專利名稱：一種中間坯冷卻系統(tǒng)及冷卻控制工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于冶金技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種中間坯冷卻系統(tǒng)及冷卻控制工藝。
背景技術(shù)：
目前國內(nèi)外中厚板生產(chǎn)線已經(jīng)普遍采用熱機軋制工藝(TMCP)來生產(chǎn)高 檔次的中厚板，這種工藝技術(shù)的優(yōu)點是降低了高檔次產(chǎn)品的成本，而獲得強 度高性能好的產(chǎn)品。由于在軋制過程中需要控制中間坯的軋制溫度，即中間 坯必須達到規(guī)定的溫度才進行第二階段或者第三階段軋制。目前的中厚板生 產(chǎn)線基本都采用在軋機前后的輥道上進行空冷的方式，冷卻的時間較長，冷 卻的時間根據(jù)品種及厚度不同， 一般為3 12分鐘，甚至更長。為了提高產(chǎn) 量，目前都采用多塊軋制，但是這種軋制方式，生產(chǎn)組織困難大，軋機的節(jié) 奏匹配難度很大?？傮w看，這種軋制方式會降低軋機小時產(chǎn)量30 50%。目前國內(nèi)采用的中間坯控制冷卻技術(shù)主要有層流冷卻或水簾兩種形式， 這兩種形式的冷卻技術(shù)，從實際使用來看都存在不同的問題。層流冷卻形式 的中間控制冷卻系統(tǒng)，由于其水量過大，冷卻速度偏大，對中間坯的組織性 能都帶來不利的影響。水簾形式的中間控制冷卻系統(tǒng)，由于水量不能根據(jù)需 要自動調(diào)整，并且冷卻不均勻，且造成中間坯的溫差加大，不能滿足生產(chǎn)工 藝的需要。由于現(xiàn)有中間冷卻技術(shù)存在的上述問題，所以這種控制冷卻技術(shù)是目前 還未普遍采用的主要原因，國內(nèi)只有寶鋼、濟鋼等極少的中厚板生產(chǎn)線采用， 且使用效果都不太理想。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，第一 目的在于提供一種中間坯 冷卻系統(tǒng)，第二目的在于提供一種中間坯冷卻系統(tǒng)的冷卻控制工藝。本發(fā)明不改變金屬性能，水量的調(diào)節(jié)范圍大，且水量可連續(xù)調(diào)節(jié)， 可以精確的控制中間坯的冷卻速度，可廣泛用于中厚板生產(chǎn)線。本發(fā)明的第一目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的 一種中間坯冷卻系統(tǒng)， 其特征是在粗軋機和精軋機之間，設(shè)置氣霧冷卻裝置本體。所述的氣霧冷 卻裝置本體由上部冷卻集管和下部冷卻集管組成，在上部冷卻集管和下部冷 卻集管的冷卻水管上安裝氣霧噴嘴和壓縮空氣管；冷卻水管和壓縮空氣管的 開閉控制閥和流量控制閥與控制閥站連接。上下氣霧冷卻集管分別獨立控制，水量可單獨連續(xù)調(diào)整。為便于設(shè)備的檢修和對上集管的保護，所述氣霧冷卻上集管與液壓傾翻 裝置固定連接。為清除中間坯上表面的殘留水，在該系統(tǒng)的入口或/和出口處設(shè)置有吹 掃裝置，該裝置為常規(guī)裝置，它利用壓縮空氣清除中間坯上表面的殘留水。為將由于冷卻而產(chǎn)生的蒸汽抽出廠房外，該系統(tǒng)還包括抽汽裝置，該抽 汽裝置由抽氣罩、抽氣管、排氣管、風(fēng)機和鋼結(jié)構(gòu)支撐架等常規(guī)裝置組成。為使抽氣罩可獨立由吊車移動，因此采取分段式抽汽方式，所述抽汽裝 置的抽氣罩設(shè)置在所述液壓傾翻裝置上，隨傾翻系統(tǒng)一起動作。抽氣罩可以 分為三組，抽氣罩及傾翻裝置一起轉(zhuǎn)動，傾翻的角度最大為67。左右。為跟蹤中間坯的位置，該系統(tǒng)的入口和出口處分別設(shè)置有高溫計和位置 檢測器，以保證中間坯在輥道上擺動不會脫離噴霧冷卻區(qū)。本發(fā)明的第二目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的 一種中間坯冷卻控制工藝，其特征是冷卻控制工藝技術(shù)包括以下步驟1) 通過計算機根據(jù)中間坯的厚度、寬度、鋼種和溫度設(shè)定冷卻集管開 閉的數(shù)量；2) 計算機根據(jù)中間坯的厚度、寬度、鋼種和溫度計算并設(shè)定冷卻水量；53) 通過計算機操作相關(guān)的開閉控制閥和流量控制閥動作；4) 相關(guān)的冷卻集管開始噴霧，結(jié)束設(shè)定計算過程，冷卻中間坯；5) 將中間坯的溫度反饋給計算機，并與預(yù)先設(shè)定的冷卻溫度比較，如 有高于預(yù)先設(shè)定的冷卻溫度，則重復(fù)步驟l) 4)，調(diào)整水量，以提高冷卻 的控制精度；如不大于預(yù)先設(shè)定的冷卻溫度，則進入下道工序。為實現(xiàn)智能化，使整個冷卻工藝能夠根據(jù)中間坯的具體情況自動調(diào)整冷 卻水量以及冷卻集管開閉的數(shù)量，步驟5)中還包括以下步驟計算機根據(jù) 中間坯反饋的數(shù)據(jù)，計算初始溫度狀態(tài)下冷卻集管開閉的最佳數(shù)量及最佳冷 卻水量，并設(shè)定為下次冷卻的默認值。在中間坯冷卻的整個工藝過程中，中間坯最好采用擺動策略，中間坯擺 動的速度和幅度大小根據(jù)需要人工設(shè)定。 本發(fā)明的有益效果是(1) 本發(fā)明所涉及的冷卻系統(tǒng)及冷卻控制工藝，能夠?qū)崿F(xiàn)對中間坯采 用氣霧冷卻控制，因此可以在2分鐘左右的時間內(nèi)快速冷卻中間坯，但并不 改變中間坯的金屬性能。(2) 本發(fā)明所涉及的冷卻系統(tǒng)及冷卻控制工藝，在降低生產(chǎn)組織難度 的同時，將提高綜合生產(chǎn)能力約20 30%，經(jīng)濟效益非常顯著。(3) 本發(fā)明采用氣霧冷卻原理對中間坯進行冷卻，水量的調(diào)節(jié)范圍大， 最大水量和最小水量的調(diào)節(jié)比為20倍，且水量可連續(xù)調(diào)節(jié)，可以精確的控 制中間坯的冷卻速度，所以可實現(xiàn)不同溫度、不同鋼種、不同寬度、不同厚 度中間坯的冷卻要求，可廣泛用于中厚板生產(chǎn)線。(4) 本發(fā)明設(shè)置了在線控制模型，并具備自學(xué)習(xí)功能，因此操作簡單， 控制精確。(5) 本發(fā)明所涉及的冷卻系統(tǒng)設(shè)置有自動抽汽系統(tǒng)，將冷卻的蒸汽自 動排放到廠房外，避免蒸汽彌漫在廠房內(nèi)，對操作不利同時避免影響電氣設(shè)備o(6) 由于抽氣罩分段布置，因此對抽氣罩的移動方便，從而便于輥道維護和冷卻噴嘴的檢査和更換。


圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)布置示意圖；圖2是本發(fā)明的冷卻裝置系統(tǒng)示意圖；圖3是本發(fā)明的氣霧冷卻裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是圖3的A向視圖；圖5是圖3的B向視圖；圖6是本發(fā)明的冷卻控制工藝示意圖。圖中，1-吹掃裝置，2-高溫計，3-上部冷卻集管，4-下部冷卻集管，5-冷卻水管，6-氣霧噴嘴，7-壓縮空氣管，8-輸送輥道，9-氣霧冷卻裝置本 體，10-位置檢測器，11-粗軋機，12-精軋機，13-抽汽罩，14-傾翻裝置， 15-控制閥站，16-抽汽裝置，17-上集管框架。
具體實施方式
下面結(jié)合具體的實施方式對本發(fā)明作進一步說明，但并不因此將本發(fā)明 限定在以下的具體方式之中。如圖1 5所示在粗軋機11和精軋機12之間，設(shè)置氣霧冷卻裝置本體 9，在其出入口安裝吹掃裝置1、高溫計2和位置檢測器10。氣霧冷卻裝置 本體9由上部冷卻集管3和下部冷卻集管4組成，上部冷卻集管3安裝在上 集管框架17上，下部冷卻集管4安裝在輸送輥道8之間；在上部冷卻集管3 和下部冷卻集管4的冷卻水管5上安裝氣霧噴嘴6和壓縮空氣管7;冷卻水 管5和壓縮空氣管7的開閉控制閥和流量控制閥與控制閥站15連接?？刂崎y站15通過自動化控制系統(tǒng)使上部冷卻集管3和下部冷卻集管4 噴出均勻水霧冷卻中間坯。在氣霧冷卻裝置本體9上方安裝抽汽系統(tǒng)，抽汽罩13分段布置，安裝在 液壓傾翻裝置14上，并通過排氣管道與抽汽裝置16連接。抽汽罩13及傾 翻裝置14一起轉(zhuǎn)動，傾翻的角度最大為67。左右。通過輸送輥道8從粗軋機11出來的中間坯，在氣霧冷卻裝置本體9中被上部冷卻集管3和下部冷卻集管4噴出均勻水霧冷卻，然后送往精軋機12。 如圖6所示該冷卻控制工藝的冷卻系統(tǒng)控制按以下步驟工作1) 控制閥站15的計算機根據(jù)鋼板的PDI數(shù)即中間坯的厚度、寬度、鋼種和溫度，設(shè)定冷卻集管開閉的數(shù)量，開/閉冷卻集管；2) 計算機根據(jù)中間坯的厚度、寬度、鋼種和溫度計算并設(shè)定冷卻水量;3) 通過計算機操作相關(guān)的開閉控制閥和流量控制閥動作，控制流量調(diào) 節(jié)閥開度；4) 相關(guān)的冷卻集管開始噴霧，冷卻中間坯；5) 將中間坯冷卻后的溫度檢測值反饋給計算機，通過具備自學(xué)習(xí)功能 的在線控制模型，與預(yù)先設(shè)定的冷卻溫度比較，如高于預(yù)先設(shè)定的冷卻溫度， 則重復(fù)步驟l) 4)，調(diào)整水量；如不大于預(yù)先設(shè)定的冷卻溫度，則進入下 道工序。計算機根據(jù)中間坯反饋的數(shù)據(jù)，計算初始溫度狀態(tài)下冷卻集管開閉的最 佳數(shù)量及最佳冷卻水量，設(shè)定為下次冷卻的默認值。在中間坯冷卻的整個工藝過程中，中間坯采用擺動策略，中間坯擺動的 速度和幅度大小根據(jù)需要人工設(shè)定。噴霧冷卻是通過對中間坯表面噴水霧，通過水霧蒸發(fā)帶走中間坯表面的 熱量，使中間坯表面的溫度降下來，從而與中間坯中心產(chǎn)生溫差，使中間坯 產(chǎn)生熱傳遞，隨著水霧不斷蒸發(fā)，中間坯的熱量不斷被帶走，中間坯的溫度 就逐漸降下來。通過控制噴霧量和噴霧時間，就能實現(xiàn)定量冷卻。中間坯冷卻需要帶走的熱量按如下方法計算中間坯初始溫度T\冷卻后的溫度T2溫差A(yù)TW廣T2中間坯質(zhì)量nu (g)中間坯比熱P要把質(zhì)量為nu的中間坯從溫度1\降到T2，需要從中間坯上帶走的熱量為: Q產(chǎn)P XnuX a\—T2) 冷卻水量按如下計算假設(shè)要帶走Qi的熱量,需要有ni2的水蒸發(fā)(水溫33°C,水比熱為1): 第一步m2的水從33。C升溫到10(TC需要的熱量Q2: Q2= m2XLX (100—33)第二步1112的水完全蒸發(fā)需要的熱量93(水熱焓值=540 cal/g) Q3=m2 X540 根據(jù)能量原理Q產(chǎn)Q2+Q3可知需要的理論水量為ni2二p X nu X (T「T2)/610 本發(fā)明冷卻速度快，但并不改變金屬性能，水量的調(diào)節(jié)范圍大，且水量 可連續(xù)調(diào)節(jié)，可以精確的控制中間坯的冷卻速度，可廣泛用于中厚板生產(chǎn)線。
權(quán)利要求
1、一種中間坯冷卻系統(tǒng)，其特征是在粗軋機(11)和精軋機(12)之間，設(shè)置氣霧冷卻裝置本體(9)。
2、 如權(quán)利要求l所述的中間坯冷卻系統(tǒng)，其特征是所述的氣霧冷卻裝 置本體(9)由上部冷卻集管(3)和下部冷卻集管(4)組成，在上部冷卻 集管(3 和下部冷卻集管(4)的冷卻水管(5)上安裝氣霧噴嘴(6)和壓 縮空氣管(7);冷卻水管(5)和壓縮空氣管(7)的開閉控制閥和流量控制 閥與控制閥站(15)連接。
3、 如權(quán)利要求2所述的中間坯冷卻系統(tǒng)，其特征是上部冷卻集管(3) 安裝在上集管框架(17)上，下部冷卻集管(4)安裝在輸送輥道(8)之間。
4、 如權(quán)利要求l所述的中間坯冷卻系統(tǒng)，其特征是在所述的氣霧冷卻 裝置本體(9)出入口安裝吹掃裝置(1)、上方安裝抽汽系統(tǒng)。
5、 如權(quán)利要求4所述的中間坯冷卻系統(tǒng)，其特征是所述的抽汽系統(tǒng)的 抽汽罩(13)分段布置，安裝在液壓傾翻裝置(14)上，并通過排氣管道與抽汽 裝置(16)連接。
6、 如權(quán)利要求5所述的中間坯冷卻系統(tǒng)，其特征是抽氣罩(13)及傾翻 裝置(14)一起轉(zhuǎn)動，傾翻的角度最大為67。左右。
7、 如權(quán)利要求1所述的中間坯冷卻系統(tǒng)，其特征是在所述的氣霧冷 卻裝置本體(9)的出入口分別設(shè)置高溫計(9)和位置檢測器(10)。
8、 如權(quán)利要求1所述中間坯冷卻系統(tǒng)的冷卻控制工藝，其特征是冷卻控制工藝包括以下步驟-1) 通過計算機根據(jù)中間坯的厚度、寬度、鋼種和溫度設(shè)定冷卻集管開 閉的數(shù)量；2) 計算機根據(jù)中間坯的厚度、寬度、鋼種和溫度計算并設(shè)定冷卻水量;3) 通過計算機操作相關(guān)的開閉控制閥和流量控制閥動作；4) 相關(guān)的冷卻集管開始噴霧，結(jié)束設(shè)定計算過程，冷卻中間坯；5)將中間坯的溫度反饋給計算機，并與預(yù)先設(shè)定的冷卻溫度比較，如有高于預(yù)先設(shè)定的冷卻溫度，則重復(fù)步驟l) 4)，調(diào)整水量；如不大于預(yù) 先設(shè)定的冷卻溫度，則進入下道工序。
9、 如權(quán)利要求8所述中間坯冷卻系統(tǒng)的冷卻控制工藝，其特征是步 驟5)中還包括以下步驟計算機根據(jù)中間坯反饋的數(shù)據(jù)，計算初始溫度狀 態(tài)下冷卻集管開閉的最佳數(shù)量及最佳冷卻水量，并設(shè)定為下次冷卻的默認 值。
10、 如權(quán)利要求8所述中間坯冷卻系統(tǒng)的冷卻控制工藝，其特征是在 中間坯冷卻的整個工藝過程中，中間坯采用擺動策略，中間坯擺動的速度和 幅度大小根據(jù)需要人工設(shè)定。
全文摘要
本發(fā)明屬于冶金技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種中間坯冷卻系統(tǒng)及冷卻控制工藝。中間坯冷卻系統(tǒng)，其特征是在粗軋機和精軋機之間，設(shè)置氣霧冷卻裝置本體。所述的氣霧冷卻裝置本體由上部冷卻集管和下部冷卻集管組成，在上部冷卻集管和下部冷卻集管的冷卻水管上安裝氣霧噴嘴和壓縮空氣管；冷卻水管和壓縮空氣管的開閉控制閥和流量控制閥與控制閥站連接。在軋機前后的輥道附近設(shè)置的冷卻集管，通過對冷卻集管噴射的水霧控制工藝技術(shù)對中間坯氣霧冷卻工藝進行控制。本發(fā)明冷卻速度快，但并不改變金屬性能，水量的調(diào)節(jié)范圍大，且水量可連續(xù)調(diào)節(jié)，可以精確的控制中間坯的冷卻速度，可廣泛用于中厚板生產(chǎn)線。
文檔編號B21B45/02GK101642780SQ20091010402
公開日2010年2月10日 申請日期2009年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月5日
發(fā)明者冉瑞生, 歌 劉, 劍 李, 李宏圖, 強 王, 胡元祥 申請人:中冶賽迪工程技術(shù)股份有限公司