一種中厚板軋后超快速冷卻裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術公開了一種中厚板軋后超快冷卻裝置，該裝置的正/逆向上集管射流方向與中厚板表面的夾角均為；正/逆向射流下集管與中厚板表面的夾角均為；相鄰的正向射流上集管和逆向射流上集管之間在鋼板上表面形成的噴射區域與相鄰的正向射流下集管和逆向射流下集管之間形成在鋼板下表面形成的噴射區域對稱，且滿足：，其中，L為相鄰正向射流上集管和逆向射流上集管之間的距離，l為相鄰正向射流下集管和逆向射流下集管之間的距離，H為上集管出水口距中厚板上表面的垂直距離，h為下集管出水口距中厚板下表面的垂直距離。本發明專利技術通過合理設計超快速冷卻裝置每兩組相鄰傾斜射流集管實現了耦合對稱布置，有效避免了殘余水的不利影響。

【技術實現步驟摘要】
一種中厚板軋后超快速冷卻裝置
本專利技術涉及軋鋼的冷卻
，尤其涉及一種傾斜對稱設計的新型中厚板軋后超快速冷卻集管裝置。
技術介紹
近年來，中厚板軋后控制冷卻技術的發展以及其帶來的巨大效益都得到了人們的廣泛關注。隨著高品質產品的研究開發，對于冷卻過程的要求更為嚴格。更低的終冷溫度，更高的冷卻速率，有助于提高鋼板的綜合力學性能，但由于冷卻不均帶來的板形問題也越來越突出。超快速冷卻系統中噴射集管沿鋼板軋制方向布置，鋼板上下表面呈不完全對稱冷卻。下集管冷卻水被輥道阻擋，并在重力的作用下流入排水溝，上集管冷卻水在鋼板表面無序流動，造成大量殘余水積聚。特別是在控冷區出口外側，鋼板下表面完成水冷，而上表面仍處于殘余水冷卻狀態，勢必造成冷卻的不均勻。對于采用傾斜射流技術的冷卻系統而言，中國專利《用于改善中厚板軋后超快速冷卻均勻性的方法》（申請號：201110312196.4）中，專利技術人提出“軟水封”集管布置形式，“軟水封”即在超快冷卻區內設置的逆向集管。這種“軟水封”一定程度上抑制了鋼板上表面殘余水的作用區域。但如果“軟水封”設計不當，“軟水封”之前將出現殘余水的大量積聚，致使射流冷卻水無法沖破積聚水層，影響換熱效率。為了進一步改善均勻冷卻，更大程度抑制控冷區外殘余水對鋼板上表面的冷卻影響，本專利技術采用了傾斜集管對稱噴射設計方案。
技術實現思路
本專利技術的目的就是針對現有技術存在的問題，提供一種傾斜對稱設計的新型中厚板軋后超快速冷卻集管裝置。上述目的是通過下述方案實現的：一種中厚板軋后超快冷卻裝置，其特征在于，所述冷卻裝置的上集管包括正向射流上集管和逆向射流上集管，所述正向上集管射流方向與所述中厚板表面的夾角為，所述逆向射流上集管射流方向與所述中厚板表面的夾角也為；所述冷卻裝置的下集管包括正向射流下集管和逆向射流下集管，所述正向射流下集管的射流方向與所述中厚板表面的夾角為，所述逆向射流下集管與所述中厚板表面的夾角也為；相鄰的正向射流上集管和逆向射流上集管之間在鋼板上表面形成的噴射區域與相鄰的正向射流下集管和逆向射流下集管之間形成在鋼板下表面形成的噴射區域對稱，且滿足：，其中，L為相鄰正向射流上集管和逆向射流上集管之間的距離，l為相鄰正向射流下集管和逆向射流下集管之間的距離，H為上集管出水口距中厚板上表面的垂直距離，h為下集管出水口距中厚板下表面的垂直距離。根據上述的中厚板軋后超快冷卻裝置，其特征在于，所述H=5mm～300mm、=15°～75°、L=600mm～1200mm、h=20mm～100mm、=15°～75°、l=600mm～1200mm。本專利技術的有益效果：本專利技術通過合理設計超快速冷卻裝置每兩組相鄰傾斜射流集管實現了耦合對稱布置，有效避免了殘余水的不利影響，增加了換熱效率，同時保障了上下換熱區域的對稱分布。在此基礎上通過配置側噴、中噴、吹掃等設施清除表面殘水以及優化上下集管水量比和輥道速度，實現了中厚板軋后超快速冷卻條件下的高效換熱和鋼板各向冷卻均勻性。附圖說明圖1對稱射流集管布置圖；圖2射流沖擊冷卻水流狀態模擬圖；圖3上集管設計圖；圖4下集管設計圖；圖5實際終冷溫度曲線。具體實施方式參見圖1-圖4，為了減小積聚水層厚度，提高換熱效率，本專利技術采用射流集管沿縱向對稱設計的方法實現對鋼板表面冷卻水的有效控制。如圖1所示，在整個冷卻區中（中厚板上表面5），每兩組集管成對射分布，冷卻裝置的上集管包括正向射流上集管1和逆向射流上集管2(正向即射流方向與鋼板運行方向相同，逆向即射流方向與鋼板運行方向相反)，正向射流上集管1射流方向與中厚板表面的夾角為，逆向射流上集管2射流方向與中厚板表面的夾角也為，在兩組集管共同作用下，冷卻區內鋼板上表面與冷卻水之間的換熱被分為以下幾個區域，A區為射流沖擊換熱區域、沖刷換熱區域以及積聚水換熱區域；B區為少量殘余水換熱區域，此區域通常設置側噴裝置以清除冷卻水，減小殘余水的影響。這種集管對稱的布置，將鋼板上表面殘余水限定在一個小區域7內，有效地抑制了殘余水無序流動，避免了“軟水封”前冷卻水的大量積聚，獲得了更好的冷卻均勻效果。鋼板依次經歷A區域和B區域的交替換熱，使得鋼板表面能及時接觸更多新水，獲得較高的換熱效率。圖2所示為對稱射流沖擊冷卻水流狀態模擬圖。中厚板的下表面6設置的下集管包括正向射流下集管3和逆向射流下集管4，正向射流下集管3的射流方向與中厚板表面的夾角為，逆向射流下集管4與中厚板表面的夾角也為。與此同時，為實現鋼板上下表面的冷卻均勻性，本專利技術采用上下射流沖擊區域對稱結合上下集管水量比控制的方法。如圖3所示，超快冷裝置工作狀態時，上集管移動至距鋼板上表面的垂直距離為H的工作位置，H=5mm～300mm。正向噴嘴與鋼板上表面水平傾斜角度為，=15°-75°，兩組上集管相隔L，L=600mm~1200mm，則兩集管間噴射區域長度S表示為：(1)為保障上下沖擊區域對稱，相鄰下集管沖擊區域間距也為S。假設下集管距鋼板上表面的垂直距離為h，h=20mm-100mm。噴嘴與鋼板上表面水平傾斜角度為，=15°-75°，每兩組下集管相隔l，l=600mm-1200mm，如圖4所示，則l需滿足如下條件：(2)實施例1以國內某鋼廠低成本Q345B生產為例。工藝參數及冷卻規程鋼坯厚度220mm，開軋溫度860~870℃，軋制6道次，軋后鋼板厚度18mm，終軋溫度820~830℃，根據工藝要求的目標終冷溫度為550℃。控制模型將上集管框架高度應設定為H=H0+Δh=300+18=318mm，同時設定相應的冷卻規程如表1所示。表1各集管流量以及開啟狀態溫度結果利用測溫儀現場實際采集的終冷溫度繪制鋼板冷卻后的上下表面溫度曲線，如圖5所示。由圖5可知，整個鋼板縱向90%以上的實際終冷溫度穩定在目標終冷溫度550±20℃，鋼板上下表面溫度之差平均小于20℃，可見沿板長方向以及鋼板上下表面溫度較均勻。質量結果低成本Q345部分質量指標如表2所示。鋼板各向性能達到國標要求，矯后板形能夠滿足廠里內控標準，平直度<5mm/2m。表2減量化Q345部分性能質量指標本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種中厚板軋后超快冷卻裝置，其特征在于，所述冷卻裝置的上集管包括正向射流上集管和逆向射流上集管，所述正向上集管射流方向與所述中厚板表面的夾角為，所述逆向射流上集管射流方向與所述中厚板表面的夾角也為；所述冷卻裝置的下集管包括正向射流下集管和逆向射流下集管，所述正向射流下集管的射流方向與所述中厚板表面的夾角為，所述逆向射流下集管與所述中厚板表面的夾角也為；相鄰的正向射流上集管和逆向射流上集管之間在鋼板上表面形成的噴射區域與相鄰的正向射流下集管和逆向射流下集管之間形成在鋼板下表面形成的噴射區域對稱，且滿足：，其中，L為相鄰正向射流上集管和逆向射流上集管之間的距離，l為相鄰正向射流下集管和逆向射流下集管之間的距離，H為上集管出水口距中厚板上表面的垂直距離，h為下集管出水口距中厚板下表面的垂直距離。

【技術特征摘要】
1.一種中厚板軋后超快冷卻裝置，其特征在于，所述冷卻裝置的上集管包括正向射流上集管和逆向射流上集管，正向與逆向射流的集管分別設置在兩個相鄰的輥道間距之間，所述正向上集管射流方向與所述中厚板表面的夾角為θ，所述逆向射流上集管射流方向與所述中厚板表面的夾角也為θ；所述冷卻裝置的下集管包括正向射流下集管和逆向射流下集管，所述正向射流下集管的射流方向與所述中厚板表面的夾角為所述逆向射流下集管與所述中厚板表面的夾角也為所述上集管和下集管在鋼板兩側非鏡像方式布置；相鄰的正向射流上集管和逆向射流上集管之間在...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王丙興，張田，王昭東，王國棟，田勇，韓毅，李勇，
申請(專利權)人：東北大學，
類型：發明
國別省市：遼寧;21