專利名稱：鋼坯控冷箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及不銹鋼板坯制造領(lǐng)域，尤其是，本實用新型涉及一種將鐵素 體不銹鋼板坯置于箱內(nèi)對其進行冷卻控制的鋼坯控冷箱。
背景技術(shù)：
隨著人們生活水平的提高，不銹鋼制品大量進入工業(yè)和民用消費領(lǐng)域。相對 而言，由于鐵素體不銹鋼在韌性、缺口敏感性等指標上與奧氏體不銹鋼的差異， 其產(chǎn)量一直落后于奧氏體不銹鋼。直至最近，由于鎳原料價格的上升，鐵素體不 銹鋼在價格上的優(yōu)勢逐步體現(xiàn)，不銹鋼生產(chǎn)商和消費者轉(zhuǎn)向鐵素體不銹鋼的趨勢 變得明顯，鐵素體不銹鋼的產(chǎn)量快速上升。
但上述鐵素體不銹鋼在韌性、缺口敏感性等方面的不足使得鐵素體不銹鋼板 坯冷卻過程中大量出現(xiàn)縱向裂紋，影響產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)能潛力的釋放。經(jīng)研究，板 坯縱向裂紋的產(chǎn)生，主要受板坯快速冷卻過程中碳氮化物集中析出應(yīng)力、馬氏體
切變的體積膨脹應(yīng)力、以及鐵素體不銹鋼475t脆性點有關(guān)。
傳統(tǒng)工藝中，鐵素體不銹鋼板坯在切割后采用集中露天堆垛的方式進行冷卻，
達到緩冷目的，減少板坯裂紋缺陷，該自然冷卻的方式存在下述缺點
(1) 板坯冷卻速度不受控，環(huán)境溫度和風(fēng)向變化對板坯的冷卻速度有重要影 響。由于采用露天集中堆放形式，冬夏、晝夜板坯冷卻條件有明顯差異，在不同 風(fēng)向的條件下，不同垛位的板坯的冷卻條件也不同，導(dǎo)致板坯冷卻速度不受控， 因此，部分板坯鑄態(tài)組織中的碳、氮化物快速析出和馬氏體切變引起的應(yīng)力集中
而導(dǎo)致板坯產(chǎn)生縱向裂紋；
(2) 無法對不同種類的鐵素體不銹鋼板坯采用針對性和個性化的冷卻工藝。鐵 素體不銹鋼由于化學(xué)成分不同，板坯組織形態(tài)和脆性轉(zhuǎn)變點存在很大差異，需要 有針對性的板坯冷卻措施來避免板坯縱向裂紋的產(chǎn)生。傳統(tǒng)的板坯的冷卻是露天 堆放，其特點不可能對板坯實施個性化的冷卻，因此導(dǎo)致板坯產(chǎn)生縱向裂紋。
中國專利號94239903. X涉及的保溫箱可以減緩鐵素體不銹鋼板坯的冷卻速度，抑制板坯產(chǎn)生縱向裂紋。該保溫箱由箱罩和箱座組成，金屬箱板內(nèi)測襯有ioo
"200mm的單層耐火材料，提供絕熱條件，熱坯或熱錠放入箱內(nèi)后，利用耐火材 料的絕熱能力對不銹鋼板坯實施緩冷和保溫。該保溫箱具備一定的保溫能力，以 保溫的方式對板坯實施緩冷，來抑制板坯產(chǎn)生縱向裂紋。但由于耐火材料是單層 的，故其絕熱能力有限，且日常使用中剝落的耐火材料無法及時替換導(dǎo)致保溫效 果下降；同時該保溫箱不具備根據(jù)不同鋼種而提供熱坯和熱錠不同冷卻速度的調(diào) 節(jié)能力，冷卻速度是一定的，即所有鋼種只能在一種冷卻速度下進行保溫，使得 某些鋼種如鐵素體不銹鋼板坯無法避開材料脆性轉(zhuǎn)變點475°C，反而使得縱裂傾 向加劇。
發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述存在的問題，本實用新型的目的在于提供一種不銹鋼板坯的鋼坯控 冷箱，根據(jù)本實用新型的鋼坯控冷箱，可以根據(jù)各種鐵素體不銹鋼板坯的Cr含量 和組織形態(tài)，來調(diào)節(jié)板坯的冷卻速度，減少、抑制各種不銹鋼板坯的縱向裂紋的 發(fā)生。
為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的鋼坯控冷箱的技術(shù)方案如下 一種鋼坯控冷箱，為底面開口、其余側(cè)面封閉的箱形無底罩殼； 所述罩殼的側(cè)面形成二道保溫層，其第一道為空氣保溫層，其第二道為纖維 氈保溫層；
所述罩殼的側(cè)面由兩塊碳素鋼板的罩殼外板和罩殼內(nèi)板構(gòu)成，多個加強筋板 使各所述罩殼外板與所述罩殼內(nèi)板之間隔一定距離地連接，形成第一道空氣保溫 層；
各所述罩殼內(nèi)板面向所述罩殼空腔內(nèi)的一側(cè)面貼合有由塊狀絕熱耐火纖維氈 構(gòu)成的復(fù)合面板，形成第二道纖維氈保溫層；
所述罩殼的頂側(cè)安裝有由無極變速電動機驅(qū)動的風(fēng)扇。 根據(jù)本實用新型的鋼坯控冷箱，其特征在于，所述鋼坯控冷箱為矩狀箱形。 根據(jù)本實用新型的鋼坯控冷箱，其特征在于，所述塊狀絕熱耐火纖維氈可拆卸。
根據(jù)本實用新型的鋼坯控冷箱，其特征在于，在所述罩殼的兩側(cè)面沿長度方 向安裝有測溫?zé)犭娕迹鰷y溫?zé)犭娕家欢舜┻^所述罩殼內(nèi)板而伸出到所述罩殼 空腔內(nèi)，其另一端通過導(dǎo)線與計算機相連。根據(jù)本實用新型的鋼坯控冷箱，其特征在于，所述計算機內(nèi)被輸入有不銹鋼 板坯的冷卻曲線圖和裝有根據(jù)所述測溫?zé)犭娕妓鶞y得的板坯溫度數(shù)據(jù)而對所述風(fēng) 扇進行開閉的冷卻速度控制程序。
根據(jù)本實用新型的鋼坯控冷箱，其特征在于，所述頂側(cè)安裝有4臺由無極變 速電動機驅(qū)動的風(fēng)扇。
根據(jù)本實用新型的鋼坯控冷箱，其特征在于，所述頂側(cè)沿長度方向安裝有由 無極變速電動機驅(qū)動的風(fēng)扇。
根據(jù)本實用新型的鋼坯控冷箱，控冷箱內(nèi)部板坯溫度信號傳輸和板坯冷卻速 度控制由一套基礎(chǔ)自動化和過程控制計算機系統(tǒng)以及相應(yīng)數(shù)-模信號轉(zhuǎn)換器組成。
過程控制系統(tǒng)的原理和模型架構(gòu)如下
1、 原理定周期接收保溫箱溫度，根據(jù)溫度值與該鋼種的板坯冷卻標準曲線 比較，由模型計算風(fēng)扇開動數(shù)量和轉(zhuǎn)速，并將計算結(jié)果通過電文方式發(fā)送給基礎(chǔ) 自動化，達到自動控制板坯冷卻速度目的。
2、 模型結(jié)構(gòu)
(1) 模型參數(shù)
輸入?yún)?shù)保溫箱溫度值 模型結(jié)果風(fēng)機開動數(shù)量及轉(zhuǎn)速
(2) 接口形式
使用TCP/IP協(xié)議，通過雙方約定的電文方式，每10秒發(fā)送電文一次。
(3) 板坯冷卻標準曲線
板坯冷卻標準曲線存儲在過程計算機的數(shù)據(jù)庫中，數(shù)據(jù)格式如下
溫度區(qū)間風(fēng)扇開動數(shù)量轉(zhuǎn)速
大于810°C4500
730》810。C2350
510。C^730。C4500
450》510 。C4700
30(TC^45(TC4500
200。C。300。C2250
小于200 °C00
5控冷箱內(nèi)部板坯溫度信號傳輸和板坯冷卻速度控制流程如下
K型Ni-Cr/Ni-Si熱電偶由冷卻箱兩側(cè)面板小孔插入并和板坯接觸，熱電偶
內(nèi)兩種不同合金接觸高溫板坯后產(chǎn)生對應(yīng)接點電勢并形成電壓信號(毫伏級)，經(jīng)
補償導(dǎo)線加強后引入一次儀表， 一次儀表產(chǎn)生對應(yīng)電流信號(4^20毫安)后經(jīng) A/D轉(zhuǎn)換由模擬信號轉(zhuǎn)為數(shù)字信號反饋至保溫箱附帶過程控制計算機，并和事先 輸入的板坯冷卻曲線比較，過程控制計算機機根據(jù)板坯實際溫度和設(shè)定溫度的差 異提供校正指令。過程控制計算機數(shù)字信號經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換成為電流信號(4力20毫 安)進入變頻器，變頻器根據(jù)電流信號大小控制無極調(diào)速冷卻風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速和開啟 臺數(shù)。
采用本實用新型的鋼坯控冷箱，由于無底罩殼具有第一道空氣保溫層和第二 道纖維氈保溫層，且在罩殼上安裝有風(fēng)扇，因此，可根據(jù)不同的鋼種來開啟風(fēng)扇， 加速不銹鋼板坯的冷卻速度，關(guān)閉風(fēng)扇，與以往傳統(tǒng)的絕熱技術(shù)相比，雙層的保 溫層進一步使不銹鋼板坯冷卻速度延遲，從而可保證板坯熱量傳輸?shù)耐耆芸兀?避免材料脆性轉(zhuǎn)變點，減少、抑制板坯產(chǎn)生縱向裂紋的現(xiàn)象。


圖1是表示本實用新型鋼坯控冷箱的長度方向的外觀結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2是表示圖1中A部放大后的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中，l為熱電偶插孔，2 — 5為風(fēng)扇，6為保溫罩本體，7為保溫罩外部罩殼， 8為加強筋板，9為內(nèi)層鋼板，IO為鏈接螺栓，ll保溫層，12為隔熱空氣。
具體實施方式
下面，根據(jù)附圖說明本實用新型的鋼坯控冷箱的具體實施例。 如圖l所示和圖2所示，鋼坯控冷箱是具有五面的長方形無底罩殼6，罩殼6 的每一面(五個面)由兩塊碳素鋼板組成，構(gòu)成罩殼外板7和罩殼內(nèi)板9，利用多 個加強筋板8使各罩殼外板7與罩殼內(nèi)板9之間隔開一定距離地連接起來形成第 一道空氣保溫層12，各罩殼內(nèi)板9的面向罩殼空腔6a內(nèi)的一側(cè)面，通過由螺栓 10a和螺母10b構(gòu)成的多個緊固裝置10貼合有可拆卸的塊狀絕熱耐火纖維氈11， 構(gòu)成復(fù)合面板即形成第二道纖維氈保溫層13。另外，罩殼6的頂面沿長度方向安 裝有4臺由無極變速電動機(未圖示)驅(qū)動的風(fēng)扇2、 3、 4、 5。
并且，在罩殼6的兩側(cè)面，即在罩殼外板7和罩殼內(nèi)板9上沿長度方向開有多個小孔(未圖示，中本實施例中為二個，但也可是三個以上)，在罩殼外板7的 小孔上安裝有測溫?zé)犭娕?，該測溫?zé)犭娕?的一端通過罩殼內(nèi)板9的小孔而伸 出到罩殼空腔6a內(nèi)，測溫?zé)犭娕?的另一端通過導(dǎo)線(未圖示)與計算機(未圖示) 相連。
該計算機內(nèi)被輸入有不銹鋼板坯的冷卻曲線圖和裝有根據(jù)測溫?zé)犭娕?所測 得的板坯溫度數(shù)據(jù)而對風(fēng)扇2、 3、 4、 5進行開閉的冷卻速度控制程序。
采用本實用新型的鋼坯控冷箱，首先，在鐵素體不銹鋼板坯生產(chǎn)前根據(jù)主 要化學(xué)成分計算碳氮化物大致析出溫度和其它相變溫度，輸入過程控制計算機 后形成相應(yīng)的板坯冷卻標準曲線。
其次，將不銹鋼板坯切割后運至耐火纖維軟墊上進行堆垛放置，疊放塊數(shù) 根據(jù)板坯厚度和鋼坯控冷箱空腔內(nèi)的高度來設(shè)定。
板坯放置完畢后，鋼坯控冷箱由行車吊運至需緩冷的已堆垛的不銹鋼板坯 上方緩緩放下，將板坯罩住。
然后，將測溫?zé)犭娕?插入罩殼外板和罩殼內(nèi)板的小孔至罩殼6a內(nèi)與板 坯接觸，測溫?zé)犭娕?所測得的板坯溫度數(shù)據(jù)通過導(dǎo)線傳至PC機。
與事先輸入的板坯冷卻曲線圖比較，PC機根據(jù)板坯實際溫度和設(shè)定溫度 的差異提供校正指令，使風(fēng)扇進行開閉。
當板坯實際溫度達到810'C時，PC機發(fā)出指令，風(fēng)扇開啟數(shù)量從4臺減至 2臺，轉(zhuǎn)速從500轉(zhuǎn)降至350轉(zhuǎn)。此時，第一道空氣保溫層12的空氣與罩殼 空腔6a內(nèi)的空氣對流減弱，板坯冷卻速度放慢，碳氮化物析出的集中應(yīng)力有 充分時間釋放，裂紋產(chǎn)生幾率減小。
當板坯實際溫度達到73(TC時，風(fēng)扇開啟數(shù)量從2臺恢復(fù)到4臺，轉(zhuǎn)速從 350轉(zhuǎn)增至500轉(zhuǎn)，板坯冷卻速度恢復(fù)。
當板坯實際溫度達到51(TC時，風(fēng)扇開啟數(shù)量不變，轉(zhuǎn)速從500轉(zhuǎn)增至700 轉(zhuǎn)，板坯冷卻速度再次提高，以避免在該溫度段長期停留造成的475'C脆性轉(zhuǎn) 變。
當板坯實際溫度達到450'C時，風(fēng)扇轉(zhuǎn)速從700轉(zhuǎn)回到500轉(zhuǎn)；當板坯溫 度到達30(TC左右時，風(fēng)扇開啟數(shù)量從4臺減至2臺，轉(zhuǎn)速從500轉(zhuǎn)降至250 轉(zhuǎn)，空氣對流減弱，板坯冷卻速度放慢，馬氏體相變造成的應(yīng)力集中可以充分 釋放，裂紋產(chǎn)生幾率減小。
板坯溫度達到200'C時，風(fēng)扇停止工作，將測溫?zé)犭娕糽收回，用行車將鋼坯控冷箱調(diào)離，板坯就可以進行質(zhì)量檢驗和修磨。
采用本實用新型的鋼坯控冷箱，由于無底罩殼具有第一道空氣保溫層和第二 道纖維氈保溫層，且在罩殼上安裝有風(fēng)扇，因此，可根據(jù)不同的鋼種來開啟風(fēng)扇， 加速不銹鋼板坯的冷卻速度，關(guān)閉風(fēng)扇，與以往傳統(tǒng)的絕熱技術(shù)相比，雙層的保 溫層進一步使不銹鋼板坯冷卻速度延遲，從而可保證板坯熱量傳輸?shù)耐耆芸兀?避免材料脆性轉(zhuǎn)變點，減少、抑制板坯產(chǎn)生縱向裂紋的現(xiàn)象。
權(quán)利要求1. 一種鋼坯控冷箱，其特征在于，為底面開口、其余側(cè)面封閉的箱形無底罩殼；所述罩殼的側(cè)面形成二道保溫層，其第一道為空氣保溫層(12)，其第二道為纖維氈保溫層(13)；所述罩殼的側(cè)面由兩塊碳素鋼板的罩殼外板(7)和罩殼內(nèi)板(9)構(gòu)成，多個加強筋板(8)使各所述罩殼外板與所述罩殼內(nèi)板之間隔一定距離地連接，形成第一道空氣保溫層(12)；各所述罩殼內(nèi)板面向所述罩殼空腔(6a)內(nèi)的一側(cè)面貼合有由塊狀絕熱耐火纖維氈(11)構(gòu)成的復(fù)合面板，形成第二道纖維氈保溫層(13)；所述罩殼的頂側(cè)安裝有由無極變速電動機驅(qū)動的風(fēng)扇(2、3、4、5)。
2. 如權(quán)利要求1所述的鋼坯控冷箱，其特征在于，所述鋼坯控冷箱為矩狀箱形。
3. 如權(quán)利要求1所述的鋼坯控冷箱，其特征在于，所述塊狀絕熱耐火纖維氈 可拆卸。
4. 如權(quán)利要求1所述的鋼坯控冷箱，其特征在于，在所述罩殼的兩側(cè)面沿長 度方向安裝有測溫?zé)犭娕迹鰷y溫?zé)犭娕家欢舜┻^所述罩殼內(nèi)板而伸出到所述 罩殼空腔內(nèi)，其另一端通過導(dǎo)線與計算機相連。
5. 如權(quán)利要求1所述的鋼坯控冷箱，其特征在于，所述頂側(cè)安裝有4臺由無 極變速電動機驅(qū)動的風(fēng)扇。
6. 如權(quán)利要求1所述的鋼坯控冷箱，其特征在于，所述頂側(cè)沿長度方向安裝 有由無極變速電動機驅(qū)動的風(fēng)扇。
專利摘要本實用新型的鋼坯控冷箱，為底面開口、其余側(cè)面封閉的箱形無底罩殼(6)，所述罩殼的每一面由兩塊碳素鋼板組成，構(gòu)成罩殼外板(7)和罩殼內(nèi)板(9)，利用多個加強筋板(8)使各所述罩殼外板與所述罩殼內(nèi)板之間隔開一定距離地連接起來形成第一道空氣保溫層(12)，各所述罩殼內(nèi)板的面向所述罩殼空腔(6a)內(nèi)的一側(cè)面通過多個緊固裝置(10)貼合有可拆卸的塊狀絕熱耐火纖維氈(11)而構(gòu)成復(fù)合面板，形成第二道纖維氈保溫層(13)，所述罩殼的頂面沿長度方向安裝有4臺由無極變速電動機驅(qū)動的風(fēng)扇(2、3、4、5)。采用本實用新型，可調(diào)節(jié)不銹鋼板坯的冷卻速度，減少或抑制各種板坯的縱向裂紋的發(fā)生。
文檔編號C21D9/00GK201250253SQ200820060668
公開日2009年6月3日 申請日期2008年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月18日
發(fā)明者軍 楊, 謝榮凱, 顧學(xué)紅, 鋒 魯 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司