[發明專利]一種以控制板形為目標的連退機組水霧冷卻段噴淋工藝橫向調整方法

有效

• 申請號: 202110919117.X
• 申請日: 2021-08-11
• 公開（公告）號: CN113637837B
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發明（設計）人: 杜國強;胡廣魁;王駿飛;王彥輝
• 申請（專利權）人: 寶鋼湛江鋼鐵有限公司
• 主分類號: C21D9/573
• 分類號: C21D9/573;C21D11/00
• 代理公司: 廣州市南鋒專利事務所有限公司 44228
• 代理人: 千帆

本發明公開了一種以控制板形為目標的連退機組水霧冷卻段噴淋工藝橫向調整方法，包括以下步驟：收集設備特征參數和產品參數；收集出口的板形曲線及帶鋼入口的溫度；根據當前出口板形，計算沿帶鋼寬度方向板形超差區域；根據板形超差區域內各段的板形超差量，計算水霧冷卻噴淋工藝橫向調整量。本發明以連退出口帶鋼板形優化為目標，研究了快速冷卻裝置噴頭開放位置、數量、流量及壓力等工藝參數與板帶在快冷段的冷卻效果，以及與板形變化的內在關系，實現了對噴頭開放位置、數量、流量及壓力等參數的定量控制，避免了采用經驗表格法無法準確確定冷卻位置與冷卻程度的弊端。經實際生產使用驗證，提高了產品板形質量，給企業帶來經濟效益。

技術領域

本發明涉及冶金領域，尤其涉及一種以控制板形為目標的連退機組水霧冷卻段噴淋工藝橫向調整方法。

背景技術

本技術來源于現場生產實踐，尤其涉及一種以控制板形為目標的連退機組水霧冷卻段噴淋工藝橫向調整方法。本發明的檢索關鍵詞包括：水霧冷卻(Water mist cooling)、連退機組(Continuous annealing unit)、板形優化(shape optimization)。以上述關鍵詞進行檢索，可發現在冶金領域，未檢索到相近技術的專利存在。

隨著近年來汽車行業在節能、輕量化、綠色環保方向的快速發展，超高強鋼(強度等級80kg級以上)在汽車中的應用占比逐年提升。連續退火作為超高強鋼生產的重要工序，對成品質量起著重要的作用，尤其是在退火爐的快速冷卻段，在張力的作用下，其冷卻效果直接影響到帶鋼內部殘余應力的橫向分布情況，進而影響到成品板形質量。目前最為先進的冷卻方式為強力水霧冷卻系統，如附圖1與圖2所示，可以滿足厚度*冷卻速率大于500㎜℃/s(帶鋼厚度不同，冷卻速度不同)的超高強鋼冷卻速率的技術要求。從國外先進企業(如新日鐵、浦項等)的連退設備配置來看，僅僅浦項采用了一條氣霧冷卻的退火機組(具體參數和技術不得而知)，但是由于技術保密情況，未檢索到任何與氣霧冷卻后溫度與板形控制相關的文獻。法國的STEINHEURTEY(斯坦因)公司首次在湛江鋼鐵配置相應的強力水霧冷卻設備，還未開發相應的溫度與板形控制技術。而其余國內外企業尚未查到采用類似三冷軋連續退火機組采用的強力水霧冷卻技術的機組。在國內，寶鋼中試C122機組采用的水淬工藝，其板形控制情況一直較差，盡管該機組后續技術改進，在爐內配置板形儀一套，但該板形儀只能滿足板形顯示功能，沒有配置相應的板形自動控制功能，不能實現板形自動閉環控制。因此，如何通過有效調節連退機組快速冷卻段冷卻裝置噴頭開放位置、數量、壓力及流量等關鍵工藝參數，達到控制帶鋼板形的目的成為現場亟需解決的技術難題。

基于此，本發明在大量的現場試驗跟蹤與理論研究的基礎上，考慮到三冷軋連續退火機組水霧冷卻過程中的設備與工藝特點，特提出了一種以控制板形為目標的連退機組水霧冷卻段噴淋工藝橫向調整方法。以連退出口帶鋼板形優化為目標，研究快速冷卻裝置噴頭開放位置、數量、壓力及流量，來提高產品板形質量，給企業帶來經濟效益。

發明內容

本發明的目的是提供一種以控制板形為目標的連退機組水霧冷卻段噴淋工藝橫向調整方法，其核心思想是以連退出口帶鋼板形優化為目標，研究快速冷卻裝置噴頭開放位置、數量、壓力及流量，來提高產品板形質量，給企業帶來經濟效益。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：一種以控制板形為目標的連退機組水霧冷卻段噴淋工藝橫向調整方法，包括以下步驟：

(a)收集三冷軋連續退火機組的基本設備特征參數，包括：噴嘴最小流量F₀，流量特性系數K，帶鋼運行速度V，噴嘴噴射有效面積S，縱向噴嘴數量n_y，冷卻縱向長度L，水溫T_wat；

(b)收集退火過程典型規格鋼種的產品參數，包括：帶鋼寬度B，帶鋼彈性模量E，帶鋼泊松比ν，帶鋼比熱容C_t，帶鋼線膨脹系數帶鋼與冷卻水靜態換熱系數a_wat^*，目標板形曲線f_rk(x)，x為帶鋼沿著橫向坐標分布；