[發明專利]一種下噴層流冷卻裝置

有效

• 申請號: 201010129778.4
• 申請日: 2010-03-19
• 公開（公告）號: CN102189131A
• 公開（公告）日: 2011-09-21
• 發明（設計）人: 王軍
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: B21B45/02
• 分類號: B21B45/02
• 代理公司: 上海東信專利商標事務所 31228
• 代理人: 楊丹莉

技術領域

本發明涉及一種層流冷卻裝置，尤其涉及一種在熱軋層流冷卻中使用的寬度可調的下噴層流冷卻裝置。

背景技術

鋼鐵企業的熱軋連軋機生產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，根據卷取設定的目標溫度進行快速冷卻，以保證帶鋼的產品性能。

以寶鋼2050熱軋廠為例，其層流冷卻裝置共有76組冷卻集管(對應上下為一組)。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，每個冷卻區都有各自的主冷段和精冷段的冷卻區串接而成，冷卻區的主冷段又由若干組強冷集管組和若干組主冷集管組構成。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，精冷段從后往前規則進行設定。因此，根據終軋溫度到卷取溫度的設定溫降，主冷段的前4組以及精冷段的后4組在每次設定都是需要打開的，因此基本上處于常開狀態；每組集管的位置(距精軋最后機架)在基礎自動化控制中都有數據，另外基礎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，過程機根據設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，并下發指令給精軋基礎自動化對水閥進行控制。

其次，當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進行相應的調節。

最后，當層冷后的卷取測溫儀測出帶鋼的實際卷取溫度后，根據設定的卷取目標值動態對層流冷卻集管打開組數進行調節，以保證帶鋼的卷取溫度在設定范圍內。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注的質量問題，板形質量優劣直接影響產品的使用，尤其是近年來隨著鋼鐵工業的迅猛發展，帶鋼產品應用領域不斷拓展，用戶對其板形質量的要求也日益提高。

熱軋生產線不斷發展，生產品種、規格逐漸擴大，目前的產品結構與以前已經截然不同，以前以普碳鋼為主，目前主要生產微合金鋼和碳錳鋼。現有的層流冷卻系統，隨著軋線軋制規格的不斷拓展和用戶對產品質量要求的不斷提高，已經不能滿足部分鋼種生產的需要，尤其是一些含有合金元素的強度鋼(如：BS600、BS700、B510L、S45C、SS400等)。這些強度鋼在經過層流冷卻區域以后，由于現有的層流冷卻系統存在著水壓不穩、水流分布不均勻等問題造成帶鋼的冷卻不均，從而導致帶鋼出現一系列板形質量問題，在軋線生產過程中容易發現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冷卻過程中產生帶來雙邊浪趨勢的內應力，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。

層流冷卻對板形影響的主要是通過相變、應力和導熱性。在國內外比較有效的措施就是邊部遮擋裝置，而且效果比較明顯。目前，國內主要是德國SMS-DMG的EDGER?MASKING邊部遮擋技術的應用，通過油缸控制連桿機構來調整層流冷卻上噴冷卻水寬度的遮擋板。例如邯鋼熱軋CSP生產線2003年二線建設工程中引進的SMS公司邊部遮擋技術的應用，邯寶熱軋2250mm產線也得到成功應用。

日本三菱重工業株式會社2002年12月17日公開的專利《帶材冷卻裝置》專利號JP2002361316A，其方案是在層流冷卻時將帶鋼邊部的冷卻水通過儲水槽收集來提高帶鋼邊部的溫度，儲水槽收集的冷卻水則通過專用排水管排出。顯而易見，這種技術存在一個的缺點：在生產較窄帶鋼時，大量冷卻水白白浪費。

日本川崎水島廠早在20世紀80年代就開展了關于層流邊部遮擋對改善板形的研究，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，為調節該噴管內的通道區域，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冷卻水壓力，引起通道區域變化，從而調節冷卻水通道區域。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，這種現有技術的缺點是：在生產較窄帶鋼時，大量冷卻水白白浪費，不利于生產資源的節約。

另外，現有技術提高帶鋼邊部溫度的方法，其原理都是采用對層流冷卻集管邊部進行一定寬度的遮擋，對帶鋼邊部溫度降低較大問題提供了一個解決辦法，但該方法也存在共同的不足之處：

1.浪費資源：在生產較窄帶鋼時，被遮擋的大量冷卻水白白浪費，不利于生產資源的節約，消耗電費、增加水處理成本。