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      滄州中鐵熱軋1780mm層流冷卻介紹及應(yīng)用

      2019-06-11 18:50:34唐國(guó)峰
      科學(xué)與財(cái)富 2019年9期

      滄州中鐵熱軋1780mm層流冷卻介紹及應(yīng)用

      唐國(guó)峰

      (滄州中鐵裝備制造材料有限公司軋鋼廠(chǎng) ? 河北滄州 ? 061113)

      摘 要:主要介紹了滄州中鐵1780配置的層流冷卻系統(tǒng),及其實(shí)踐應(yīng)用。

      關(guān)鍵詞:熱軋卷取;層流冷卻 CTC

      1.前言

      控制軋制和控制冷卻是熱軋鋼材的主要生產(chǎn)工藝??剀埧乩浼夹g(shù)經(jīng)過(guò)多年研究實(shí)踐,已經(jīng)在軋鋼生產(chǎn)中得以成熟應(yīng)用??剀埧乩渲饕窃跓彳埌鍘Р倪^(guò)程中通過(guò)對(duì)金屬加熱、變形、溫度制度以及軋后冷卻的合理控制,以此獲得鋼材的優(yōu)異性能和良好板形。尤其軋后冷卻控制,對(duì)板帶鋼的組織性能和板形質(zhì)量有很大的影響。

      2.軋后冷卻

      2.1冷卻形式

      軋后控制冷卻可以使用液體、氣體或者兩者的混合物。目前最常用的冷卻介質(zhì)為水。Zumbrunnen提出的冷卻水流沖擊平板時(shí)的換熱區(qū)域劃分為滯止區(qū)、核沸騰/ 過(guò)渡區(qū)、膜沸騰區(qū)、小液態(tài)聚集區(qū)和空冷輻射區(qū)。[1]自20世紀(jì)60年代第一套軋后加速冷卻系統(tǒng)應(yīng)用以來(lái),已經(jīng)有很多冷卻形式已被開(kāi)發(fā)應(yīng)用:層流冷卻、水幕冷卻、霧化冷卻、壓力噴射冷卻、板湍流冷卻等。

      2.2層流冷卻裝置

      層冷冷卻設(shè)備主要由上噴裝置、下噴裝置、側(cè)噴裝置、電磁氣動(dòng)閥控制系統(tǒng)以及高位水箱等組成。

      中鐵1780熱連軋層流冷卻裝置布置在末架精軋機(jī)和卷取機(jī)之間長(zhǎng)約100 m 的輸出輥道上,上部冷卻采用U 形管層流冷卻裝置;下部冷卻為噴射集管。分為精調(diào)段和微調(diào)段,見(jiàn)圖1。

      上部冷卻系統(tǒng)中精調(diào)段有17組,每組4根集管,每根上部集管分布兩排U形鵝頸管共計(jì)86個(gè);微調(diào)段3組,每組8根集管,每根集管上分布一排U形鵝頸管共計(jì)43個(gè)。

      下部冷卻系統(tǒng)精調(diào)段4×3集管,微調(diào)段8×2集管,集管上分布直管?chē)娋祝扛苌蠂娋讛?shù)35/26個(gè)。

      在第二組和第十九組的總管上安裝流量計(jì)。設(shè)計(jì)流量:上部總管284.8m3/h,下部總管343.2m3/h。

      側(cè)噴系統(tǒng)共21組,每組兩個(gè)噴嘴,依次分布于兩側(cè),水壓1.2MPa。如圖2,上噴嘴噴射角度15°,噴掃遠(yuǎn)端帶鋼表面;下噴嘴噴射角度30°,噴掃近端帶鋼表面。

      在生產(chǎn)過(guò)程中,防止大量水蒸汽對(duì)在線(xiàn)儀表的準(zhǔn)確測(cè)量造成影響,在不影響冷卻效果的前提下,對(duì)層冷進(jìn)行選擇性使用,停止使用第一組和第十七組層流水。

      3.卷取溫度控制

      卷取溫度自動(dòng)控制由兩級(jí)計(jì)算機(jī)完成:過(guò)程計(jì)算機(jī)(PCC)和基礎(chǔ)自動(dòng)化計(jì)算機(jī)(BAC)。

      3.1控制理念

      預(yù)設(shè)定。根據(jù)來(lái)料的材質(zhì)、厚度、速度等參數(shù),PCC通過(guò)模型設(shè)定計(jì)算,預(yù)先打開(kāi)一定數(shù)量的集管。

      前饋動(dòng)態(tài)調(diào)整。根據(jù)精軋出口高溫計(jì)FT7測(cè)量溫度變化進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)控制。

      反饋控制。根據(jù)卷取入口高溫計(jì)CT1實(shí)測(cè)溫度與目標(biāo)溫度的偏差,通過(guò)對(duì)微調(diào)段的控制進(jìn)行溫度反饋控制。

      3.2溫降模型

      層冷區(qū)造成溫降主要有空氣輻射、側(cè)噴水造成的溫降以及層流水造成的溫降。

      4.層流冷卻策略及效果

      溫度控制精度對(duì)于大部分熱軋生產(chǎn)線(xiàn)而言已經(jīng)不成問(wèn)題,基本上都可以控制在95%以上。對(duì)于寬帶鋼,除了控制溫度精度,還需要完善的冷卻策略,才可以保證良好的板形和優(yōu)異的組織性能。

      針對(duì)帶鋼均勻冷卻的冷卻策略。三維均勻冷卻策略,即頭尾冷卻控制、邊部冷卻控制及厚度方向冷卻控制。其中頭尾冷卻控制,通過(guò)控制帶鋼頭尾層流集管開(kāi)啟數(shù)量控制;邊部冷卻策略,采用凸形控制和邊部遮蔽控制。在層流集管U形管中,兩端的各一根U形管直徑為Φ15mm,小于其他Φ18mm,從而形成凸形控制。但由于邊部只有一根小徑U形管,邊部控制效果不明顯,所以我廠(chǎng)還采用遮蔽控制,兩端U形管堵塞適當(dāng)?shù)哪z塞,以達(dá)到更好的邊部控制效果;厚度方向溫度控制需要的合理的上下冷卻誰(shuí)配比。

      針對(duì)冷卻速度的冷卻策略。按不同鋼種有:前段主冷、后端主冷、稀疏冷卻。

      前段冷卻,帶鋼在層流冷卻前段集中水冷至卷取目標(biāo)溫度,這種冷卻方式,使帶鋼在極短時(shí)間內(nèi)快速冷卻,能夠有效提高帶鋼強(qiáng)度。后端主冷,帶鋼進(jìn)入層冷后先進(jìn)行一段空冷過(guò)程,在層冷后端進(jìn)行集中水冷至卷取目標(biāo)溫度。稀疏冷卻,層冷集管間隔開(kāi)啟,均勻冷卻。后端主冷和稀疏冷卻可以保證帶鋼的塑性。不同冷卻方式選擇可以根據(jù)所需鋼材的性能決定,有時(shí)候也可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)情況決定。比如軋制花紋板時(shí),我廠(chǎng)選擇前段主冷冷卻方式,這是因?yàn)閭?cè)噴難以吹掃帶鋼表面的積水,容易造成儀表檢失,嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致卷取機(jī)停機(jī),導(dǎo)致廢鋼事故。所以冷卻時(shí),采取前段主冷,盡可能使帶鋼進(jìn)入卷取機(jī)前,將表面積水吹掃干凈。

      參考文獻(xiàn):

      [1] 王有銘等. 鋼材的控制軋制和控制冷卻(第二版). 北京:冶金工業(yè)出版社,2009.3.

      [2] 蘇艷萍等. ASP1700 熱軋層流冷卻過(guò)程中影響板形變化的熱應(yīng)力求解. 鋼鐵,2008.5.

      作者簡(jiǎn)介:

      唐國(guó)峰(1983.06-),男,籍貫:河北省秦皇島,學(xué)歷:大專(zhuān),現(xiàn)職稱(chēng):初級(jí)工程師,研究方向:熱軋工藝技術(shù)。

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