然后用溫度差/時間差來具體計算實際的冷速值，這樣現場往往能采取的作法就是通過反復多次的現場試驗來最終判定是否能實現該新品種的生產，這樣就會造成巨大的成本浪費，而且延長了新品種開發的研制周期。

在中板的軋制過程中，由于ACC層流冷卻具有冷卻強度大，可控方式靈活等優點在各大鋼廠中一直都是主流的軋后冷卻方式。而在冷卻過程中，冷卻水與鋼板表面之間的換熱能力大小直接影響鋼板冷卻能力，換句話說，就是直接決定了冷速大小。由于冷速和終冷溫度對成品鋼板的機械性能有重要影響，是重要工藝參數之一，冷速和終冷溫度共同決定了成品鋼板的最終性能。因此，冷速研究是開發新品種是否能實現的前提基礎條件。

通過對中厚板的軋后層流冷卻過程的研究發現，影響冷速的因素主要有以下幾個參數：流量、厚度、終軋溫度、終冷溫度以及冷卻水溫等等，其中最主要的影響要素是流量。

在軋后冷卻過程中，冷速的控制是非常重要的，只有在合適的冷速情況下，才能實現冷卻過程中的組織均勻以及晶粒細化等要求。由于在冷卻過程中，這些因素都相互影響、相互作用，對于他們之間相互關系的分析也只局限于定性的分析，并沒有達到定量分析的研究水平，而且有很多諸如經驗公式之類的研究也只是從實際中生產中根據現場的經驗獲得，所以對于冷速與這些影響因素之間的相互關系并沒有形成成熟的理論，一直以來，這也是研究ACC控冷的難點所在。

發明內容

本發明目的在于提供一種熱軋層流冷卻工藝過程中水冷設備能夠達到的冷速范圍的工藝判定方法，是通過判定某一特定的工藝情況軋制水冷設備能夠達到的冷速范圍，解決新產品開發過程中直接盲目進行現場試驗所造成的成本浪費以及延長研制周期的問題。據此建立的鋼板冷卻過程中，水冷冷卻速度與流量、厚度、終軋溫度、終冷溫度、冷卻水溫等工藝參數之間的定量函數關系，也可為新品種開發的進一步工藝設計提供理論依據。可用于軋制現場快速解決判定該水冷設備是否能滿足軋制品種的目標冷速的要求。該項技術在實際使用過程中大大節省了新品種開發的成本以及縮短了新品種的研制周期。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

通過判定該層流冷卻工藝情況下的水冷設備的冷速范圍，來判定是否能滿足軋制鋼板的目標冷速要求，步驟如下：

(1)確定熱軋工藝情況下水冷設備的集管極限流量值，以及熱軋工藝情況下鋼板的厚度值、終軋溫度、冷卻水溫等工藝參數數值；通過流熱耦合數值模擬技術，對管層流上下集管極限流量和鋼板表面換熱特性進行研究，實現對該工藝情況下的水冷設備能夠達到的冷速范圍進行在線判定，并據此建立了鋼板冷卻過程中，水冷冷卻速度與流量、厚度、終軋溫度、終冷溫度、冷卻水溫等工藝參數之間的定量函數關系，其函數表達式如下：

Y_min＝D^a×(bF_min+cT₁+dT₂+e)-(f-224+11.2×T_w)D^a????????(1)

Y_max＝D^a×(bF_max+cT₁+dT₂+e)-(f-224+11.2×T_w)D^a????????(2)

其中：Y為冷速(℃/min)，F_max為上集管流量上限(L/m².min)