專(zhuān)業(yè)論文文獻(xiàn)-中厚板軋后控冷技術(shù)應(yīng)用

1、中厚板軋后控冷技術(shù)應(yīng)用 中厚板軋后控冷技術(shù)應(yīng)用摘要：敘述了控制冷卻技術(shù)對(duì)鋼材組織性能的影響、 控制方式、 主要設(shè)備、工藝、 技術(shù)應(yīng)用，并提出了應(yīng)用控冷技術(shù)應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn) 題。關(guān)鍵詞：中厚板；控制冷卻技術(shù)；應(yīng)用中圖分類(lèi)號(hào)：TF713.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：引言：生產(chǎn)中厚鋼板的控制冷卻技術(shù)（ACC）自20世紀(jì)80年代初在日本 首次投入使用以來(lái) ,由于它在控制產(chǎn)品的組織和性能 , 提高產(chǎn)品附加 值方面發(fā)揮了很大的作用 , 因而很快在世界范圍內(nèi)被推廣應(yīng)用。目前 控制冷卻技術(shù)已廣泛應(yīng)用于橋梁、建筑、結(jié)構(gòu)、管道、壓力容器用鋼 生產(chǎn)過(guò)程成為當(dāng)代鋼鐵工業(yè)最重要的技術(shù)成就之一。控制冷卻技術(shù)對(duì)鋼材性能的影響

2、控制冷卻技術(shù)是控制軋后鋼板的冷卻速度從而達(dá)到控制鋼板組織性能的目的。控制冷卻技術(shù)之所以受到重視并得到廣泛應(yīng)用推廣 是因?yàn)樗冉?jīng)過(guò)再加熱后的等軸奧氏體加速冷卻能產(chǎn)生更大的強(qiáng)化 韌性效果,在進(jìn)一步細(xì)化鐵素體的同時(shí)使珠光體分布均勻 , 消除帶狀 珠光體, 并且有可能形成細(xì)貝氏體組織。此外在控制冷卻過(guò)程中阻止 或延遲了碳化物過(guò)早析出 ,使其在鐵素體中彌散 , 提高鋼板強(qiáng)度而不 損害脆性轉(zhuǎn)化溫度?？刂评鋮s的主要方式目前, 中厚板控制冷卻方式主要有壓力噴射冷卻、層流冷卻、霧 化冷卻、噴淋冷卻和直接淬火等。高壓噴射冷卻水以一定壓力從噴嘴噴出 , 水流連續(xù)呈紊流狀態(tài)噴射到鋼板表 面。這種冷卻方法穿透性好 ,一

3、般在水汽膜比較厚的條件下采用。但 是, 這種冷卻方式用水量大、水花飛濺嚴(yán)重、冷卻不均勻、水質(zhì)要求 高、噴嘴易被堵塞而且水的利用率較低。噴淋冷卻將水加壓 ,由噴嘴噴出的水的流速超過(guò)連續(xù)噴流 , 水流破斷后形 成的液滴沖擊被冷卻的鋼板表面。這種噴嘴冷卻能力強(qiáng) , 冷卻較為均 勻,但是需要很高的水壓 , 冷卻能力的調(diào)節(jié)范圍較窄 ,而且對(duì)水質(zhì)要求 高。層流冷卻水以較低壓力從水口自然連續(xù)流出 , 形成平滑水流。水流流到鋼 板表面后在一段距離內(nèi)仍保持平滑層流狀態(tài) , 可獲得很強(qiáng)的冷卻能力 冷卻均勻。目前 ,鋼板熱軋后的層流冷卻一般采用板層流 （水幕冷卻 ） 和管層流 （U 形管層流 ）兩種方式。前者用水量

4、大、冷卻效果強(qiáng) ,但是 不易控制和調(diào)節(jié) ; 后者對(duì)鋼板的冷卻比較緩和、均勻 , 冷卻區(qū)較長(zhǎng)?？乩湓O(shè)備3.1水源設(shè)備。包括車(chē)間外高位水箱（容量為200m3）及配套的水 泵、冷卻塔、過(guò)濾器 , 車(chē)間內(nèi)分流集水管，循環(huán)供水。流量控制裝置。每根入水管上裝有氣動(dòng)隔膜閥、電動(dòng)流量調(diào) 節(jié)閥、電磁流量計(jì)和手動(dòng)檢修閥 , 以精確調(diào)整各集管水流量。冷卻裝置 1 4組上高密直集管裝置（粗冷段 10 組，精冷段 4 組）、 1 4組下高密?chē)姽苎b置（粗冷段 1 0組，精冷段 4組），直接冷卻 區(qū)域：2500X 14000mm氣動(dòng)裝置。用于對(duì)氣動(dòng)控制閥門(mén)提供動(dòng)力 , 以及用于氣吹掃 的氣源 , 包括儲(chǔ)氣罐、氣動(dòng)隔膜閥等。

5、吹掃機(jī)構(gòu)。在軋后控冷區(qū)的入口和出口處安裝了壓縮空氣吹 掃機(jī)構(gòu)，以防止鋼板表面殘留水對(duì)鋼板的不均冷卻 , 并保證入、出口 測(cè)溫儀的測(cè)量精度。側(cè)噴機(jī)構(gòu)。在軋后控冷區(qū)內(nèi)輥道兩側(cè) ,裝有 6 個(gè)中壓水側(cè)吹 噴嘴,以打破冷卻時(shí)鋼板表面的蒸氣膜 , 提高層流水的冷卻能力 ,以及 通過(guò)不同集管組數(shù)和側(cè)噴機(jī)構(gòu)的組合 , 實(shí)現(xiàn)不同的冷卻工藝要求。邊部遮擋機(jī)構(gòu)。每組上集管均設(shè)置 1 套邊部遮擋裝置 , 其作 用是使控冷系統(tǒng)對(duì)整個(gè)鋼板橫向提供均勻的冷卻 , 防止鋼板邊部的過(guò) 度冷卻, 保證鋼板性能的均勻性和板形。電氣儀表。包括紅外測(cè)溫儀、 金屬檢測(cè)器、 水壓計(jì)和水溫計(jì)。軋后控冷工藝制定控冷工藝的依據(jù)首先，應(yīng)根據(jù)變形

6、奧氏體組織狀態(tài)、 晶粒大小和變形奧氏體的連 續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線，確定開(kāi)冷溫度、終冷溫度及冷卻速度，以保證獲得 所需要的組織狀態(tài)。其次， 選用的冷卻器和水量、水壓及流速要具有 高效熱交換能力， 同時(shí)又需避免表面冷卻過(guò)大而出現(xiàn)不希望的組織如 表面淬火組織。第三，保證鋼板冷卻均勻，獲得均勻的組織和較好的 平直度。第四，適用范圍較大，控制調(diào)節(jié)方便，以適應(yīng)企業(yè)產(chǎn)品大綱 的品種及規(guī)格。最后，工藝設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮環(huán)保節(jié)能、節(jié)省水量。主要控冷工藝參數(shù)制定 根據(jù)控制冷卻設(shè)備調(diào)節(jié)和鋼板的組織性能要求， 進(jìn)一步選擇和設(shè) 計(jì)控冷工藝參數(shù)。 主要控冷工藝參數(shù)包括： 開(kāi)始冷卻溫度， 冷卻速度， 各冷卻器的水壓及水量， 控冷輥道速

7、度及冷卻時(shí)間， 開(kāi)啟冷卻器組數(shù) 及組合方式，終冷 （ 返紅） 溫度。其中可控制調(diào)節(jié)參數(shù)包括：開(kāi)冷溫度 （ 終軋溫度 ） ，水流密度 （ 各冷卻器流量 ） ，上下冷卻器水量比，輥道速 度（ 冷卻時(shí)間 ） ，冷卻器開(kāi)啟模式 （開(kāi)啟組數(shù)、開(kāi)啟方式 ） 。工藝目標(biāo)參數(shù)包括：鋼板的冷卻速度，鋼板終冷溫度，鋼板的平 直度，鋼板縱向、橫向及長(zhǎng)度方向溫度均勻性，鋼板的屈服強(qiáng)度、抗 拉強(qiáng)度、延伸率及沖擊功等性能參數(shù)。技術(shù)應(yīng)用首鋼中板廠控冷方式為密集直管層流 , 共計(jì) 28 組集管冷卻 , 每組集管由一個(gè) 上集管和上個(gè)下噴管組成，最大流量為8000m3/h。為保證系統(tǒng)最大流 量, 配置了兩個(gè)水箱起穩(wěn)流、穩(wěn)壓和中間

8、過(guò)渡作用。由計(jì)算機(jī)控制 , 對(duì)橫向冷卻凸度、各組集管流量、閥門(mén)開(kāi)閉時(shí)間、鋼板通過(guò)速度等工 藝參數(shù)進(jìn)行設(shè)定并控制 , 較好地實(shí)現(xiàn)了鋼板縱向、橫向、厚度方向的 均勻冷卻。有關(guān)參數(shù)如下。冷卻速度：1.550 C /s輥道間距 :1.0m上下水量比:1 : 1.53冷卻水溫度： 38 C輥道速度 :2.5m/s 冷卻方式 : 通過(guò)式濟(jì)鋼中板廠濟(jì)鋼中板廠目前在 1號(hào)矯直機(jī)后有一組水幕冷卻裝置 , 在 2號(hào)冷 床前有一組汽霧冷卻裝置 , 但由于四輥軋機(jī)軋制完成后到水幕冷卻裝 置快速冷卻有一段距離 ,在這段距離則發(fā)生晶粒的長(zhǎng)大 , 影響鋼板性 能的進(jìn)一步提高。 在四輥軋機(jī)后增設(shè)計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制的層流冷卻裝置

9、根據(jù)軋制品種和厚度規(guī)格情況實(shí)現(xiàn)從終軋溫度開(kāi)始到奧氏體向鐵素 體開(kāi)始轉(zhuǎn)變溫度 Ar3 范圍的冷卻。鋼板到達(dá)汽霧冷卻時(shí) , 相變已經(jīng)完 成,形成了鐵素體和珠光體 , 通過(guò)汽霧冷卻使固溶在鐵素體中的過(guò)飽 和碳化物在空冷中不斷彌散 , 使其沉淀強(qiáng)化。通過(guò)計(jì)算機(jī)根據(jù)軋制品 種規(guī)格情況統(tǒng)一控制軋前控冷和軋后控冷 , 可以精確控制奧氏體晶 粒、相變及條件碳化物析出行為 , 最終可以達(dá)到超細(xì)晶的室溫組織 , 實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)出屈服強(qiáng)度達(dá)到600 MPa級(jí)的超級(jí)鋼的目標(biāo)，并且為中板廠 的新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)奠定了良好的基礎(chǔ)。通過(guò)靈活調(diào)整三組軋后冷卻裝置 , 可以解決四輥雙機(jī)架軋機(jī)年產(chǎn)量達(dá)到 120萬(wàn) t 時(shí)冷床面積嚴(yán)重不足的 矛

10、盾 , 改善產(chǎn)品外觀質(zhì)量和工作環(huán)境?？刂评鋮s技術(shù)在應(yīng)用中需解決的幾個(gè)問(wèn)題長(zhǎng)度方向上冷卻的均勻性。鋼板軋制過(guò)程中一般頭部和尾部 比中間部分的溫度低。在采用恒速輸送時(shí) , 鋼板的終止冷卻溫度從頭 至尾呈線性降低。為了保證長(zhǎng)度方向上溫度均勻性 , 進(jìn)入控冷區(qū)之后 應(yīng)當(dāng)采用加速軋制的速度制度 , 但是, 速度制度和其他影響控冷因素 的機(jī)理復(fù)雜 , 其中有的還具有交叉性 , 從而造成對(duì)最終效果的影響。上下面冷卻的對(duì)稱(chēng)性。由于水在上下表面的停留時(shí)間和流動(dòng) 狀態(tài)不同 , 所以造成上下冷卻的不均勻性。 如果對(duì)此不加以控制 , 則會(huì) 造成鋼板的翹曲。因此 ,上下表面的冷卻水量有一定的比例。一般下 水量與上水量的比約為 1.52.5, 在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)中 , 一般只能憑經(jīng)驗(yàn)得出 上下水量的比例關(guān)系 , 但難于得出一定的函數(shù)關(guān)系式。6.3終冷溫度測(cè)溫儀常安裝在冷卻區(qū)外 10 m或更遠(yuǎn)處,檢測(cè)滯后 性大。在橫向溫度控制中 , 上水幕有遮蔽措施 , 下水幕一般沒(méi)有遮蔽措 施, 下冷卻水回落到鋼板表面 , 給控制帶來(lái)不利影響。6.4 鋼板表面狀態(tài)、鋼板溫度的均勻性、鋼板的平直度以及冷卻 速度的合理與否等都會(huì)影響控冷的質(zhì)量。7結(jié)語(yǔ)通過(guò)控制軋制后鋼材的冷卻條件 , 可以控制板材的奧氏體的組織 狀態(tài)、相變溫度和碳化物的析出行為 , 進(jìn)一步細(xì)化鐵素體和珠光體 , 使組織更加均勻 ,消除帶狀珠光體 , 還