[發明專利]一種熱連軋鋼板熱處理用冷卻裝置及控制方法

有效

• 申請號: 201610196811.2
• 申請日: 2016-03-31
• 公開（公告）號: CN107287397B
• 公開（公告）日: 2019-07-02
• 發明（設計）人: 吳建峰;王笑波;楊征;劉曄;吳祖國
• 申請（專利權）人: 寶鋼湛江鋼鐵有限公司;寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C21D1/667
• 分類號: C21D1/667;C21D9/46;C21D11/00
• 代理公司: 上海三和萬國知識產權代理事務所(普通合伙) 31230
• 代理人: 劉立平

一種熱連軋鋼板熱處理用冷卻裝置，包括高壓噴嘴及低壓水霧噴嘴，高壓噴嘴組成高壓噴射冷卻系統，而低壓水霧噴嘴組成低壓水霧冷卻系統，高壓噴射冷卻系統和低壓水霧噴嘴冷卻系統順序設置，組成一整體式的冷卻裝置，對經過的熱軋鋼板以1～75m/min的通板速度進行冷卻作業。本發明通過設定合理的水量、水比和輥道速度，在熱處理高壓區將鋼板冷卻到需要的相變溫度點，后續的水霧冷卻為相變過程的均勻冷卻提供了很好的條件，可以有效減小組織應力的產生，從而改善鋼板淬火后的板形。水霧冷卻還可以實現終冷溫度的精確控制，使得冷卻后的鋼板得到所需的相變組織。

技術領域

本發明涉及一種金屬冶金技術，尤其涉及鋼鐵生產領域中的熱連軋產線鋼板的離線熱處理用冷卻技術的裝置及控制方法。

背景技術

隨著工程機械、汽車、集裝箱和鐵路等行業對鋼鐵生產領域中的熱連軋高強鋼需求量的逐年提升，鋼板離線熱處理工藝技術就顯得非常重要，而針對的冷卻技術則是整個鋼板離線熱處理工藝技術中的一項核心技術。

現有技術下的冷卻技術在鋼板熱處理上的應用主要有兩個方面，一是鋼板回火后的淬火冷卻，包括柔性淬火，即終冷溫度并非常溫，二是鋼板正火后的加速冷卻。

目前，鋼板熱處理淬火冷卻主要采用水淬，即利用高壓水射流沖擊鋼板表面，產生強化換熱效果。這種冷卻方式主要用于中厚板熱處理淬火，對于較薄的熱連軋鋼板來說，瞬間冷卻強度過大，容易產生冷卻不均和板形問題，反而降低了成品合格率。同時，由于水冷強度大，無法實現柔性淬火所需的均勻冷卻和精確控溫的要求，造成鋼板水冷后性能不均。因此，目前對于熱連軋鋼板的熱處理淬火工藝尚無十分有效的冷卻裝置。

而傳統的鋼板正火熱處理工藝，加熱后采用空冷，鐵素體晶粒仍然會長大，導致鋼板的強度較低。如果在正火后采用適當加速冷卻速度，就可以降低相變溫度，控制相變類型，細化相變組織，也可抑制微合金元素的碳氮化物長大，使其低溫彌散析出，從而提高鋼材的強度，保持鋼材韌性不降低。從成分設計的角度，在保證力學性能相同的條件下，可以降低鋼中的碳或合金元素的含量，從而改善鋼材的可焊接性。

中厚板熱處理工藝中為提高鋼板冷卻速率，提高生產效率，改善鋼板力學性能，部分正火生產線相繼開發正火加速冷卻工藝，鋼板的強韌性指標可通過調節正火后的冷卻速率來實現控制。但是由于正火的加速冷卻所需的冷卻速率較低，一般采用氣霧冷卻，難以與淬火機實現一體化的冷卻控制，在中厚板熱處理線往往需要設置單獨的生產線，這樣就增大了投資，生產節奏也不夠緊湊。但是中厚板正火用加速冷卻裝置一般是針對厚規格鋼板產品，不太適用于較薄的熱連軋鋼板的正火加速冷卻，同時，目前的中厚板用加速冷卻裝置相對比較簡陋，無法進行精確控溫。

專利CN101525683A公開了一種熱處理鋼板冷卻裝置及其冷卻控制方法，采用氣霧冷卻對正火后的鋼板進行加速冷卻，主要針對中厚板產品，不適用于薄規格熱連軋產品，也不具備淬火功能，同時氣霧冷卻對涉及的噴嘴的設計、冷卻方式的搭配要求較高，水氣配比穩定才能確保冷卻均勻，冷卻范圍窄。

專利CN102424902A公開了一種薄規格中厚板離線熱處理汽霧冷卻系統，定位于中厚板產品，采用狹縫噴水與噴氣混合成汽霧來實現對鋼板的汽霧冷卻。狹縫噴嘴流量調節范圍較窄，水氣配比難度更大，低流量下難以形成穩定的水幕，高流量下水汽混合成的汽霧冷卻強度過大，也不適用于熱連軋薄規格鋼板的正火后加速冷卻控制。

專利CN101831532A公開了一種鋼板正火后加速冷卻工藝方法，涉及一種鋼板正火后加速冷卻工藝方法，冷卻形式為氣霧冷卻和層流冷卻結合或氣霧冷卻和噴射冷卻結合方式。主要針對中厚板產品，不適用于薄規格熱連軋產品，也不具備淬火功能，同時氣霧冷卻對涉及的噴嘴的設計、冷卻方式的搭配要求較高，水氣配比穩定才能確保冷卻均勻，冷卻范圍窄。

專利CN102912091A公開了一種提高正火鋼板綜合力學性能的方法及其冷卻系統，在輥道上下設置水霧冷卻裝置，冷卻裝置設置有多組噴嘴，沿輥道軸向設置，且從輥道邊緣至輥道中心方向噴嘴之間的間距遞減。其設備過于簡單，難以實現精確控溫，也不具備淬火功能。