一種中厚板在線多功能冷卻裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種中厚板在線多功能冷卻裝置，包括第一冷卻區(qū)和第二冷卻區(qū)，在所述第一冷卻區(qū)設置有多個縫隙噴嘴和高密快冷噴嘴，在第二冷卻區(qū)設置有多個高密快冷噴嘴；所述第一冷卻區(qū)設置的多個縫隙噴嘴和高密快冷噴嘴在鋼板上下對稱設置；所述第二冷卻區(qū)設置的多個高密快冷噴嘴也在鋼板上下對稱設置；在所述第一冷卻區(qū)的鋼板上方的多個縫隙噴嘴之間或多個高密快冷噴嘴之間設置有與輸送輥道對稱的擋水輥。本發(fā)明采用縫隙噴嘴、高密快冷噴嘴，在大范圍壓力、流量調節(jié)條件下均可保持射流流體形狀良好。
【專利說明】一種中厚板在線多功能冷卻裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及熱軋中厚板冷卻技術，一種中厚板在線多功能冷卻裝置。
【背景技術】
[0002]近年來，中厚板軋后控制冷卻技術受到了人們越來越多的重視。鋼鐵企業(yè)為了生產高性能產品提出了更高的冷卻速度及冷卻均勻性需求，傳統(tǒng)的層流冷卻裝置已不能滿足鋼鐵企業(yè)日益提高的冷卻性能需求。
[0003]國內的某些常規(guī)層流冷卻設備，通過加密集管、增大集管出水口大小等手段提高換熱效率，如國內某單位開發(fā)的加強型層流冷卻(IC, Intensive Laminar Cooling)裝置，是普通型層流冷卻裝置的改進裝置。它是在同樣的冷卻距離上，加密上部冷卻水噴嘴，水量約為普通層流冷卻裝置的2倍。此類裝置并未從冷卻機理上脫離開層流冷卻的特性。由于冷卻機理的原因，從技術實現(xiàn)上并不能實現(xiàn)大的冷卻速度，同時也不能解決在大流量冷卻條件下，鋼板冷卻不均勻的問題。因此該裝置仍存在如下兩個重要難題:一是冷卻能力不足，二是大冷卻強度條件下板形較差。
[0004]日本JFE公司的“Super-OLAC”和西門子VAI公司開發(fā)的MULPIC中厚板超快速冷卻設備是國外類似裝置的代表，通過其在國內鋼鐵企業(yè)的使用經(jīng)驗來看，國外類似裝置還存在著一些缺陷，一是板型控制能力較弱，在生產某些鋼種時，容易產生瓢區(qū)缺陷。二是控制方式單一，不能實現(xiàn)中間坯冷卻、往復式冷卻等功能。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術存在的問題，提供一種中厚板在線多功能冷卻裝置，可實現(xiàn)常規(guī)加速冷卻(ACC) /超快速冷卻(UFC) /直接淬火(DQ)多種功能，具有良好的冷卻均勻性的中厚板軋后冷卻裝置。
[0006]上述目的是通過下述方案實現(xiàn)的:
一種中厚板在線多功能冷卻裝置，其特征在于，所述冷卻裝置包括第一冷卻區(qū)和第二冷卻區(qū)，在所述第一冷卻區(qū)設置有多個縫隙噴嘴和高密快冷噴嘴，在第二冷卻區(qū)設置有多個高密快冷噴嘴；所述第一冷卻區(qū)前部分設置的多個縫隙噴嘴在鋼板上下對稱布置，并且后部分設置高密快冷噴嘴在鋼板上下對稱設置；所述第二冷卻區(qū)設置的多個高密快冷噴嘴也在鋼板上下對稱設置；在所述第一冷卻區(qū)的鋼板上方的多個縫隙噴嘴之間，以及多個高密快冷噴嘴之間設置有與輸送輥道對稱的擋水輥。
[0007]根據(jù)上述的中厚板在線多功能冷卻裝置，其特征在于，所述第一冷卻區(qū)中位于鋼板上方的縫隙噴嘴和高密快冷噴嘴安裝在第一可移動上框架上，第二冷卻區(qū)中位于鋼板上方的高密快冷噴嘴安裝在第二可移動上框架上。
[0008]根據(jù)上述的中厚板在線多功能冷卻裝置，其特征在于，在第一冷卻區(qū)和第二冷卻區(qū)內配置若干中噴、吹掃輔助裝置。
[0009]根據(jù)上述的中厚板在線多功能冷卻裝置，其特征在于，所述第一冷卻區(qū)內的縫隙噴嘴和高密快冷噴嘴距離鋼板上表面2(T50mm。
[0010]根據(jù)上述的中厚板在線多功能冷卻裝置，其特征在于，所述第二冷卻區(qū)內的高密快冷噴嘴的出口距離鋼板表面30(T400mm。
[0011]根據(jù)上述的中厚板在線多功能冷卻裝置，其特征在于，所述第一冷卻區(qū)長度為8-12m，布置有2-4組縫隙噴嘴和4-6組高密快冷噴嘴；所述第二冷卻區(qū)長為10_12m，布置10-16組高密快冷噴嘴。
[0012]根據(jù)上述的中厚板在線多功能冷卻裝置，其特征在于，在所述第一冷卻區(qū)和第二冷卻區(qū)內共布置有18-24組邊部遮蔽裝置，遮蔽裝置的遮蔽寬度為200(T5000 mm，運行速度為 40 mm/so
[0013]根據(jù)上述的中厚板在線多功能冷卻裝置，其特征在于，位于鋼板上方的上噴嘴與豎直方向呈10-60°夾角；噴嘴米用正向和反向兩種布置方式，正向布置的噴嘴產生的射流具有和鋼板運行方向相同的水平速度分量，反向布置的噴嘴產生的射流具有和鋼板運行方向相反的水平速度分量。
[0014]根據(jù)上述的中厚板在線多功能冷卻裝置，其特征在于，所述縫隙噴嘴和高密快冷噴嘴配有2套進水管路，分別向縫隙噴嘴和高密快冷噴嘴的中部和端部供水，并配置相應的控制閥組。
[0015]根據(jù)上述的中厚板在線多功能冷卻裝置，其特征在于，所述縫隙噴嘴的開口度為
1.6?5.0mm 0.2MPa壓力條件下，水流密度控制范圍為300-15001/m2/min ；0.5MPa壓力條件下，水流密度控制范圍為500-23001/m2/min ;高密快冷噴嘴設置于縫隙噴嘴后，0.2MPa壓力條件下，水流密度控制范圍為100-8001/m2/min ；0.5MPa壓力條件下，水流密度控制范圍為300-21001/m2/min。
[0016]本發(fā)明的有益效果:
(O由于多功能冷卻裝置所采用縫隙噴嘴、高密快冷噴嘴在大范圍壓力、流量調節(jié)條件下均可保持射流流體形狀良好。因此，鋼板的瞬時冷卻速度能夠實現(xiàn)大范圍無級調節(jié)。對于板厚為20mm的鋼板最大冷速> 500C /s，最小冷速約5°C /s ;極大滿足了不同產品冷卻工藝的需求。
[0017](2)具備高的冷卻強度，可實現(xiàn)軋后鋼板大冷卻速率范圍(具備常規(guī)層流冷卻最大冷卻能力2倍以上可調冷速)可調，滿足多品種系列規(guī)格的中厚板產品冷卻工藝如常規(guī)層流冷卻強度、超快冷以及直接淬火工藝的需要；
(3)預矯直機裝備極大改善了來鋼板形，多功能冷卻裝置結合以擋水輥為核心系列冷卻均勻性控制技術，鋼板冷卻過程具備極高的均勻性?？蓪埡箐摪鍖崿F(xiàn)高強度冷卻條件下的精細化、均勻化冷卻，鋼板的內部組織均勻、應力小、板形良好，可以有效避免在生產過程中出現(xiàn)的板形問題；
(4)冷卻設備控制系統(tǒng)具有冷卻速度、終冷溫度、冷卻過程馳豫時間等多元調節(jié)功能，滿足產品開發(fā)所要求的冷卻速度、終冷溫度、冷卻路徑等參數(shù)控制需要，具有高的控制精度；
(5)具備多種冷卻模式，如通過式冷卻、中間坯冷卻、擺動式冷卻以及往復式冷卻模式，具備生產較厚鋼板的能力?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明的冷卻裝置現(xiàn)場布置圖；
圖2是本發(fā)明的冷卻裝置的主視圖；
圖3是本發(fā)明的冷卻裝置的集管供水結構示意圖。
【具體實施方式】[0019]參見圖1，本發(fā)明中厚板在線多功能冷卻裝置6在生產現(xiàn)場與精軋機I距離為40-70m。中厚板在線多功能冷卻裝置6(即本發(fā)明的中厚板在線多功能冷卻裝置)長18-24m，距離預矯直機5出口 3-10m，與熱矯直機8距離為40-60m。參見圖2，中厚板在線多功能冷卻裝置6由傾斜布置的18-24組上下對稱噴嘴組成，其中縫隙噴嘴9有2-4組，高密快冷噴嘴12、12’有16-20組，并且整個冷卻裝置分為BANK A和BANK B兩個分區(qū)(分別對應圖2中的標記11和14)，分別由可移動上框架，其提升機構由電動螺旋升降系統(tǒng)和液壓快速提升系統(tǒng)組成，實現(xiàn)上框架提升及快抬保護上噴水系統(tǒng)功能(圖2中省略該框架和提升機構)AANKA區(qū)長為8-12m，布置有2-4組縫隙噴嘴9和16-20組高密快冷噴嘴12，上集管間設有擋水輥10，冷卻區(qū)內上擋水輥10與輸送輥道對稱布置，工作時擋水輥10距離鋼板上表面2(T50mm，其主要作用是避免鋼板上表面預激冷，阻止鋼板上表面殘余水的無序流動，并對冷卻過程中的變形鋼板起抑制作用。BANK B區(qū)長為10-12m，布置10-12組高密快冷噴嘴12’，噴嘴間未設置擋水輥，工作時，噴嘴出口距離鋼板表面300-400mm，。在冷卻區(qū)內適當位置配置若干中噴、吹掃等輔助裝置13，用于消除殘水，提高換熱效率，改善冷卻均勻性及提高鋼板溫度測量精度。冷卻區(qū)內布置有18-24組邊部遮蔽裝置(圖中省略)，bank B內優(yōu)選布置有6組邊部遮蔽裝置，可減小鋼板邊部的冷卻強度，遮蔽裝置的遮蔽寬度為200(T5000 mm，運行速度為40 mm/s。同時，將高密快冷集管橫向設計為三個內腔，中間腔與邊部腔分別進行流量控制，從而實現(xiàn)對鋼板邊部過冷區(qū)域進行冷卻強度調節(jié)，水凸度控制區(qū)域為2000-5000mmD
[0020]噴嘴是中厚板在線多功能冷卻裝置6的核心設備。為實現(xiàn)獲得高溫鋼板與冷卻水之間的高效均勻換熱，中厚板在線多功能冷卻裝置6將傾斜射流沖擊冷卻技術作為本系統(tǒng)的核心換熱技術，采用縫隙式冷卻噴嘴和高密度陣列排布高密快冷噴嘴，上噴嘴與豎直方向分別為10-60° ,集管米用正向和反向兩種布置方式,正向布置的噴嘴產生的射流具有和鋼板運行方向相同的水平速度分量(參見圖2中朝箭頭方向噴射的噴嘴)。反向布置的噴嘴產生的射流具有和鋼板運行方向相反的水平速度分量(參見圖2中與箭頭方向方向噴射的噴嘴)。這樣的噴嘴布置形式可更好的控制在冷卻過程中鋼板表面的水流流動狀態(tài)，防止水流在鋼板表面大量殘留，影響換熱效率和冷卻均勻性?？p隙噴嘴9和高密快冷噴嘴12、12’的排列形式見圖2。
[0021]每根集管15 (包括縫隙集管和高密快冷集管)有2套進水管路16和17，分別向縫隙噴嘴的中部和端部供水，并配置相應的控制閥組，在每套供水管路的供水主管上安裝均安裝有流量計18、19和調節(jié)閥20、21。集管的供水結構見圖3。通過合理的噴嘴進水口設計及分布，實現(xiàn)沿噴嘴寬度方向流量的水凸度控制和鋼板寬向的狹縫長度調整，滿足水凸度控制?？p隙噴嘴的開口度為1.6~5.0_，噴水角度和噴嘴與鋼板之間距離可根據(jù)工藝需要進行調節(jié)。0.2MPa壓力條件下，水流密度控制范圍為300-15001/m2/min ；0.5MPa壓力條件下，水流密度控制范圍為500-23001/m2/min。高密快冷集管設置于縫隙噴嘴后，0.2MPa壓力條件下，水流密度控制范圍為100-8001/m2/min ；0.5MPa壓力條件下，水流密度控制范圍為 300-21001/m2/min。
【權利要求】
1.一種中厚板在線多功能冷卻裝置，其特征在于，所述冷卻裝置包括第一冷卻區(qū)和第二冷卻區(qū)，在所述第一冷卻區(qū)設置有多個縫隙噴嘴和高密快冷噴嘴，在第二冷卻區(qū)設置有多個高密快冷噴嘴；所述第一冷卻區(qū)前部分設置的多個縫隙噴嘴在鋼板上下對稱布置，并且后部分設置高密快冷噴嘴在鋼板上下對稱設置；所述第二冷卻區(qū)設置的多個高密快冷噴嘴也在鋼板上下對稱設置；在所述第一冷卻區(qū)的鋼板上方的多個縫隙噴嘴之間，以及多個高密快冷噴嘴之間設置有與輸送輥道對稱的擋水輥。
2.根據(jù)權利要求1所述的中厚板在線多功能冷卻裝置，其特征在于，所述第一冷卻區(qū)中位于鋼板上方的縫隙噴嘴和高密快冷噴嘴安裝在第一可移動上框架上，第二冷卻區(qū)中位于鋼板上方的高密快冷噴嘴安裝在第二可移動上框架上。
3.根據(jù)權利要求1所述的中厚板在線多功能冷卻裝置，其特征在于，在第一冷卻區(qū)和第二冷卻區(qū)內配置若干中噴、吹掃輔助裝置。
4.根據(jù)權利要求1所述的中厚板在線多功能冷卻裝置，其特征在于，所述第一冷卻區(qū)內的縫隙噴嘴和高密快冷噴嘴距離鋼板上表面2(T50mm。
5.根據(jù)權利要求1所述的中厚板在線多功能冷卻裝置，其特征在于，所述第二冷卻區(qū)內的高密快冷噴嘴的出口距離鋼板表面30(T400mm。
6.根據(jù)權利要求1所述的中厚板在線多功能冷卻裝置，其特征在于，所述第一冷卻區(qū)長度為8-12m，布置有2-4組縫隙噴嘴和4_6組高密快冷噴嘴；所述第二冷卻區(qū)長為.10-12m，布置10-16組高密快冷噴嘴。
7.根據(jù)權利 要求1所述的中厚板在線多功能冷卻裝置，其特征在于，在所述第一冷卻區(qū)和第二冷卻區(qū)內共布置有18-24組邊部遮蔽裝置，遮蔽裝置的遮蔽寬度為2000-5000mm，運行速度為40 mm/so
8.根據(jù)權利要求1所述的中厚板在線多功能冷卻裝置，其特征在于，位于鋼板上方的上噴嘴與豎直方向呈10-60°夾角；噴嘴采用正向和反向兩種布置方式，正向布置的噴嘴產生的射流具有和鋼板運行方向相同的水平速度分量，反向布置的噴嘴產生的射流具有和鋼板運行方向相反的水平速度分量。
9.根據(jù)權利要求1所述的中厚板在線多功能冷卻裝置，其特征在于，所述縫隙噴嘴和高密快冷噴嘴配有2套進水管路，分別向縫隙噴嘴和高密快冷噴嘴的中部和端部供水，并配置相應的控制閥組。
10.根據(jù)權利要求1所述的中厚板在線多功能冷卻裝置，其特征在于，所述縫隙噴嘴的開口度為1.6~5.0mm 0.2MPa壓力條件下，水流密度控制范圍為300-15001/m2/min ；0.5MPa壓力條件下，水流密度控制范圍為500-23001/m2/min ;高密快冷噴嘴設置于縫隙噴嘴后，.0.2MPa壓力條件下，水流密度控制范圍為100-8001/m2/min ；0.5MPa壓力條件下，水流密度控制范圍為 300-21001/m2/min。
【文檔編號】B21B45/02GK103894427SQ201410121528
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年3月28日 優(yōu)先權日:2014年3月28日
【發(fā)明者】王昭東, 謝謙, 王丙興, 田勇, 王國棟, 韓毅, 李勇, 付天亮 申請人:東北大學