《一種提高熱軋鋼板控制冷卻溫度均勻性的方法》是首鋼總公司於2011年11月13日申請的發明專利，該專利的申請號為2011103593467，公布號為CN102380514A，公布日為2012年3月21日，發明人是馬長文、李家鼎、田士平、董占斌、田鵬、姜中行、丁文華、朱振華、呂延春，該專利屬於中厚板控軋控冷技術領域。
《一種提高熱軋鋼板控制冷卻溫度均勻性的方法》所述熱軋後的鋼板穿過控制冷卻裝置，控制冷卻裝置的冷卻強度保持不變，將鋼板劃分為頭部低溫區、均勻溫度區、尾部低溫區三個區域，通過輥道速度的變化來控制鋼板三個區域在冷卻裝置內的停留時間，實現均勻的終冷溫度。優點在於，對供水閥門的回響時間要求不高，易於控制，可以實現在冷卻區域較短的情況下的鋼板頭尾遮蔽，鋼板的遮蔽平滑過渡，得到更為均勻的溫度場。
2014年11月6日，《一種提高熱軋鋼板控制冷卻溫度均勻性的方法》獲得第十六屆中國專利優秀獎。
（概述圖為《一種提高熱軋鋼板控制冷卻溫度均勻性的方法》摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：一種提高熱軋鋼板控制冷卻溫度均勻性的方法
- 公布號：CN102380514A
- 公布日：2012年3月21日
- 申請號：2011103593467
- 申請日：2011年11月13日
- 申請人：首鋼總公司
- 地址：北京市石景山區石景山路68號
- 發明人：馬長文、李家鼎、田士平、董占斌、田鵬、姜中行、丁文華、朱振華、呂延春
- 分類號：B21B37/76（2006.01）I
- 代理機構：北京華誼智慧財產權代理有限公司
- 類別：發明專利
- 代理人：劉月娥
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
控制冷卻是生產低成本高級別鋼板的重要技術，由於鋼坯邊部散熱較快，其頭部和尾部溫度較低，在熱軋變形過程中，鋼板頭尾過冷區逐漸增大，經過控制冷卻過程之後，過冷的區域可能出現性能不合格的情況，需要進行切除，由此降低了鋼板的成材率。另外，生產上鋼板切頭切尾量是固定的，如果過冷區域過大可能沒有切除乾淨，引起鋼板性能不合格。因此，提高控軋控冷鋼板的溫度均勻性對於提高鋼板成材率、性能合格率意義重大。另外，鋼板的板形與溫度密切相關，溫度的不均勻會導致鋼板變形的不均勻，引起板形不合格問題。在控制冷卻過程中解決鋼板頭尾過冷採用的傳統解決方案是頭尾遮蔽，即在鋼板頭部入水和尾部入水的時候，減小部分冷卻噴水裝置水量，從而減少鋼板頭尾的溫降，該方法的缺點在於：對供水閥門的回響時間要求很高，不宜控制；在冷卻區域較短的情況下，開關水的控制難度很大；另外鋼板的頭尾過冷是一個漸變的溫度場，冷卻水量的變化是個突變的過程，不易得到均勻的溫度場。
發明內容
專利目的
《一種提高熱軋鋼板控制冷卻溫度均勻性的方法》的目的在於提供一種提高熱軋鋼板控制冷卻溫度均勻性的方法。實現均勻的終冷溫度。
技術方案
熱軋後的鋼板穿過控制冷卻裝置，控制冷卻裝置的冷卻強度保持不變，將鋼板劃分為頭部低溫區、均勻溫度區、尾部低溫區三個區域，通過輥道速度的變化來控制鋼板三個區域在冷卻裝置內的停留時間，實現均勻的終冷溫度。
具體工藝步驟如下：
1）統計實際生產情況，繪製與設備特點有關的“溫降-冷卻時間”曲線，該曲線描述了不同規格鋼板在冷卻區內停留時間和溫降的關係，從該圖很方便地得到具體規格鋼板達到一定溫降需要的時間；
2）鋼板均勻溫度區的初始溫度T0（800℃-900℃），終冷溫度T’（400℃-600℃），溫降為（T0-T’），根據溫降工藝要求，從“溫降-冷卻時間”曲線上查出需要的冷卻時間，結合冷卻區域的長度，計算得到鋼板均勻溫度區通過冷卻裝置的平均速度V0（0.5米/秒-1.2米/秒）；
3）鋼板頭部入水的速度Vh按照如下確定
根據鋼板頭部溫度和終冷溫度要求，查“溫降-冷卻時間”曲線得到需要的冷卻時間，帶入下式
Vh＝2×冷卻區域長度/冷卻時間-V0；頭部低溫區完全入水後輥速變為恆定值V0，頭部開始入水至頭部低溫區完全入水之間的速度線性降低。
4）鋼板尾部入水的速度Vt按照如下確定：根據鋼板尾部溫度和終冷溫度要求，查“溫降-冷卻時間”曲線得到需要的冷卻時間，帶入下式：Vt＝2×冷卻區域長度/冷卻時間-V0；鋼板尾部低溫區開始入水時輥速為V0，鋼板尾部低溫區開始入水至鋼板尾部完全入水之間的輥速線形增加。
改善效果
1、對供水閥門的回響時間要求不高，易於控制；
2、可以實現在冷卻區域較短的情況下的鋼板頭尾遮蔽；
3、鋼板的遮蔽平滑過渡，得到更為均勻的溫度場。
附圖說明
圖1為不同厚度規格“溫降-冷卻時間”曲線示意圖。
圖2為鋼板冷卻前後溫度分布示意圖。
圖3為鋼板不同位置入水的輥道速度示意圖。
權利要求
1.《一種提高熱軋鋼板控制冷卻溫度均勻性的方法》其特徵在於，工藝步驟為：
1）統計實際生產情況，繪製“溫降-冷卻時間”曲線；
2）鋼板均勻溫度區的初始溫度T0，終冷溫度T’，溫降為T0-T’，從“溫降-冷卻時間”曲線上查出需要的冷卻時間，結合冷卻區域的長度，計算得到鋼板均勻溫度區通過冷卻裝置的平均速度V0；
3）鋼板頭部入水的速度Vh按照如下確定：根據鋼板頭部溫度和終冷溫度要求，查“溫降-冷卻時間”曲線得到需要的冷卻時間，帶入下式：Vh＝2×冷卻區域長度/冷卻時間-V0，頭部低溫區完全入水後輥速變為恆定值V0，頭部開始入水至頭部低溫區完全入水之間的速度線性降低；
4）鋼板尾部入水的速度Vt按照如下確定：根據鋼板尾部溫度和終冷溫度要求，查“溫降-冷卻時間”曲線得到需要的冷卻時間，帶入下式：Vt＝2×冷卻區域長度/冷卻時間-V0，鋼板尾部低溫區開始入水時輥速為V0，鋼板尾部低溫區開始入水至鋼板尾部完全入水之間的輥速線形增加。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述的鋼板均勻溫度區的初始溫度T0的範圍為800℃-900℃。
3.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述的終冷溫度T’的範圍為400℃-600℃。
4.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述的平均速度V0的範圍為0.5米/秒-1.2米/秒。
實施方式
實施例1
以某中厚板生產線為例，對《一種提高熱軋鋼板控制冷卻溫度均勻性的方法》的具體實施方式進行說明。
該生產線冷卻區域長9米，生產當中統計該冷卻設備的“溫降-冷卻時間”曲線如圖1所示，包括厚度15毫米、20毫米、30毫米和40毫米等典型規格。
控制冷卻裝置的冷卻強度保持不變，將鋼板劃分為頭部低溫區、均勻溫度區、尾部低溫區三個區域，通過輥道速度的變化來控制鋼板三個區域在冷卻裝置內的停留時間。
以20毫米厚度×30米長度鋼板為例，工藝要求鋼板溫度均勻區域由初始溫度800℃降低至500℃，溫降300℃，由“溫降-冷卻時間”關係曲線確定其冷卻時間要求為10秒。輥道速度為冷卻區域長度/冷卻時間，因此，均勻溫度區域通過冷卻區的輥速為0.9米/秒。
鋼板頭部溫度為700℃，目標終冷溫度500℃，溫降200℃，由“溫降-冷卻時間”關係曲線確定其冷卻時間要求為7秒。頭部入水速度為：9米＊2/7秒-0.9米/秒＝1.7米/秒。
鋼板尾部溫度為650℃，目標終冷溫度500℃，溫降150℃，由“溫降-冷卻時間”關係曲線確定其冷卻時間要求為5秒。尾部入水速度為：9米＊2/5秒-0.9米/秒＝2.7米/秒。
得到輥道速度分布為：頭部入水輥速1.7米/秒，頭部過冷區域完全入水輥速為0.9米/秒，之間線性降低；鋼板均勻溫度區域入水輥速為0.9米/秒，保持不變；尾部過冷區域入水輥速開始線性增加，至鋼板尾部入水輥速為2.7米/秒。將上述輥速數據輸入冷卻設備的控制系統，對鋼板輥速進行控制即可。
榮譽表彰
2014年11月6日，《一種提高熱軋鋼板控制冷卻溫度均勻性的方法》獲得第十六屆中國專利優秀獎。
