[發明專利]鋼板冷卻裝置

有效

• 申請號: 201310545017.0
• 申請日: 2013-11-07
• 公開（公告）號: CN103567238A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發明（設計）人: 楊海西;張覺靈;李宏亮;李慧明;王國太
• 申請（專利權）人: 楊海西
• 主分類號: B21B45/02
• 分類號: B21B45/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本申請涉及一種鋼板表面處理領域，特別是一種熱軋鋼板冷卻裝置及冷卻方法。

背景技術

鋼板的制造流程一般是經過加熱、粗軋、精軋、冷卻、卷繞五步工序完成。其中鋼板冷卻是其中重要的步驟，而冷卻過程所使用的設備也是生產過程的核心設備之一，冷卻的作用是將軋機軋制后的鋼板冷卻到預先設定的溫度，冷卻效果可以決定鋼板的最終性能。

在冷卻過程中，我們總是希望整塊鋼板所有部位的冷卻速率相同，這是考慮到降溫速度的均勻性決定了其性能的均勻性，從而形成相同的組織結構。目前，鋼板寬度方向冷卻均勻性已經作了充分的考慮，但是對于鋼板兩端部(即鋼板頭部和尾段)的降溫速率與鋼板中間段的降溫速率不同步的問題始終沒有很好解決。其產生的原因在兩方面：一是由于鋼板在軋制過程中，頭尾部軋制速度通常低于鋼板中間段，造成頭尾部溫度低于鋼板中部；二是鋼板冷卻過程中，頭尾部相當于三面同時與冷卻水接觸，使兩端比中間段冷卻更快。現有技術由于無法克服上述技術問題，也就不能保證鋼板整體上的均勻冷卻，由于兩部分溫差帶來鋼板性能的差異，會導致鋼板的組織、性能也呈現出較大的差異性。

目前解決該問題的技術手段之一將最終產品直接切除頭部和尾部的材料，但該手段所帶來的材料浪費是不言而喻的，而且對于切除的尺寸長度也沒有一定的規律性可言。

也有技術顯示，通過自動化控制手段解決頭尾段與中間段的溫差，即減少頭尾段冷卻水的使用量，以預期使鋼板頭尾段溫度與中間段保持一致。但實踐表明，該工藝仍存在冷卻不均勻的問題，例如頭部和尾部端點附近仍不可避免地顯現出細針狀的馬氏體結構，無論對兩端的水壓如何控制，仍難以克服該問題，從而不能使兩端的組織與中間段保持相同。

另外，還有一點，在實際生產中，軋制前保持高溫的鋼坯會與空氣中的氧氣發生反應，形成氧化鐵等化合物，反應后會在鋼坯表面生成一層氧化皮層，也稱為鱗片或鱗皮。一般工業上首先對處于高溫的鋼坯進行除鱗，以避免在軋制過程中被軋輥壓入到最終產品的表面上，從而降低產品的表面質量。但對于剛剛經過熱軋的鋼板，由于其仍保持著表而的高溫性，即使在前述步驟中已經對鋼坯進行了除鱗處理，仍然不可避免地會與空氣中氧化性氣體或在冷卻過程中與冷卻水或冷卻水蒸汽接觸過程中，表面再次發生部分氧化，再次形成氧化皮層，工業上面臨著對這種類型的氧化皮層的去除問題。

發明內容

本申請所使用的設備可以在現有常見的各種鋼板冷卻設備上進行改進。以克服上述所提及的各種技術問題。

首先，作為冷卻裝置上必不可少的部件之一“噴嘴”，在本申請中，我們行目地的選用霧化冷卻噴嘴，該噴嘴在本領域具有常規的理解，并無特殊含義。選用霧化冷卻噴嘴的目的在于為避免選用水流直接對鋼板處理時易產生的不穩定性，且霧化冷卻噴嘴具有較高的可控性。因此，在本申請中，如無特殊說明，所有出現的噴嘴均為霧化冷卻噴嘴。

另外，為了便于控制冷卻過程的速率和穩定性，冷卻裝置的基本設置方式為包括上、下兩側冷卻設備。即上側冷卻設備，用于在冷卻區間段對熱軋鋼板的上表面進行冷卻；下側冷卻設備，用于在冷卻區間段對熱軋鋼板的下表面進行冷卻。在上、下側冷卻設備上均勻設置有若干個霧化冷卻噴嘴，噴嘴的數量、噴嘴之間的間隔距離并無明確的限定，保持噴嘴間的間距相同即可，比如數量可控制在10-100范圍內，工業上直接選用現有企業中的設備即可，另外，還需要保證上、下兩側冷卻設備上的霧化冷卻噴嘴在垂直方向上一一對應。

一般來說，熱軋鋼板在剛進入冷卻段時，如果僅使用霧化冷卻噴嘴對鋼板進行降溫時，仍然不能避免頭部和尾部相當于有三面同時與冷卻水接觸的問題，致使頭部和尾部的冷卻速度高于中間段的冷卻速度，當降溫速度無法保持一致時，即會產生鋼板組織、性能上的差異性。

因此，本申請的目的之一是實現鋼板兩端與中間段降溫速率的一致性。

換言之，就是在鋼板進行冷卻段時，通過控制熱軋鋼板頭部、尾部和中間段冷卻時的冷卻水量，減小熱軋鋼板頭部、尾部與中間段的溫差，提高整塊熱軋鋼板降溫速率的一致性。

具體采取的手段包括：在冷卻裝置的控制設備上，使用控制設備控制噴嘴的打開與閉合，同樣，控制設備也可以控制每一組霧化冷卻噴嘴的噴出壓力。

為表述方便，我們可以將上、下兩側冷卻設備在垂直位置上對應的噴嘴自左向右依次定義為第一組霧化冷卻噴嘴、第二組霧化冷卻噴嘴……第n組霧化冷卻噴嘴。