一种中厚板在线多功能冷却装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种中厚板在线多功能冷却装置，包括第一冷却区和第二冷却区，在所述第一冷却区设置有多个缝隙喷嘴和高密快冷喷嘴，在第二冷却区设置有多个高密快冷喷嘴；所述第一冷却区设置的多个缝隙喷嘴和高密快冷喷嘴在钢板上下对称设置；所述第二冷却区设置的多个高密快冷喷嘴也在钢板上下对称设置；在所述第一冷却区的钢板上方的多个缝隙喷嘴之间或多个高密快冷喷嘴之间设置有与输送辊道对称的挡水辊。本发明采用缝隙喷嘴、高密快冷喷嘴，在大范围压力、流量调节条件下均可保持射流流体形状良好。
【专利说明】一种中厚板在线多功能冷却装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及热轧中厚板冷却技术，一种中厚板在线多功能冷却装置。
【背景技术】
[0002]近年来，中厚板轧后控制冷却技术受到了人们越来越多的重视。钢铁企业为了生产高性能产品提出了更高的冷却速度及冷却均匀性需求，传统的层流冷却装置已不能满足钢铁企业日益提高的冷却性能需求。
[0003]国内的某些常规层流冷却设备，通过加密集管、增大集管出水口大小等手段提高换热效率，如国内某单位开发的加强型层流冷却(IC, Intensive Laminar Cooling)装置，是普通型层流冷却装置的改进装置。它是在同样的冷却距离上，加密上部冷却水喷嘴，水量约为普通层流冷却装置的2倍。此类装置并未从冷却机理上脱离开层流冷却的特性。由于冷却机理的原因，从技术实现上并不能实现大的冷却速度，同时也不能解决在大流量冷却条件下，钢板冷却不均匀的问题。因此该装置仍存在如下两个重要难题:一是冷却能力不足，二是大冷却强度条件下板形较差。
[0004]日本JFE公司的“Super-OLAC”和西门子VAI公司开发的MULPIC中厚板超快速冷却设备是国外类似装置的代表，通过其在国内钢铁企业的使用经验来看，国外类似装置还存在着一些缺陷，一是板型控制能力较弱，在生产某些钢种时，容易产生瓢区缺陷。二是控制方式单一，不能实现中间坯冷却、往复式冷却等功能。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种中厚板在线多功能冷却装置，可实现常规加速冷却(ACC) /超快速冷却(UFC) /直接淬火(DQ)多种功能，具有良好的冷却均匀性的中厚板轧后冷却装置。
[0006]上述目的是通过下述方案实现的:
一种中厚板在线多功能冷却装置，其特征在于，所述冷却装置包括第一冷却区和第二冷却区，在所述第一冷却区设置有多个缝隙喷嘴和高密快冷喷嘴，在第二冷却区设置有多个高密快冷喷嘴；所述第一冷却区前部分设置的多个缝隙喷嘴在钢板上下对称布置，并且后部分设置高密快冷喷嘴在钢板上下对称设置；所述第二冷却区设置的多个高密快冷喷嘴也在钢板上下对称设置；在所述第一冷却区的钢板上方的多个缝隙喷嘴之间，以及多个高密快冷喷嘴之间设置有与输送辊道对称的挡水辊。
[0007]根据上述的中厚板在线多功能冷却装置，其特征在于，所述第一冷却区中位于钢板上方的缝隙喷嘴和高密快冷喷嘴安装在第一可移动上框架上，第二冷却区中位于钢板上方的高密快冷喷嘴安装在第二可移动上框架上。
[0008]根据上述的中厚板在线多功能冷却装置，其特征在于，在第一冷却区和第二冷却区内配置若干中喷、吹扫辅助装置。
[0009]根据上述的中厚板在线多功能冷却装置，其特征在于，所述第一冷却区内的缝隙喷嘴和高密快冷喷嘴距离钢板上表面2(T50mm。
[0010]根据上述的中厚板在线多功能冷却装置，其特征在于，所述第二冷却区内的高密快冷喷嘴的出口距离钢板表面30(T400mm。
[0011]根据上述的中厚板在线多功能冷却装置，其特征在于，所述第一冷却区长度为8-12m，布置有2-4组缝隙喷嘴和4-6组高密快冷喷嘴；所述第二冷却区长为10_12m，布置10-16组高密快冷喷嘴。
[0012]根据上述的中厚板在线多功能冷却装置，其特征在于，在所述第一冷却区和第二冷却区内共布置有18-24组边部遮蔽装置，遮蔽装置的遮蔽宽度为200(T5000 mm，运行速度为 40 mm/so
[0013]根据上述的中厚板在线多功能冷却装置，其特征在于，位于钢板上方的上喷嘴与竖直方向呈10-60°夹角；喷嘴米用正向和反向两种布置方式，正向布置的喷嘴产生的射流具有和钢板运行方向相同的水平速度分量，反向布置的喷嘴产生的射流具有和钢板运行方向相反的水平速度分量。
[0014]根据上述的中厚板在线多功能冷却装置，其特征在于，所述缝隙喷嘴和高密快冷喷嘴配有2套进水管路，分别向缝隙喷嘴和高密快冷喷嘴的中部和端部供水，并配置相应的控制阀组。
[0015]根据上述的中厚板在线多功能冷却装置，其特征在于，所述缝隙喷嘴的开口度为
1.6?5.0mm 0.2MPa压力条件下，水流密度控制范围为300-15001/m2/min ；0.5MPa压力条件下，水流密度控制范围为500-23001/m2/min ;高密快冷喷嘴设置于缝隙喷嘴后，0.2MPa压力条件下，水流密度控制范围为100-8001/m2/min ；0.5MPa压力条件下，水流密度控制范围为300-21001/m2/min。
[0016]本发明的有益效果:
(O由于多功能冷却装置所采用缝隙喷嘴、高密快冷喷嘴在大范围压力、流量调节条件下均可保持射流流体形状良好。因此，钢板的瞬时冷却速度能够实现大范围无级调节。对于板厚为20mm的钢板最大冷速> 500C /s，最小冷速约5°C /s ;极大满足了不同产品冷却工艺的需求。
[0017](2)具备高的冷却强度，可实现轧后钢板大冷却速率范围(具备常规层流冷却最大冷却能力2倍以上可调冷速)可调，满足多品种系列规格的中厚板产品冷却工艺如常规层流冷却强度、超快冷以及直接淬火工艺的需要；
(3)预矫直机装备极大改善了来钢板形，多功能冷却装置结合以挡水辊为核心系列冷却均匀性控制技术，钢板冷却过程具备极高的均匀性。可对轧后钢板实现高强度冷却条件下的精细化、均匀化冷却，钢板的内部组织均匀、应力小、板形良好，可以有效避免在生产过程中出现的板形问题；
(4)冷却设备控制系统具有冷却速度、终冷温度、冷却过程驰豫时间等多元调节功能，满足产品开发所要求的冷却速度、终冷温度、冷却路径等参数控制需要，具有高的控制精度；
(5)具备多种冷却模式，如通过式冷却、中间坯冷却、摆动式冷却以及往复式冷却模式，具备生产较厚钢板的能力。【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1是本发明的冷却装置现场布置图；
图2是本发明的冷却装置的主视图；
图3是本发明的冷却装置的集管供水结构示意图。
【具体实施方式】[0019]参见图1，本发明中厚板在线多功能冷却装置6在生产现场与精轧机I距离为40-70m。中厚板在线多功能冷却装置6(即本发明的中厚板在线多功能冷却装置)长18-24m，距离预矫直机5出口 3-10m，与热矫直机8距离为40-60m。参见图2，中厚板在线多功能冷却装置6由倾斜布置的18-24组上下对称喷嘴组成，其中缝隙喷嘴9有2-4组，高密快冷喷嘴12、12’有16-20组，并且整个冷却装置分为BANK A和BANK B两个分区(分别对应图2中的标记11和14)，分别由可移动上框架，其提升机构由电动螺旋升降系统和液压快速提升系统组成，实现上框架提升及快抬保护上喷水系统功能(图2中省略该框架和提升机构)AANKA区长为8-12m，布置有2-4组缝隙喷嘴9和16-20组高密快冷喷嘴12，上集管间设有挡水辊10，冷却区内上挡水辊10与输送辊道对称布置，工作时挡水辊10距离钢板上表面2(T50mm，其主要作用是避免钢板上表面预激冷，阻止钢板上表面残余水的无序流动，并对冷却过程中的变形钢板起抑制作用。BANK B区长为10-12m，布置10-12组高密快冷喷嘴12’，喷嘴间未设置挡水辊，工作时，喷嘴出口距离钢板表面300-400mm，。在冷却区内适当位置配置若干中喷、吹扫等辅助装置13，用于消除残水，提高换热效率，改善冷却均匀性及提高钢板温度测量精度。冷却区内布置有18-24组边部遮蔽装置(图中省略)，bank B内优选布置有6组边部遮蔽装置，可减小钢板边部的冷却强度，遮蔽装置的遮蔽宽度为200(T5000 mm，运行速度为40 mm/s。同时，将高密快冷集管横向设计为三个内腔，中间腔与边部腔分别进行流量控制，从而实现对钢板边部过冷区域进行冷却强度调节，水凸度控制区域为2000-5000mmD
[0020]喷嘴是中厚板在线多功能冷却装置6的核心设备。为实现获得高温钢板与冷却水之间的高效均匀换热，中厚板在线多功能冷却装置6将倾斜射流冲击冷却技术作为本系统的核心换热技术，采用缝隙式冷却喷嘴和高密度阵列排布高密快冷喷嘴，上喷嘴与竖直方向分别为10-60° ,集管米用正向和反向两种布置方式,正向布置的喷嘴产生的射流具有和钢板运行方向相同的水平速度分量(参见图2中朝箭头方向喷射的喷嘴)。反向布置的喷嘴产生的射流具有和钢板运行方向相反的水平速度分量(参见图2中与箭头方向方向喷射的喷嘴)。这样的喷嘴布置形式可更好的控制在冷却过程中钢板表面的水流流动状态，防止水流在钢板表面大量残留，影响换热效率和冷却均匀性。缝隙喷嘴9和高密快冷喷嘴12、12’的排列形式见图2。
[0021]每根集管15 (包括缝隙集管和高密快冷集管)有2套进水管路16和17，分别向缝隙喷嘴的中部和端部供水，并配置相应的控制阀组，在每套供水管路的供水主管上安装均安装有流量计18、19和调节阀20、21。集管的供水结构见图3。通过合理的喷嘴进水口设计及分布，实现沿喷嘴宽度方向流量的水凸度控制和钢板宽向的狭缝长度调整，满足水凸度控制。缝隙喷嘴的开口度为1.6~5.0_，喷水角度和喷嘴与钢板之间距离可根据工艺需要进行调节。0.2MPa压力条件下，水流密度控制范围为300-15001/m2/min ；0.5MPa压力条件下，水流密度控制范围为500-23001/m2/min。高密快冷集管设置于缝隙喷嘴后，0.2MPa压力条件下，水流密度控制范围为100-8001/m2/min ；0.5MPa压力条件下，水流密度控制范围为 300-21001/m2/min。
【权利要求】
1.一种中厚板在线多功能冷却装置，其特征在于，所述冷却装置包括第一冷却区和第二冷却区，在所述第一冷却区设置有多个缝隙喷嘴和高密快冷喷嘴，在第二冷却区设置有多个高密快冷喷嘴；所述第一冷却区前部分设置的多个缝隙喷嘴在钢板上下对称布置，并且后部分设置高密快冷喷嘴在钢板上下对称设置；所述第二冷却区设置的多个高密快冷喷嘴也在钢板上下对称设置；在所述第一冷却区的钢板上方的多个缝隙喷嘴之间，以及多个高密快冷喷嘴之间设置有与输送辊道对称的挡水辊。
2.根据权利要求1所述的中厚板在线多功能冷却装置，其特征在于，所述第一冷却区中位于钢板上方的缝隙喷嘴和高密快冷喷嘴安装在第一可移动上框架上，第二冷却区中位于钢板上方的高密快冷喷嘴安装在第二可移动上框架上。
3.根据权利要求1所述的中厚板在线多功能冷却装置，其特征在于，在第一冷却区和第二冷却区内配置若干中喷、吹扫辅助装置。
4.根据权利要求1所述的中厚板在线多功能冷却装置，其特征在于，所述第一冷却区内的缝隙喷嘴和高密快冷喷嘴距离钢板上表面2(T50mm。
5.根据权利要求1所述的中厚板在线多功能冷却装置，其特征在于，所述第二冷却区内的高密快冷喷嘴的出口距离钢板表面30(T400mm。
6.根据权利要求1所述的中厚板在线多功能冷却装置，其特征在于，所述第一冷却区长度为8-12m，布置有2-4组缝隙喷嘴和4_6组高密快冷喷嘴；所述第二冷却区长为.10-12m，布置10-16组高密快冷喷嘴。
7.根据权利 要求1所述的中厚板在线多功能冷却装置，其特征在于，在所述第一冷却区和第二冷却区内共布置有18-24组边部遮蔽装置，遮蔽装置的遮蔽宽度为2000-5000mm，运行速度为40 mm/so
8.根据权利要求1所述的中厚板在线多功能冷却装置，其特征在于，位于钢板上方的上喷嘴与竖直方向呈10-60°夹角；喷嘴采用正向和反向两种布置方式，正向布置的喷嘴产生的射流具有和钢板运行方向相同的水平速度分量，反向布置的喷嘴产生的射流具有和钢板运行方向相反的水平速度分量。
9.根据权利要求1所述的中厚板在线多功能冷却装置，其特征在于，所述缝隙喷嘴和高密快冷喷嘴配有2套进水管路，分别向缝隙喷嘴和高密快冷喷嘴的中部和端部供水，并配置相应的控制阀组。
10.根据权利要求1所述的中厚板在线多功能冷却装置，其特征在于，所述缝隙喷嘴的开口度为1.6~5.0mm 0.2MPa压力条件下，水流密度控制范围为300-15001/m2/min ；0.5MPa压力条件下，水流密度控制范围为500-23001/m2/min ;高密快冷喷嘴设置于缝隙喷嘴后，.0.2MPa压力条件下，水流密度控制范围为100-8001/m2/min ；0.5MPa压力条件下，水流密度控制范围为 300-21001/m2/min。
【文档编号】B21B45/02GK103894427SQ201410121528
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2014年3月28日 优先权日:2014年3月28日
【发明者】王昭东, 谢谦, 王丙兴, 田勇, 王国栋, 韩毅, 李勇, 付天亮 申请人:东北大学