專利名稱：一種超快冷工藝下薄規(guī)格管線鋼冷卻均勻性控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鋼板超快速冷卻技術(shù)領(lǐng)域，特別是提供了一種超快冷工藝下薄規(guī)格管線鋼冷卻均勻性控制方法。
背景技術(shù)：
薄規(guī)格管線鋼水冷主要采用常壓層流冷卻方式，由于管線鋼規(guī)格薄，冷卻過程溫降大，使得冷后鋼板整體冷卻均勻性不好，導(dǎo)致鋼板冷后的殘余應(yīng)力增大，使得鋼板板形不易穩(wěn)定控制，影響鋼板的生產(chǎn)效率，為此開發(fā)出一套超快冷工藝模式下薄規(guī)格管線鋼的冷卻均勻性控制方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種超快冷工藝下薄規(guī)格管線鋼冷卻均勻性控制方法，根據(jù)超快冷設(shè)備的特點(diǎn)，對(duì)超快冷的使用方法進(jìn)行了分析和研究，解決了薄規(guī)格(12mm-30mm) 管線鋼冷卻過程中由于冷后溫度不均勻?qū)е掳逍尾涣嫉膯栴}。減少了在線矯直道次，提高了生產(chǎn)效率，使得管線鋼能夠批量穩(wěn)定生產(chǎn)。本發(fā)明在現(xiàn)場(chǎng)已具備的超快冷設(shè)備上進(jìn)行。熱軋寬厚板生產(chǎn)線在原層流冷卻設(shè)備前增加了一臺(tái)超快冷設(shè)備，超快冷設(shè)備由9組數(shù)量相等的上下集管組成，上下集管對(duì)稱分布，長度方向上第I和第3組是縫隙噴嘴，其他7組是三聯(lián)噴嘴，縫隙噴嘴的冷卻強(qiáng)度是三聯(lián)噴嘴的I. 5-2倍。每組集管O. 8米，總冷卻長度7. 2米。上集管與提升機(jī)構(gòu)連接，用于升降適應(yīng)不同鋼板厚度。高壓斜噴式的上下集管與垂直方向的角度成30度，向鋼板表面噴射噴射對(duì)此的高壓高密度水流。同時(shí)超快冷出口分別安裝2組側(cè)噴，超快冷長度方向上內(nèi)部安裝3組中噴，用于清除鋼板上表面殘余的冷卻水，保證上表面冷卻水有序流動(dòng)。本發(fā)明的工藝步驟如下1.軋后鋼板水冷前，將超快冷上集管提升至距離下集管 (300mm-350mm)+h(h為鋼板厚度)。由于薄規(guī)格管線鋼冷卻前，沒有進(jìn)行矯直，軋后鋼板的整體不平度要求控制在50mm/m-250mm/m以內(nèi)。由于管線鋼要求冷卻溫降在200度-250度， 需要開啟8組超快冷集管，其中，包括7組三聯(lián)噴嘴和第3組縫隙噴嘴。2.根據(jù)超快冷集管高壓斜噴式的特點(diǎn)，結(jié)合超快冷中噴裝置，將超快速冷卻段劃分為兩個(gè)區(qū)域，設(shè)定集管的沿軋件縱向的配置方式和集管參數(shù)。為了保證鋼板冷卻過程中的上表面殘余殘水能夠及時(shí)清除掉，提高換熱效率。將9組集管中的第4組，8組和9組集管的噴射方向進(jìn)行反向噴射，來做到分區(qū)水冷，實(shí)現(xiàn)集管前4組后5組的分組布置，同時(shí)將第4組，8組，9組反向集管的水量增加確保噴射到鋼板上表面的水有序流動(dòng)。將第4組和第 5組集管之間的第2組中噴開啟，最后2組側(cè)噴開啟，保證在高冷卻速率條件下均勻冷卻，為提高鋼板的冷卻質(zhì)量、控制鋼材的相變提供了強(qiáng)有力的手段。如圖2所示3.針對(duì)不同規(guī)格的管線鋼，為了彌補(bǔ)鋼板入水的溫度差，根據(jù)鋼板厚度和長度將鋼板冷卻過程中的加速度進(jìn)行了如下控制，當(dāng)鋼板頭部到達(dá)第一組集管時(shí)，輥道加速度啟動(dòng)，當(dāng)鋼板尾部離開最后一組集管時(shí)，輥道加速度停止，整個(gè)過程的加速度恒定，設(shè)定在
3O.001-0. 006之間，根據(jù)鋼板的規(guī)格變化而不同4.將鋼板頭尾遮蔽的參數(shù)根據(jù)鋼板的特點(diǎn)劃分為5層，其中第I位對(duì)應(yīng)碳含量的層別；第2位對(duì)應(yīng)Mo含量的層別；第3位對(duì)應(yīng)厚度的層別；第4位對(duì)應(yīng)長度的層別；第5位對(duì)應(yīng)終冷溫度的層別。根據(jù)鋼板的PDI (原始數(shù)據(jù)輸入)，數(shù)據(jù)能夠自動(dòng)調(diào)用相應(yīng)的頭尾遮蔽參數(shù)。以軋機(jī)中心線為O點(diǎn)，超快冷第一組集管距離軋機(jī)的位置是52.6米，當(dāng)鋼板頭部到達(dá)距離第一組開啟的超快冷集管2m-4m之間位置時(shí)，輥道速度開始加速，加速后勻速，當(dāng)鋼板尾部到達(dá)相應(yīng)位置時(shí)再次加速，如圖2所示根據(jù)鋼板的長度不同，所對(duì)應(yīng)的頭尾遮蔽層別不同，其頭尾遮蔽參數(shù)不同，鋼板距離軋機(jī)中心線的位置與輥道速度補(bǔ)償值形成一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，如下表所示距離單位(m)， 速度單位(m/s),棍道速度補(bǔ)償值控制在O. lm/s-0. 5m/s之間。補(bǔ)償距離控制在2m-10m之間。根據(jù)鋼板頭部距離軋機(jī)中心線位置不同，在原輥道速度基礎(chǔ)上增加了輥道速度補(bǔ)償值。積極效果利用超快冷的高強(qiáng)度均勻化冷卻方式實(shí)現(xiàn)對(duì)管線鋼的批量化生產(chǎn)，采用加速度和頭尾遮蔽保證鋼板長度方向溫度均勻性，頭尾遮蔽投入后，管線鋼板長方向的頭部與中部溫差20°C左右；過冷位置距頭尾< 200mm。保證了鋼板縱向溫度均勻性的控制，實(shí)現(xiàn)了鋼板的同板溫差小于30°C的目標(biāo)，切尾量降低至200mm。采用軟水封技術(shù)保證了鋼板上表面積水的有序流動(dòng)及控制，結(jié)合合理的冷卻規(guī)程，使得鋼板橫向溫度均勻，最終實(shí)現(xiàn)了單道次矯直批量化生產(chǎn)，減少了鋼板矯直成本，提高了鋼板整體性能。


[0013 [0014
管；鋼板上表面2和3之間的中噴是第I組；鋼板上表面4和5之間的中噴是第2組；鋼板上表面9以后的中噴是第3組；圖2為鋼板頭尾遮蔽功能使用時(shí)的位置示意圖。
具體實(shí)施例方式為了提高薄規(guī)格管線鋼冷卻均勻性，我們采用高壓噴射式冷卻方式，將超快冷上下集管之間的距離和角度進(jìn)行調(diào)整，冷卻過程中加速度和頭尾遮蔽方法進(jìn)行了優(yōu)化，最終實(shí)現(xiàn)了管線鋼冷卻均勻性的控制。表I : 17. 5mm管線鋼超快冷冷卻規(guī)程
權(quán)利要求
1.一種超快冷工藝下薄規(guī)格管線鋼冷卻均勻性控制方法，在超快冷設(shè)備上實(shí)施，其特征在于，工藝步驟如下(1)軋后鋼板水冷前，將超快冷上集管提升至(300mm-350mm)+h,h為鋼板厚度；使軋后鋼板的整體不平度控制在50mm/m-250mm/m以內(nèi)；冷卻溫降在200度-250度，需要開啟8組超快冷集管，其中，包括7組三聯(lián)噴嘴和第3組縫隙噴嘴；(2)將超快速冷卻段劃分為兩個(gè)區(qū)域，設(shè)定集管的沿軋件縱向的配置方式和集管參數(shù)； 為了保證鋼板冷卻過程中的上表面殘余殘水能夠及時(shí)清除掉，提高換熱效率；將9組集管中的第4組，8組和9組集管的噴射方向進(jìn)行反向噴射，來做到分區(qū)水冷，實(shí)現(xiàn)集管前4組后 5組的分組布置，同時(shí)將第4組，8組，9組反向集管的水量增加確保噴射到鋼板上表面的水有序流動(dòng)；將第4組和第5組集管之間的第2組中噴開啟，最后2組側(cè)噴開啟，保證在高冷卻速率條件下均勻冷卻；(3)當(dāng)鋼板頭部到達(dá)第一組集管時(shí)，輥道加速度啟動(dòng)，當(dāng)鋼板尾部離開最后一組集管時(shí)，輥道加速度停止，整個(gè)過程的加速度恒定，設(shè)定在O. 001-0. 006之間；(4)將鋼板頭尾遮蔽的參數(shù)根據(jù)鋼板的特點(diǎn)劃分為5層，其中第I位對(duì)應(yīng)碳含量的層別；第2位對(duì)應(yīng)Mo含量的層別；第3位對(duì)應(yīng)厚度的層別；第4位對(duì)應(yīng)長度的層別；第5位對(duì)應(yīng)終冷溫度的層別。根據(jù)鋼板的PDI數(shù)據(jù)能夠自動(dòng)調(diào)用相應(yīng)的頭尾遮蔽參數(shù)。以軋機(jī)中心線為O點(diǎn)，超快冷第一組集管距離軋機(jī)的位置是52. 6米，當(dāng)鋼板頭部到達(dá)距離第一組開啟的超快冷集管2m-4m之間位置時(shí)，輥道速度開始加速，加速后勻速，當(dāng)鋼板尾部到達(dá)相應(yīng)位置時(shí)再次加速；根據(jù)鋼板的長度不同，所對(duì)應(yīng)的頭尾遮蔽層別不同，其頭尾遮蔽參數(shù)不同，鋼板距離軋機(jī)中心線的位置與輥道速度補(bǔ)償值形成一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，輥道速度補(bǔ)償值控制在O. Im/ s-0.5m/s之間。補(bǔ)償距離控制在2m-10m之間；根據(jù)鋼板頭部距離軋機(jī)中心線位置不同，在原輥道速度基礎(chǔ)上增加了輥道速度補(bǔ)償值。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述的超快冷設(shè)備由9組數(shù)量相等的上下集管組成，上下集管對(duì)稱分布，長度方向上第I組和第3組是縫隙噴嘴，其他7組是三聯(lián)噴嘴，縫隙噴嘴的冷卻強(qiáng)度是三聯(lián)噴嘴的I. 5-2倍；每組集管O. 8米，總冷卻長度7. 2米；上集管與提升機(jī)構(gòu)連接，用于升降適應(yīng)不同鋼板厚度；高壓斜噴式的上下集管與垂直方向的角度成30度，向鋼板表面噴射噴射對(duì)此的高壓高密度水流；同時(shí)超快冷出口分別安裝2組側(cè)噴，超快冷長度方向上內(nèi)部安裝3組中噴，用于清除鋼板上表面殘余的冷卻水，保證上表面冷卻水有序流動(dòng)。
全文摘要
一種超快冷工藝下薄規(guī)格管線鋼冷卻均勻性控制方法，屬于鋼板超快速冷卻技術(shù)領(lǐng)域。利用超快冷的高強(qiáng)度均勻化冷卻方式實(shí)現(xiàn)對(duì)管線鋼的批量化生產(chǎn)，采用加速度和頭尾遮蔽保證鋼板長度方向溫度均勻性，頭尾遮蔽投入后，管線鋼板長方向的頭部與中部溫差20℃左右；過冷位置距頭尾＜200mm。保證了鋼板縱向溫度均勻性的控制，實(shí)現(xiàn)了鋼板的同板溫差小于30℃的目標(biāo)，切尾量降低至200mm。采用軟水封技術(shù)保證了鋼板上表面積水的有序流動(dòng)及控制，結(jié)合合理的冷卻規(guī)程，使得鋼板橫向溫度均勻，最終實(shí)現(xiàn)了單道次矯直批量化生產(chǎn)，減少了鋼板矯直成本，提高了鋼板整體性能。
文檔編號(hào)B21B37/76GK102601134SQ20111040807
公開日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2011年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月9日
發(fā)明者丁志勇, 張國棟, 張躍飛, 李景慶, 李群, 李鑫磊, 王國棟, 王志勇, 王新, 王普, 田勇, 田士平, 田鵬, 白學(xué)軍, 董占斌, 諶鐵強(qiáng), 閆智平, 陳小林, 馬長文 申請(qǐng)人:東北大學(xué), 秦皇島首秦金屬材料有限公司, 首鋼總公司