[發明專利]一種超快冷工藝下薄規格管線鋼冷卻均勻性控制方法

有效

• 申請號: 201110408076.4
• 申請日: 2011-12-09
• 公開（公告）號: CN102601134A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 田鵬;馬長文;王國棟;田勇;田士平;董占斌;王普;王新;閆智平;丁志勇;白學軍;張躍飛;李群;王志勇;張國棟;陳小林;李鑫磊;諶鐵強;李景慶
• 申請（專利權）人: 秦皇島首秦金屬材料有限公司;首鋼總公司;東北大學
• 主分類號: B21B45/02
• 分類號: B21B45/02;B21B37/76
• 代理公司: 北京華誼知識產權代理有限公司 11207
• 代理人: 劉月娥

技術領域

本發明屬于鋼板超快速冷卻技術領域，特別是提供了一種超快冷工藝下薄規格管線鋼冷卻均勻性控制方法。

背景技術

薄規格管線鋼水冷主要采用常壓層流冷卻方式，由于管線鋼規格薄，冷卻過程溫降大，使得冷后鋼板整體冷卻均勻性不好，導致鋼板冷后的殘余應力增大，使得鋼板板形不易穩定控制，影響鋼板的生產效率，為此開發出一套超快冷工藝模式下薄規格管線鋼的冷卻均勻性控制方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種超快冷工藝下薄規格管線鋼冷卻均勻性控制方法，根據超快冷設備的特點，對超快冷的使用方法進行了分析和研究，解決了薄規格(12mm-30mm)管線鋼冷卻過程中由于冷后溫度不均勻導致板形不良的問題。減少了在線矯直道次，提高了生產效率，使得管線鋼能夠批量穩定生產。

本發明在現場已具備的超快冷設備上進行。熱軋寬厚板生產線在原層流冷卻設備前增加了一臺超快冷設備，超快冷設備由9組數量相等的上下集管組成，上下集管對稱分布，長度方向上第1和第3組是縫隙噴嘴，其他7組是三聯噴嘴，縫隙噴嘴的冷卻強度是三聯噴嘴的1.5-2倍。每組集管0.8米，總冷卻長度7.2米。上集管與提升機構連接，用于升降適應不同鋼板厚度。高壓斜噴式的上下集管與垂直方向的角度成30度，向鋼板表面噴射噴射對此的高壓高密度水流。同時超快冷出口分別安裝2組側噴，超快冷長度方向上內部安裝3組中噴，用于清除鋼板上表面殘余的冷卻水，保證上表面冷卻水有序流動。

本發明的工藝步驟如下：1.軋后鋼板水冷前，將超快冷上集管提升至距離下集管(300mm-350mm)+h(h為鋼板厚度)。由于薄規格管線鋼冷卻前，沒有進行矯直，軋后鋼板的整體不平度要求控制在50mm/m-250mm/m以內。由于管線鋼要求冷卻溫降在200度-250度，需要開啟8組超快冷集管，其中，包括7組三聯噴嘴和第3組縫隙噴嘴。

2.根據超快冷集管高壓斜噴式的特點，結合超快冷中噴裝置，將超快速冷卻段劃分為兩個區域，設定集管的沿軋件縱向的配置方式和集管參數。為了保證鋼板冷卻過程中的上表面殘余殘水能夠及時清除掉，提高換熱效率。將9組集管中的第4組，8組和9組集管的噴射方向進行反向噴射，來做到分區水冷，實現集管前4組后5組的分組布置，同時將第4組，8組，9組反向集管的水量增加確保噴射到鋼板上表面的水有序流動。將第4組和第5組集管之間的第2組中噴開啟，最后2組側噴開啟，保證在高冷卻速率條件下均勻冷卻，為提高鋼板的冷卻質量、控制鋼材的相變提供了強有力的手段。如圖2所示

3.針對不同規格的管線鋼，為了彌補鋼板入水的溫度差，根據鋼板厚度和長度將鋼板冷卻過程中的加速度進行了如下控制，當鋼板頭部到達第一組集管時，輥道加速度啟動，當鋼板尾部離開最后一組集管時，輥道加速度停止，整個過程的加速度恒定，設定在0.001-0.006之間，根據鋼板的規格變化而不同

4.將鋼板頭尾遮蔽的參數根據鋼板的特點劃分為5層，其中第1位對應碳含量的層別；第2位對應Mo含量的層別；第3位對應厚度的層別；第4位對應長度的層別；第5位對應終冷溫度的層別。根據鋼板的PDI(原始數據輸入)，數據能夠自動調用相應的頭尾遮蔽參數。

以軋機中心線為O點，超快冷第一組集管距離軋機的位置是52.6米，當鋼板頭部到達距離第一組開啟的超快冷集管2m-4m之間位置時，輥道速度開始加速，加速后勻速，當鋼板尾部到達相應位置時再次加速，如圖2所示

根據鋼板的長度不同，所對應的頭尾遮蔽層別不同，其頭尾遮蔽參數不同，鋼板距離軋機中心線的位置與輥道速度補償值形成一一對應的關系，如下表所示：距離單位(m)，速度單位(m/s)，輥道速度補償值控制在0.1m/s-0.5m/s之間。補償距離控制在2m-10m之間。根據鋼板頭部距離軋機中心線位置不同，在原輥道速度基礎上增加了輥道速度補償值。

積極效果：

利用超快冷的高強度均勻化冷卻方式實現對管線鋼的批量化生產，采用加速度和頭尾遮蔽保證鋼板長度方向溫度均勻性，頭尾遮蔽投入后，管線鋼板長方向的頭部與中部溫差：20℃左右；過冷位置：距頭尾＜200mm。保證了鋼板縱向溫度均勻性的控制，實現了鋼板的同板溫差小于30℃的目標，切尾量降低至200mm。采用軟水封技術保證了鋼板上表面積水的有序流動及控制，結合合理的冷卻規程，使得鋼板橫向溫度均勻，最終實現了單道次矯直批量化生產，減少了鋼板矯直成本，提高了鋼板整體性能。

附圖說明

圖1為分區冷卻示意圖。其中，plate代表水冷的鋼板。