钢板冷却装置制造方法及图纸

一种钢板冷却装置，包括：上侧冷却设备，下侧冷却设备，上侧冷却设备和下侧冷却设备上均匀设置有若干个雾化冷却喷嘴，上侧冷却装置和下侧冷却装置上所安装的雾化冷却喷嘴上下对应，雾化冷却喷嘴与钢板的前进方向的夹角范围为30-75度；还包括感应测量设备和控制设备。使用该装置，可以从经济上减轻负担，也可以使最终产品在组织上保持高度的一致性。

【技术实现步骤摘要】
钢板冷却装置本申请是申请日为2013年11月07日，申请号为201310545017.0，专利技术名称为“钢板冷却装置”的专利申请的分案申请。
本申请涉及一种钢板表面处理领域，特别是一种热轧钢板冷却装置及冷却方法。
技术介绍
钢板的制造流程一般是经过加热、粗轧、精轧、冷却、卷绕五步工序完成。其中钢板冷却是其中重要的步骤，而冷却过程所使用的设备也是生产过程的核心设备之一，冷却的作用是将轧机轧制后的钢板冷却到预先设定的温度，冷却效果可以决定钢板的最终性能。在冷却过程中，我们总是希望整块钢板所有部位的冷却速率相同，这是考虑到降温速度的均匀性决定了其性能的均匀性，从而形成相同的组织结构。目前，钢板宽度方向冷却均匀性已经作了充分的考虑，但是对于钢板两端部(即钢板头部和尾段)的降温速率与钢板中间段的降温速率不同步的问题始终没有很好解决。其产生的原因在两方面：一是由于钢板在轧制过程中，头尾部轧制速度通常低于钢板中间段，造成头尾部温度低于钢板中部；二是钢板冷却过程中，头尾部相当于三面同时与冷却水接触，使两端比中间段冷却更快。现有技术由于无法克服上述技术问题，也就不能保证钢板整体上的均匀冷却，由于两部分温差带来钢板性能的差异，会导致钢板的组织、性能也呈现出较大的差异性。目前解决该问题的技术手段之一将最终产品直接切除头部和尾部的材料，但该手段所带来的材料浪费是不言而喻的，而且对于切除的尺寸长度也没有一定的规律性可言。也有技术显示，通过自动化控制手段解决头尾段与中间段的温差，即减少头尾段冷却水的使用量，以预期使钢板头尾段温度与中间段保持一致。但实践表明，该工艺仍存在冷却不均匀的问题，例如头部和尾部端点附近仍不可避免地显现出细针状的马氏体结构，无论对两端的水压如何控制，仍难以克服该问题，从而不能使两端的组织与中间段保持相同。另外，还有一点，在实际生产中，轧制前保持高温的钢坯会与空气中的氧气发生反应，形成氧化铁等化合物，反应后会在钢坯表面生成一层氧化皮层，也称为鳞片或鳞皮。一般工业上首先对处于高温的钢坯进行除鳞，以避免在轧制过程中被轧辊压入到最终产品的表面上，从而降低产品的表面质量。但对于刚刚经过热轧的钢板，由于其仍保持着表而的高温性，即使在前述步骤中已经对钢坯进行了除鳞处理，仍然不可避免地会与空气中氧化性气体或在冷却过程中与冷却水或冷却水蒸汽接触过程中，表面再次发生部分氧化，再次形成氧化皮层，工业上面临着对这种类型的氧化皮层的去除问题。
技术实现思路
本申请所使用的设备可以在现有常见的各种钢板冷却设备上进行改进。以克服上述所提及的各种技术问题。首先，作为冷却装置上必不可少的部件之一“喷嘴”，在本申请中，我们行目地的选用雾化冷却喷嘴，该喷嘴在本领域具有常规的理解，并无特殊含义。选用雾化冷却喷嘴的目的在于为避免选用水流直接对钢板处理时易产生的不稳定性，且雾化冷却喷嘴具有较高的可控性。因此，在本申请中，如无特殊说明，所有出现的喷嘴均为雾化冷却喷嘴。另外，为了便于控制冷却过程的速率和稳定性，冷却装置的基本设置方式为包括上、下两侧冷却设备。即上侧冷却设备，用于在冷却区间段对热轧钢板的上表面进行冷却；下侧冷却设备，用于在冷却区间段对热轧钢板的下表面进行冷却。在上、下侧冷却设备上均匀设置有若干个雾化冷却喷嘴，喷嘴的数量、喷嘴之间的间隔距离并无明确的限定，保持喷嘴间的间距相同即可，比如数量可控制在10-100范围内，工业上直接选用现有企业中的设备即可，另外，还需要保证上、下两侧冷却设备上的雾化冷却喷嘴在垂直方向上一一对应。一般来说，热轧钢板在刚进入冷却段时，如果仅使用雾化冷却喷嘴对钢板进行降温时，仍然不能避免头部和尾部相当于有三面同时与冷却水接触的问题，致使头部和尾部的冷却速度高于中间段的冷却速度，当降温速度无法保持一致时，即会产生钢板组织、性能上的差异性。因此，本申请的目的之一是实现钢板两端与中间段降温速率的一致性。换言之，就是在钢板进行冷却段时，通过控制热轧钢板头部、尾部和中间段冷却时的冷却水量，减小热轧钢板头部、尾部与中间段的温差，提高整块热轧钢板降温速率的一致性。具体采取的手段包括：在冷却装置的控制设备上，使用控制设备控制喷嘴的打开与闭合，同样，控制设备也可以控制每一组雾化冷却喷嘴的喷出压力。为表述方便，我们可以将上、下两侧冷却设备在垂直位置上对应的喷嘴自左向右依次定义为第一组雾化冷却喷嘴、第二组雾化冷却喷嘴……第n组雾化冷却喷嘴。在冷却装置上，安装有感应测量设备，其安装在上侧冷却设备的起始段位置，用于感应热轧钢板头部是否在垂直位置上超过第一组雾化冷却喷嘴，也可以用于感应热轧钢板的尾部是否在垂直位置上超过第一组雾化冷却喷嘴。工作时，热轧钢板在车床的带动下在基本水平的方向上向前移动，安装在上侧冷却设备起始段位置的感应测量设备开始工作，感应热轧钢板的头部是否在垂直位置上超过第一组雾化冷却喷嘴，当感应测量设备感应到热轧钢板的头部已经超过时，将信号传递到控制设备，控制设备将打开第一组雾化冷却喷嘴，第一组喷嘴开始向热轧钢板喷出冷却的水雾。对于第二组雾化冷却喷嘴的打开时间，由于热轧钢板的水平前进速度是预先设定的，因此，并不需要再提供额外的感应测量设备，仅需要根据喷嘴之间的间隔、热轧钢板的前进速度，就可以计算得出热轧钢板头部在垂直位置上超过第二组雾化冷却喷嘴的时间，控制设备可以在热轧钢板的头部超过第二组雾化冷却喷嘴时，打开第二组喷嘴，第二组喷嘴开始向热轧钢板喷出冷却的水雾。以此类推，对于第三组、第四组……直至最后一组雾化冷却喷嘴的打开时间均可以得出，控制设备也可以在相应的时间点依次将后几组喷嘴打开。也就是说，只有当钢板头部的垂直位置超过某一组喷嘴时，所被超过的喷嘴的开关才会打开。而为了避免喷嘴向钢板的端面喷射出冷却水雾影响钢板头部的冷却速度，喷嘴不应该以垂直向下的方向喷射，而是应该以倾斜的角度向钢板头部以后的中间段区域喷射雾化水，倾斜的角度可根据实际情况进行调整，一般使喷射角度与钢板前进方向的夹角保持在30-75度为佳，以30-45度为更佳。所有喷嘴的倾斜角度一般来说设置为相同即可，但有时为了达到更好的效果，例如在下文所提及的除鳞作用，对于水压高的喷嘴应使喷射角度与钢板前进方向的夹角大一些较好，对于这方面的内容我们将在下文中更详细解释。但对于角度的设备，需要注意的是要避免冷却水喷到钢板的端面上。而对于持续前进中的热轧钢板，喷嘴可以保持稳定的状态，不需要进一步调节。而当接近钢板的尾部时，感应测量设备会持续感应钢板尾部的垂直位置是否超过第一组喷嘴，当感应到钢板的尾部的垂直位置超过的第一组喷嘴时，感应测量设备将感应到的信号传递到控制设备，控制设备将关闭第一组雾化冷却喷嘴，第一组喷嘴停止向热轧钢板喷出冷却的水雾。对于第二组雾化冷却喷嘴的关闭时间，同理可知，由于热轧钢板的水平前进速度是预先设定的，因此，也不需要额外的感应测量设备，仅需要根据喷嘴之间的间隔、热轧钢板的前进速度，就可以计算得出热轧钢板尾部在垂直位置上超过第二组雾化冷却喷嘴的时间，控制设备可以在热轧钢板的尾部超过第二组雾化冷却喷嘴时，关闭第二组喷嘴，第二组喷嘴停止向热轧钢板喷出冷却的水雾。以此类推，对于第三组、第四组……直至第n组雾化冷却喷嘴的关闭时间均可以得出，控制设备也可以在相应的时间本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钢板冷却装置，包括：上侧冷却设备，其在冷却区间段对钢板的上表面进行冷却；下侧冷却设备，其在冷却区间段对钢板的下表面进行冷却；上侧冷却设备和下侧冷却设备上均匀设置有若干个雾化冷却喷嘴，上侧冷却设备和下侧冷却设备上所安装的雾化冷却喷嘴上下对应，雾化冷却喷嘴与钢板的前进方向的夹角范围为30‑75度；感应测量设备，其安装于上侧冷却设备上，用于感应钢板的头部是否超过上侧冷却设备和下侧冷却设备的第一组雾化冷却喷嘴；控制设备，其与感应测量设备连接，用于接收感应测量设备上的信号，并且控制上、下冷却设备上所有雾化冷却喷嘴的打开与关闭，以及所有的雾化冷却喷嘴喷出的水压大小；将上侧冷却设备和下侧冷却设备所形在的冷却区间平均划分为N个区间段(N为大于3，小于10的自然数)；对于厚度小于15mm，但不低于5mm的钢板进行处理时，第一区间段雾化冷却喷嘴压力与钢板厚度的比例为0.4以下，但要保证雾化冷却喷嘴的最低压力不能低于5巴。

【技术特征摘要】
1.一种钢板冷却装置，包括：上侧冷却设备，其在冷却区间段对钢板的上表面进行冷却；下侧冷却设备，其在冷却区间段对钢板的下表面进行冷却；上侧冷却设备和下侧冷却设备上均匀设置有若干个雾化冷却喷嘴，上侧冷却设备和下侧冷却设备上所安装的雾化冷却喷嘴上下对应；感应测量设备，其安装于上侧冷却设备上，用于感应钢板的头部是否超过上侧冷却设备和下侧冷却设备的第一组雾化冷却喷嘴；控制设备，其与感应测量设备连接，用于接收感应测量设备上的信号，并且控制上侧冷却设备和下侧冷却设备上所有雾化冷却喷嘴的打开与关闭，以及所有的雾化冷却喷嘴喷出的水压大小；将上侧冷却设备和下侧冷却设备所形成的冷却区间段平均划分为三个区间段；在上侧冷却设备和下侧冷却设备所形成的冷却区间段内，其前三分之一距离内，设置低压雾化冷却喷嘴，三分之一距...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨海西，张觉灵，李宏亮，李慧明，王国太，
申请(专利权)人：杨海西，
类型：发明
国别省市：河北;13