[發明專利]改善厚壁無縫鋼管在線冷卻工藝組織均勻性的控制方法

在審

• 申請號: 202010355291.1
• 申請日: 2020-04-29
• 公開（公告）號: CN111589879A
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發明（設計）人: 康健;袁國;李振壘;陳冬;王國棟
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: B21B37/76
• 分類號: B21B37/76;B21B37/78;B21B45/02
• 代理公司: 北京中強智尚知識產權代理有限公司 11448
• 代理人: 黃耀威

本發明公開了一種改善厚壁無縫鋼管在線冷卻工藝組織均勻性的控制方法，主要目的是改善在線冷卻工藝厚壁鋼管厚度方向上的組織均勻性。本發明的主要技術方案為：該方法通過傳送輥道、冷卻裝置、翻管機構和控制系統實現，所述方法通過控制鋼管在傳送輥道的直輥道和斜輥道上反復繞行，從而實現通過冷卻裝置對鋼管進行多次冷卻，將鋼管按照設定的冷卻路徑冷卻至目標溫度，實現厚度方向上溫度均勻控制，從而提高了鋼管厚度方向上的組織均勻性，進而保證了鋼管的性能。

技術領域

本發明涉及熱軋無縫鋼管生產技術領域，具體而言，涉及一種改善厚壁無縫鋼管在線冷卻工藝組織均勻性的控制方法。

背景技術

控制冷卻技術作為熱軋鋼材組織性能在線調控的有效手段，在熱軋帶鋼、中厚板、型鋼等鋼鐵產品領域已得到非常普遍的工業應用。而在熱軋無縫鋼管領域受限于鋼管圓形斷面均勻化控制冷卻難題，導致控冷技術在無縫鋼管生產中的應用在一定程度上受到制約。目前，針對熱軋無縫鋼管圓形斷面特征以及產線布置特點，已公開了多種形式的在線控制冷卻設備及方法。

然而，對于厚壁鋼管來說，在冷卻過程中，由于鋼材固有的冷卻傳熱特性，使得冷卻過程中厚度方向的冷速不一致，進而在厚度方向上存在不同程度的溫度梯度，使得鋼管厚度方向上的組織結構存在差異，進而影響鋼管的性能。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例提供一種改善厚壁無縫鋼管在線冷卻工藝組織均勻性的控制方法，主要目的是改善在線冷卻工藝厚壁鋼管厚度方向上的組織均勻性。

為達到上述目的，本發明主要提供如下技術方案：

本發明實施例提供了一種改善厚壁無縫鋼管在線冷卻工藝組織均勻性的控制方法，所述方法通過傳送輥道、冷卻裝置、翻管機構和控制系統實現，所述傳送輥道包括設置于定徑機后的直輥道和可變角度的斜輥道，所述直輥道和斜輥道上分別設置有多個高溫計和熱金屬檢測器；所述冷卻裝置設置于所述斜輥道上，且其包括多個平行設置的冷卻噴水環；所述翻管機構位于所述直輥道和斜輥道之間；所述控制系統分別與所述傳送輥道、翻管機構和冷卻裝置電連接；所述方法包括：

S1、鋼管通過定徑機后，經直輥道運行至第一熱金屬檢測器時，控制系統根據扎線下發的鋼管規格和冷卻工藝信息，計算鋼管冷卻規程,包括冷卻道次數、道次溫降、道次冷卻速度、輥道速度、道次噴環開啟組態、流量和供水壓力；

S2、當所述鋼管運行至第一熱金屬檢測器時，所述控制系統控制第一翻管機構將所述鋼管傳送至斜輥道，并根據首道次冷卻規程設定冷卻裝置中冷卻噴水環的開啟組態、流量和水壓；

S3、當所述鋼管運行至第一高溫計時，所述控制系統根據所述鋼管的實時溫度重新計算并設定當前道次冷卻規程，所述鋼管以設定速度正向通過所述冷卻裝置完成一道次冷卻，第二高溫計檢測所述鋼管的冷后溫度，所述控制系統根據計算溫度和測得的冷后溫度的偏差進行自學習計算；

S4、當所述鋼管運行至第三熱金屬檢測器時停止，所述控制系統控制第二翻管機構將所述鋼管傳送至所述直輥道，并以設定速度反向運行，直至所述鋼管運行至所述第二熱金屬檢測器，所述直輥道停止，所述鋼管經所述第一翻管機構再次傳送至所述斜輥道并正向運行；

S5、當所述鋼管運行至所述第一高溫計時，控制系統根據所述鋼管的實時溫度以及上一道次自學習結果，重新計算并設定當前道次冷卻規程，控制系統重新調整冷卻裝置的水壓，所述鋼管按照設定速度正向通過所述冷卻裝置進行冷卻；

S6、重復步驟S3、S4和S5，直至完成所述控制系統確定的冷卻道次數，冷后終冷溫度、返紅溫度達到目標工藝要求，所述鋼管被傳送至冷床空冷。

進一步地，所述控制方法能同時控制先后通過所述定徑機的兩只所述鋼管在冷卻過程中組織均勻性的改善；

其中，后通過所述定徑機的鋼管運行至所述第二熱金屬檢測器時，先通過所述定徑機的鋼管運行至所述第二高溫計和第四熱金屬檢測器之間。