專利名稱：一種用于熱連軋板帶的中間附加冷卻設(shè)備及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于熱連軋板帶的中間附加冷卻設(shè)備及方法，尤其涉及一種用于熱連軋板帶過程中，通過加長冷卻距離，使軋件溫度得以靈活方便控制的中間附加冷卻設(shè)備及方法。
背景技術(shù)：
鋼材的控軋控冷工藝主要是用于生產(chǎn)板材的技術(shù)。該技術(shù)的核心是在軋制過程中通過控制加熱溫度、軋制過程、冷卻條件等工藝參數(shù)，改善鋼材的強度、韌性、焊接性能。該項技術(shù)問世數(shù)十年來，經(jīng)過不斷地完善和鞏固，已經(jīng)逐步擴展到結(jié)構(gòu)用鋼、管線、型材等各個領(lǐng)域?？刂栖堉剖强剀埧乩涞闹匾M成部分，其作用是將軋件溫度控制在一定范圍內(nèi)， 以便對軋件進行一定程度的軋制。目前，控制軋制主要包括輕控軋(Light Controlled Rolling)、深控軋(Deep Controlled Rolling)和臨界控軋(Inter Critical Rolling)三種方式。深控軋(DCR)和臨界控軋(ICR)為分階段軋制工藝，通常第一階段軋制是在奧氏體再結(jié)晶區(qū)或未再結(jié)晶區(qū)，軋制溫度范圍為860-1100°C ；第二階段軋制是在兩相區(qū)，軋制溫度范圍為830-790°C。由于兩階段軋制溫度相差比較大，因此軋件在第一階段軋制完成后，需要經(jīng)過附加冷卻裝置的強制冷卻，才能進入軋制第二階段。目前，熱連軋板帶過程中所采取的附加冷卻方式主要為甩機架冷卻方式。如圖1 所示，軋件依次通過軋機Fl、F2和F3的軋制，完成軋制的第一階段。隨后在軋機F3和F4 之間通過噴水等措施對軋件進行冷卻降溫，但由于機架間冷卻長度和冷卻強度的限制，在軋件到達軋機F4時，軋件溫度尚未降到第二軋制階段所要求的溫度。因此，只得放棄軋機 F4的軋制，采用軋機F4空過的方式，以便對軋件繼續(xù)降溫。軋件經(jīng)過兩個機架間的噴水冷卻和輻射溫降后，才能基本上降到軋制第二階段所要求的溫度，然后再使用余下的軋機F5、 F6和F7完成第二階段的軋制。上述熱連軋板帶軋制過程中的附加冷卻方式存在諸多不足，如在軋機有限的冷卻距離和有限的冷卻速率下，軋件難以冷卻到所要求的溫度。因此為將軋件溫度降到兩相區(qū)，則需降低軋件運輸速度，加長冷卻時間。而軋制速度的降低，必然會導(dǎo)致連軋機組軋制產(chǎn)量的下降，下降幅度甚至達到25-30%，極大影響了軋制生產(chǎn)的經(jīng)濟效益。此外，上述附加冷卻方式中采用軋機F4空過，相當(dāng)于浪費了一架軋機，使得承擔(dān)第二階段軋制的僅剩F5、F6和F7三架軋機。實際生產(chǎn)中，一般要求熱連軋板帶的軋制過程在兩相區(qū)的總壓下率為65%，而且在兩相區(qū)軋制時還有前道次殘余應(yīng)力的存在，使得軋件變形抗力增加了 20%左右。另外，為避免軋制完成后軋件的晶粒長大，通常末道次壓下率不超過15%。因此，軋機F5、F6的平均壓下率需達到35%左右，使得軋機F5、F6的軋制負荷非常大，電機功率嚴重過載。故軋制產(chǎn)品的薄寬規(guī)格受到很大限制，目前控制軋制所能軋出的板帶的最薄厚度只能為4. 0mm，使得產(chǎn)品的應(yīng)用范圍受到嚴重影響。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于現(xiàn)有熱連軋板帶過程中附加冷卻技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種用于熱連軋板帶的中間附加冷卻設(shè)備及方法，以便在機架之間設(shè)置長行程活套輥對軋件進行附加冷卻。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種用于熱連軋板帶的中間附加冷卻設(shè)備。設(shè)置在熱連軋一系列機架中相鄰兩機架之間的該中間附加冷卻設(shè)備包括轉(zhuǎn)向輥、至少一個冷卻裝置、長行程活套輥和夾送輥。其中，轉(zhuǎn)向輥和夾送輥沿著板帶輸送線路前后設(shè)置，所述至少一個冷卻裝置和長行程活套輥設(shè)置在轉(zhuǎn)向輥與夾送輥之間，長行程活套輥平時位于板帶輸送線路的一側(cè)并能夠垂直于板帶輸送線路運動來頂推板帶形成活套，所述至少一個冷卻裝置平時位于工作位置外并能夠由擺動機構(gòu)擺入工作位置。優(yōu)選地，長行程活套輥平時位于板帶輸送線路的上方。優(yōu)選地，所述至少一個冷卻裝置有兩臺。優(yōu)選地，所述至少一個冷卻裝置是水冷裝置。優(yōu)選地，擺動機構(gòu)采用液壓缸帶動連桿機構(gòu)。一種用于熱連軋板帶的中間附加冷卻方法，包括下列步驟步驟a，完成第一階段軋制后，板帶頭部以第一階段軋制中最后一個軋機的軋速作為頭部穿帶速度從所述軋機輸出，沿著板帶輸送線路經(jīng)過轉(zhuǎn)向輥到達夾送輥；步驟b，板帶頭部到達夾送輥后被制動，第一階段軋制中最后一個軋機繼續(xù)以軋速向前輸送板帶，被垂直于板帶輸送線路運動的長行程活套輥頂推形成活套，當(dāng)活套長度達到所要求的長度時，夾送輥輸送板帶頭部進入第二階段軋制中第一個軋機；步驟C，擺入至少一個冷卻裝置對輸送到所述中間附加冷卻設(shè)備中的板帶進行冷卻；步驟d，當(dāng)板帶尾部離開第一階段軋制中倒數(shù)第二個軋機時，第一階段軋制中最后一個軋機減速至停止，下游軋機仍按正常速度進行軋制，長行程活套輥垂直于板帶輸送線路返回初始位置，第一階段軋制中最后一個軋機恢復(fù)運動，繼續(xù)向前輸送板帶尾部進行甩尾。優(yōu)選地，在步驟b中，板帶被垂直于板帶輸送線路運動的長行程活套輥頂推形成活套，在形成活套的過程中保持板帶張力恒定。優(yōu)選地，在步驟b中，夾送輥向前輸送板帶頭部進入第二階段軋制中第一個軋機時，第一階段軋制中最后一個軋機和第二階段軋制中第一個軋機的速度保持秒流量平衡。優(yōu)選地，在步驟c中，擺入冷卻裝置后，在恒定的套量和恒定的板帶張力條件下， 各架軋機按秒流量相等的原則對板帶進行軋制。優(yōu)選地，在步驟d中，長行程活套輥垂直于板帶輸送線路返回初始位置的過程中， 保持板帶張力恒定。本發(fā)明一種用于熱連軋板帶的中間附加冷卻設(shè)備及方法與現(xiàn)有的附加冷卻設(shè)備及方法相比，具有以下優(yōu)點(1)本發(fā)明的附加冷卻設(shè)備在附加冷卻段內(nèi)即可使軋件溫度冷卻至兩相區(qū)，使得軋機F4-F7全部投入到兩相區(qū)軋制中，避免了傳統(tǒng)方法中軋機F4空過的做法，增加了熱連軋機組的軋制能力，擴大了可軋產(chǎn)品厚度范圍，大大提高了產(chǎn)品的附加值。(2)熱連軋機組在進行鐵素體不銹鋼軋制時，本發(fā)明的附加冷卻設(shè)備可以充分調(diào)節(jié)上下游機架間軋件的溫度，使軋件溫度從軋機F3出口時的1030°C冷卻到900°C，然后再進入軋機F4進行軋制，避開了粘輥溫度敏感區(qū)，大大減少了軋制過程中粘輥現(xiàn)象的發(fā)生。(3)熱連軋機組在進行超低碳鋼鐵素體區(qū)軋制時，也可采用本發(fā)明的附加冷卻設(shè)備調(diào)節(jié)上下游機架間的軋件溫度，使軋件在進入軋機F4時溫度降至850°C，以便在下游機架中進行鐵素體區(qū)軋制。(4)由于本發(fā)明的附加冷卻設(shè)備中長行程活套輥存套量相對比較大，若精軋機組在軋制過程中發(fā)生堆鋼傾向，可利用此套吸收多余流量，充分緩解精軋機組的堆鋼問題。


圖1示出普通控制軋制模式及機架間附加冷卻設(shè)備的組成結(jié)構(gòu)；圖2是本發(fā)明一個實施例的中間附加冷卻設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖2所示的中間附加冷卻設(shè)備的工作方法中頭部穿帶過程示意圖；圖4是圖2所示的中間附加冷卻設(shè)備的工作方法中建套過程示意圖；圖5是圖2所示的中間附加冷卻設(shè)備的工作方法中冷卻過程示意圖；圖6是圖2所示的中間附加冷卻設(shè)備的工作方法中收套及甩尾過程示意圖。
具體實施例方式下面通過實施例和附圖，對本發(fā)明一種用于熱連軋板帶的中間附加冷卻設(shè)備及方法做詳細描述。如圖2所示，用于熱連軋板帶的中間附加冷卻設(shè)備主要包括轉(zhuǎn)向輥3、至少一個冷卻裝置4和/或4’、長行程活套輥5和夾送輥6。在此，以冷卻裝置有兩個為例，即包括第一冷卻裝置4和第二冷卻裝置4’。轉(zhuǎn)向輥3和夾送輥6沿著熱連軋板帶的輸送線路前后設(shè)置，第一冷卻裝置4、長行程活套輥5和第二冷卻裝置4’均活動設(shè)置在轉(zhuǎn)向輥3和夾送輥6 之間。轉(zhuǎn)向輥3設(shè)置在軋機出口衛(wèi)板1和機架間活套挑2的后面。軋機出口衛(wèi)板1在穿帶及甩尾時起導(dǎo)衛(wèi)作用，避免發(fā)生纏輥等事故。機架間活套挑2在普通軋制模式(即非加長冷卻)下，使機架間形成套量并保持帶鋼張力恒定。轉(zhuǎn)向輥3主要用于在中間附加冷卻設(shè)備運行時，調(diào)整帶鋼傳送方向，使帶鋼經(jīng)轉(zhuǎn)向輥3調(diào)整后向下運動。夾送輥6設(shè)置在轉(zhuǎn)向輥3的后面，軋機入口導(dǎo)板7的前面，且夾送輥6與軋機出口衛(wèi)板1、機架間活套挑2、轉(zhuǎn)向輥3、軋機入口導(dǎo)板7都處在熱連軋板帶的傳送線路上。夾送輥6主要用于在附加冷卻裝置開始運行時，對帶鋼頭部進行制動，以便形成初始套量。另外，當(dāng)套量建立到設(shè)定值時，夾送輥6還用于拉動帶鋼向前運動，將帶鋼經(jīng)軋機入口導(dǎo)板7 喂入機架F4的輥縫中。長行程活套輥5平時位于熱連軋板帶傳送線路的一側(cè)，當(dāng)機架間逐漸形成套量時，長行程活套輥5向下或向上運動，頂推帶鋼形成活套，并使帶鋼保持一定張力。因此，長行程活套輥5是用來控制機架間的活套長度，即控制對熱連軋板帶進行附加冷卻的長度。第一冷卻裝置4和第二冷卻裝置4’平時位于工作位置之外，當(dāng)附加冷卻裝置開始運行并且已達到設(shè)定套量時，由擺動機構(gòu)將第一冷卻裝置4和第二冷卻裝置4’移送至帶鋼形成的活套兩側(cè)的工作位置上，以便同時對帶鋼進行冷卻。其中，擺動機構(gòu)優(yōu)選采用液壓缸帶動連桿機構(gòu)。第一冷卻裝置4和第二冷卻裝置4’可以選用現(xiàn)有的冷卻裝置，優(yōu)選采用水冷裝置。本發(fā)明的中間附加冷卻裝置工作過程如下步驟1，頭部穿帶如圖3所示，完成第一階段軋制后，帶鋼頭部以軋機F3的出口速度作為頭部穿帶速度，從軋機F3輸出，經(jīng)過軋機出口衛(wèi)板1、機架間活套挑2和轉(zhuǎn)向輥3 到達夾送輥6。步驟2，建套如圖4所示，帶鋼頭部到達夾送輥6后，夾送輥6立即制動，使帶鋼頭部停止運動。軋機F3繼續(xù)以軋速向前輸送帶鋼，同時長行程活套輥5由電機驅(qū)動而垂直于帶鋼輸送線路運動來頂推帶鋼，使帶鋼形成一個活套，在成套過程中保持帶鋼張力恒定。 當(dāng)活套長度達到所要求的冷卻長度時，夾送輥6開始向前輸送帶鋼頭部，直至帶鋼頭部進入軋機F4，軋機F4與軋機F3速度保持秒流量平衡，由此建套完成。步驟3，冷卻如圖5所示，建套完成后，擺入第一冷卻裝置4和第二冷卻裝置4’， 擺動運動可由液壓缸帶動連桿機構(gòu)實現(xiàn)。在上述恒定的套量及恒定的帶鋼張力條件下，各架軋機按秒流量相等的原則進行軋制。當(dāng)帶鋼輸送到附加冷卻設(shè)備時，由第一冷卻裝置4 和第二冷卻裝置4’對帶鋼進行冷卻降溫，以達到下一階段軋制所要求的溫度。步驟4，收套及甩尾如圖6所示，當(dāng)帶尾離開軋機F2時，開始收套。軋機F3減速直至停止(制動狀態(tài))，下游機架仍按正常速度進行軋制，同時，長行程活套輥5垂直于帶鋼輸送線路返回，在此過程中保持帶鋼張力恒定。當(dāng)長行程活套輥5恢復(fù)到初始位置時，軋機 F3恢復(fù)運動，繼續(xù)向前輸送帶鋼尾部，進行正常甩尾。本發(fā)明的附加冷卻裝置在兩個機架之間設(shè)置了一個長行程活套輥，靈活增加了帶鋼冷卻距離，使所有機架都可以投入使用，避免了機架的浪費。且可根據(jù)需要確定活套輥行程，即帶鋼冷卻長度足夠長，無需靠降速來保證冷卻溫度，因此產(chǎn)量不受影響。另外，由于F4軋機投入到了第二階段軋制，使該階段的軋制由三個機架變?yōu)樗膫€機架，故每道次壓下率由普通甩機架冷卻方法的35%下降到27%，軋制產(chǎn)品的最薄厚度可達到2mm，使得軋制產(chǎn)品的厚度、寬度范圍都大大拓展。由于產(chǎn)品規(guī)格的延伸，填補了兩階段控軋控冷高強韌產(chǎn)品規(guī)格Q-4mm)的空缺， 使得噸鋼產(chǎn)品的附加值可望提高300元/噸，按每年生產(chǎn)此類產(chǎn)品30萬噸考慮，則大約可獲得9000萬元的附加利潤。而該技術(shù)的增量投資不超過1000萬元，投入產(chǎn)出極其合適。若再用于鐵素體不銹鋼軋制或鐵素體碳素鋼軋制，還會帶來更大的收益。因此，本發(fā)明的附加冷卻裝置具有較大的實用價值。本發(fā)明的中間附加冷卻設(shè)備和方法除了如上面實施例所述作為控制軋制中間附加冷卻之用外，還可用做以下用途在本發(fā)明另一個實施例中，作為鐵素體不銹鋼軋制時調(diào)節(jié)上下游機架的軋制溫度，避免粘輥之用。鐵素體不銹鋼軋制時由于高溫下材質(zhì)很軟，氧化膜很薄，較容易發(fā)生粘輥現(xiàn)象，發(fā)生粘輥的溫度范圍為900-1030°C，因此若能避開這一溫度范圍進行軋制，則意味著基本上不發(fā)生粘輥。本發(fā)明的中間附加冷卻設(shè)備及方法可使軋件溫度從F3軋出的 1030°C冷卻到900°C后進入F4后的下游機架軋制，避開了粘輥溫度敏感區(qū)。
在本發(fā)明又一個實施例中，作為超低碳鋼鐵素體區(qū)軋制時調(diào)節(jié)上下游機架的軋制溫度，實現(xiàn)鐵素體碳素鋼軋制之用。鐵素體區(qū)軋制工藝具有材質(zhì)軟、軋制能耗低、冷軋后材料表面及深沖性均有改善的優(yōu)勢，是現(xiàn)代熱軋先進工藝之一。本發(fā)明的中間附加冷卻設(shè)備和方法可使軋件溫度從F3出口溫度冷卻到850°C后進入F4后的下游機架軋制，進行鐵素體區(qū)軋制。現(xiàn)有精軋機組若實現(xiàn)鐵素體軋制，通常采用將上下游機架拉開距離(20m)來布置附加冷卻裝置。在本發(fā)明又一個實施例中，用在精軋機組中緩解精軋機堆鋼問題。相比傳統(tǒng)精軋機組，由于本發(fā)明的中間附加冷卻設(shè)備中長行程活套輥的存套量相對大，若精軋機組發(fā)生堆鋼傾向，可利用此套吸收多余流量，大大緩解精軋機堆鋼問題。以上借助實施例對本發(fā)明做了進一步描述，但是應(yīng)該理解的是，這里具體的描述， 不應(yīng)理解為對本發(fā)明的實質(zhì)和范圍的限定，本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員在閱讀本說明書后對上述實施例做出的各種修改，都屬于本發(fā)明所保護的范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于熱連軋板帶的中間附加冷卻設(shè)備，其特征在于，設(shè)置在熱連軋一系列機架中相鄰兩機架之間的該中間附加冷卻設(shè)備包括轉(zhuǎn)向輥(3)、至少一個冷卻裝置(4，4’)、長行程活套輥( 和夾送輥(6)，其中，轉(zhuǎn)向輥( 和夾送輥(6)沿著板帶輸送線路前后設(shè)置， 所述至少一個冷卻裝置G，4’)和長行程活套輥( 設(shè)置在轉(zhuǎn)向輥( 與夾送輥(6)之間， 長行程活套輥(5)平時位于板帶輸送線路的一側(cè)并能夠垂直于板帶輸送線路運動來頂推板帶形成活套，所述至少一個冷卻裝置(4，4’ )平時位于工作位置外并能夠由擺動機構(gòu)擺入工作位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中間附加冷卻設(shè)備，其特征在于，長行程活套輥( 平時位于板帶輸送線路的上方。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中間附加冷卻設(shè)備，其特征在于，所述至少一個冷卻裝置(4， 4’ )有兩臺。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的中間附加冷卻裝置，其特征在于，所述至少一個冷卻裝置 (4,4')是水冷裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中間附加冷卻設(shè)備，其特征在于，擺動機構(gòu)采用液壓缸帶動連桿機構(gòu)。
6.一種用于熱連軋板帶的中間附加冷卻方法，包括下列步驟步驟a，完成第一階段軋制后，板帶頭部以第一階段軋制中最后一個軋機的軋速作為頭部穿帶速度從所述軋機輸出，沿著板帶輸送線路經(jīng)過轉(zhuǎn)向輥( 到達夾送輥(6)；步驟b，板帶頭部到達夾送輥(6)后被制動，第一階段軋制中最后一個軋機繼續(xù)以軋速向前輸送板帶，被垂直于板帶輸送線路運動的長行程活套輥( 頂推形成活套，當(dāng)活套長度達到所要求的長度時，夾送輥(6)輸送板帶頭部進入第二階段軋制中第一個軋機；步驟c，擺入至少一個冷卻裝置G，4’)對輸送到所述中間附加冷卻設(shè)備中的板帶進行冷卻；步驟d，當(dāng)板帶尾部離開第一階段軋制中倒數(shù)第二個軋機時，第一階段軋制中最后一個軋機減速至停止，下游軋機仍按正常速度進行軋制，長行程活套輥(5)垂直于板帶輸送線路返回初始位置，第一階段軋制中最后一個軋機恢復(fù)運動，繼續(xù)向前輸送板帶尾部進行甩尾。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的中間附加冷卻方法，其特征在于，在步驟b中，板帶被垂直于板帶輸送線路運動的長行程活套輥( 頂推形成活套，在形成活套的過程中保持板帶張力恒定。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的中間附加冷卻方法，其特征在于，在步驟b中，夾送輥(6)向前輸送板帶頭部進入第二階段軋制中第一個軋機時，第一階段軋制中最后一個軋機和第二階段軋制中第一個軋機的速度保持秒流量平衡。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的中間附加冷卻方法，其特征在于，在步驟c中，擺入冷卻裝置 (4,4')后，在恒定的套量和恒定的板帶張力條件下，各架軋機按秒流量相等的原則對板帶進行軋制。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的中間附加冷卻方法，其特征在于，在步驟d中，長行程活套輥 (5)垂直于板帶輸送線路反向運動回初始位置的過程中，保持板帶張力恒定。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于熱連軋板帶的中間附加冷卻設(shè)備及方法，設(shè)置在熱連軋一系列機架中相鄰兩機架之間的該中間附加冷卻設(shè)備包括轉(zhuǎn)向輥(3)、至少一個冷卻裝置(4，4’)、長行程活套輥(5)和夾送輥(6)。其中，轉(zhuǎn)向輥(3)和夾送輥(6)沿著板帶輸送線路前后設(shè)置，所述至少一個冷卻裝置(4，4’)和長行程活套輥(5)設(shè)置在轉(zhuǎn)向輥(3)與夾送輥(6)之間。中間附加冷卻設(shè)備的工作過程主要包括頭部穿帶、建套、冷卻和收套及甩尾步驟。本發(fā)明的中間附加冷卻設(shè)備在不減少產(chǎn)量的基礎(chǔ)上，使軋制產(chǎn)品的厚度、寬度范圍都大大拓展，軋制產(chǎn)品的附加值獲得較大的提升，在實際生產(chǎn)中具有較大的應(yīng)用價值。
文檔編號B21B45/02GK102303052SQ201110209528
公開日2012年1月4日 申請日期2011年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月21日
發(fā)明者張慧 申請人:中冶東方工程技術(shù)有限公司