[發明專利]一種多功能棒材分級控溫軋制和控冷設備

無效

• 申請號: 201410325857.0
• 申請日: 2014-07-09
• 公開（公告）號: CN104148408A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發明（設計）人: 邸全康;鄭福印;魯麗燕;李睿英;周玉麗;王全禮;李艷平;王立峰;程四華;晁月林;王曉晨;王勇
• 申請（專利權）人: 首鋼總公司
• 主分類號: B21B37/74
• 分類號: B21B37/74;B21B45/02
• 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

本發明屬于熱軋棒材在線控軋控冷設備技術領域，特別是提供了一種多功能棒材分級控溫軋制和控冷設備。

背景技術

目前，如達涅利、國內部分科研院校開發并推廣應用的棒材控軋控冷或超快冷裝備存在嚴重不足，主要體現在其控軋模式、控軋極限溫度、軋后超快冷模式、冷卻溫度區間和冷速可調節范圍、冷卻后溫度波動等方面存在問題，導致該類裝備上線后通用性差，不能滿足多鋼種、多規格差異化冷卻工藝需求，具體問題如下：

1)采用780-800℃低溫軋制具有顯著優點，如細化奧氏體晶粒、提高形變位錯密度、抑制再結晶減少混晶、細化珠光體片層間距、推遲貝氏體/馬氏體相變、提高亞共析鋼強度等，但是目前，絕大多數棒材產線在機間有限距離內的冷卻溫降能力很小，達不到溫控要求；

2)不能滿足大規格在甩機架低溫軋制變形后立即冷卻，低溫軋制效果被削弱，如造成高密度低溫形變位錯迅速大量消失、低溫形變后奧氏體晶粒快速粗化等。

3)軋機間冷卻過程的斷面溫差大，尤其大規格的斷面(表面、1/4、心部)，心表溫差可達200℃以上，導致軋制中間坯出現“陰陽面”，堆鋼事故率高；

4)多采用一段式冷卻，棒材開冷和終冷溫度區間可控范圍小，尤其終冷溫度難以精確控制，適應于冷卻的鋼種和規格涵蓋范圍小。

5)軋后冷卻均勻性差，部分表面出現黑線，表面質量差；組織差異性大，局部殘余應力大，導致尤其小規格(≤Φ14mm)上冷床條形嚴重彎曲，無法順行軋制。

6)整體冷卻器結構類型單一，冷卻過程不同溫降階段冷卻速度可調控范圍小；

7)自動化水平低，未實現基于恒定目標溫度的流量在線閉環控制，導致冷卻后的精軋制入口溫度和上冷床溫度波動大(分別達到±15℃、±20℃)。

發明內容

本發明的目的在于提供一種多功能棒材分級控溫軋制和控冷設備，首次滿足了棒材多鋼種、多規格、精準化的冷卻需求，通用性極強。適用于棒材產品高質量條件下微合金元素減量化。

本發明設計了3大類具有不同熱交換能力的棒材冷卻器(正反向湍流冷卻器、單向氣截湍流冷卻器、泄壓孔式淬火水箱)，同時每大類冷卻器又根據軋材規格組距設計成10余種不同的內部結構，并在軋線上進行了17段64m組合式的全局布控設計。該裝備適用的產品規格涵蓋Φ10-60mm；適用的鋼種屈服強度級別涵蓋400-1100MPa；控軋后的極限溫度可以達到800℃；滿足大規格甩機架低溫軋制后立即水冷；整體冷卻區間可覆蓋300-1000℃；冷速可調節范圍30-500℃/s；控軋控冷后精軋制入口和上冷床溫度波動可控在≤±7.5℃。

本發明包括四個冷卻段，分別是布置在12^#軋機出口的1#冷卻段(A段)、布置在14^#-18^#軋機間的冷卻段(B段)、布置在18^#軋機后的2#冷卻段(C段)、布置在3^#倍尺剪后的3^#冷卻段(D段)，如圖1所示。每一冷卻段又分別設計成若干小段，如表1所示：A段包含3個分段(記作A₁、A₂、A₃)各4m的正反向湍流冷卻器(分為ZFX1、ZFX2兩種型號)，B段包含4個分段(記作B₁、B₂、B₃、B₄)各4m的正反向和氣截湍流冷卻器，C段包含8個分段(記作C₁、C₂、C₃、C₄、C₅、C₆、C₇、C₈)各3m的氣截湍流冷卻器(分為DX1、DX2、DX3、DX4、DX5五種型號)，D段包含2個分段(記作D₁、D₂)各6m的卸壓孔式冷卻器。

表1?冷卻設備的整體設計

設備具體包含的部件和連接方式如下：