本申请公开了一种精密合金热轧带坯的轧后控制冷却装置及方法，装置包括淬火水槽、输水管道、冷却箱、水泵、温度流量调节单元，输水管道的进水口设置于淬火水槽一端，输水管道的进水侧依次设置有冷却箱及温度流量调节单元；输水管道的出水口设置于淬火水槽另一端，输水管道的出水侧设置有水泵；冷却箱内部设置有冷却介质对输水管道的进水进行冷却；温度流量调节单元获取当前进水水温，并根据水温对输水管道中的流量进行调节。本装置冷却用的冰块数量可控，充分利用冰水混合物的温度恒定性，通过控制循环水的流量和流速，实时控制换水温度，实现水温的自动调节，使水槽中不同部位的水温均匀稳定，使热轧带坯淬火均匀、淬透效果更好。淬透效果更好。淬透效果更好。
【技术实现步骤摘要】
一种精密合金热轧带坯的轧后控制冷却装置及方法
[0001]本专利技术涉及轧钢
，特别涉及一种精密合金热轧带坯的轧后控制冷却装置及方法。
技术介绍
[0002]传统的精密合金一般是以Fe为基体，通过添加Ni、Co、Cr、Al、Si、Ti、Al等各类合金元素，使其具备磁性、弹性、膨胀、电阻电热等各种特殊的物理性能，例如FeNi、FeCo、FeAl等系列的磁性合金、FeNi系列的弹性合金和膨胀合金、NiCr系列的电阻电热合金，等等。这类合金一般在400～800℃之间会发生有序化转变，或者析出强化相，其转变速度非常快，会使合金发生脆化或硬化，难以继续进行冷轧加工。
[0003]热轧是精密合金生产过程中重要的中间工艺环节，为了抑制热轧后带坯冷却过程中发生有序转变或者强化相析出，避开相转变温度区间，使带材得到软化，提高加工塑性，必须使热轧带坯以足够快的速度冷却。生产中为了提高冷却速度和淬透性，制冷剂一般使用冰水混合物。这种工艺需要将冰块破碎成小块投入到水槽中以形成冰水混合物，但是冰块大小不一，而且会漂浮在水面上，在钢带入水时，冰块又会对钢带有支撑作用，阻碍钢带入水，使钢带入水速度变慢。随着淬火带坯数量增加，虽然在不断加入冰块，但水温总体呈上升趋势，水槽各个部位的温度不一致，温度不可控。这些因素导致带坯冷却不均匀、淬透性差，不能完全抑制强化相析出或有序化转变，带坯不同部位的性能差异大，后续冷轧加工极容易发生断带。此外，采取先破碎冰块、再加入水槽的方式，不仅费工费时，而且冰块数量不可控，增加了生产成本。
专利技术内容
[0004]基于此，本申请实施例提供了一种精密合金热轧带坯的轧后控制冷却装置及方法，能够有效针对目前精密合金热轧带坯冷却时采用的水槽不断加冰控制温度的工艺存在水温不可控、淬火不均匀、效果差和成本高、效率低的问题，实现精密合金热轧带坯轧后快速、均匀冷却。
[0005]第一方面，提供了一种精密合金热轧带坯的轧后控制冷却装置，该装置由淬火水槽、输水管道、冷却箱、水泵、温度流量调节单元组成，其中：
[0006]所述输水管道的进水口设置于所述淬火水槽一端，所述输水管道的进水侧依次设置有冷却箱及温度流量调节单元；所述输水管道的出水口设置于所述淬火水槽另一端，所述输水管道的出水侧设置有水泵；
[0007]所述冷却箱内部设置有冷却介质，用于对所述输水管道的进水进行冷却；
[0008]所述温度流量调节单元用于获取当前进水水温，并根据水温对所述输水管道中的流量进行调节。
[0009]可选地，温度流量调节单元具体用于根据热轧带坯合金的比热容、热轧带坯的重量、水槽中水的重量、热轧带坯入水前后温差以及两片热轧带坯淬火的时间间隔确定输水
管道中的水流量；
[0010]并根据输水管道中的水流量及输水管道的横截面积确定输水管道中的水流速。
[0011]可选地，根据第一公式确定输水管道中的水流量，所述第一公式具体包括：
[0012][0013]其中，G为输水管道中的流量，单位为m3/s；Δt为两片热轧带坯淬火的时间间隔，单位为s；C
p1
为合金的比热容，单位为J/kg
·
℃；C
p2
为水的比热容，单位为J/kg
·
℃；m1为热轧带坯的重量，单位为kg；m2为水槽中水的重量，单位为kg；T0为初始水温，单位为℃；T1为热轧带坯入水前的温度，单位为℃；T2热轧带坯淬火后的水温，单位为℃；ρ为水的密度，单位为kg/m3。
[0014]可选地，根据第二公式确定输水管道中的水流速，所述第二公式具体包括：
[0015][0016]其中，V为输水管道中的流速，单位为m/s；G为输水管道中的流量，单位m3/s；S为输水管道的截面积，单位为m2。
[0017]可选地，温度流量调节单元还用于根据输水管道中的水流量、两片热轧带坯淬火的时间间隔以及冷却箱中冷却介质的横截面积确定冷却箱中冷却介质的高度。
[0018]可选地，所述冷却箱内部设置有冷却介质可以为冰块。
[0019]第二方面，提供了一种精密合金热轧带坯的轧后控制冷却方法，应用于上述第一方面的轧后控制冷却装置中，该方法包括：
[0020]S1，热轧带坯淬火前，利用轧后控制冷却装置使初始水温降至T0，且使T0≤10℃；
[0021]S2，将厚度为3.0～10.0mm、宽度为100～400mm、温度为T1的热轧带坯以45
°
～90
°
的入水角度入水，全部入水时间≤30s，淬火后水温升高至T2，在下一片热轧带坯淬火之前的时间间隔Δt内，利用打开水泵利用温度流量调节单元和冷却箱将水温调节至T0以下；
[0022]S3，在随后热轧的每一片热轧带坯淬火后，水温都要按上述步骤调节至T0以下，以保持水温的稳定。
[0023]可选地，S2具体包括根据热轧带坯合金的比热容、热轧带坯的重量、水槽中水的重量、热轧带坯入水前后温差以及两片热轧带坯淬火的时间间隔确定输水管道中的水流量；并根据输水管道中的水流量及输水管道的横截面积确定输水管道中的水流速。
[0024]可选地，根据第一公式确定输水管道中的水流量，所述第一公式具体包括：
[0025][0026]其中，G为输水管道中的流量，单位为m3/s；Δt为两片热轧带坯淬火的时间间隔，单位为s；C
p1
为合金的比热容，单位为J/kg
·
℃；C
p2
为水的比热容，单位为J/kg
·
℃；m1为热轧带坯的重量，单位为kg；m2为水槽中水的重量，单位为kg；T0为初始水温，单位为℃；T1为热轧带坯入水前的温度，单位为℃；T2热轧带坯淬火后的水温，单位为℃；ρ为水的密度，单位为kg/m3；
[0027]根据第二公式确定输水管道中的水流速，所述第二公式具体包括：
[0028][0029]其中，V为输水管道中的流速，单位为m/s；G为输水管道中的流量，单位m3/s；S为输水管道的截面积，单位为m2。
[0030]可选地，所述方法还包括：根据输水管道中的水流量、两片热轧带坯淬火的时间间隔以及冷却箱中冷却介质的横截面积确定冷却箱中冷却介质的高度。
[0031]采用本专利技术的技术方案可达到如下有益技术效果：
[0032](1)与传统的冰水淬火方式相比较，操作简便，生产效率提高，降低了生产成本。
[0033](2)采用本专利技术技术方案淬火的热轧带坯的析出强化相或有序相转变得到充分抑制，固溶体组织均匀，热轧带坯塑性良好，能够直接进行连续的冷轧加工。
附图说明
[0034]为了更清楚地说明本专利技术的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引申获得其它的实施附图。
...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种精密合金热轧带坯的轧后控制冷却装置，其特征在于，所述装置由淬火水槽、输水管道、冷却箱、水泵、温度流量调节单元组成，其中：所述输水管道的进水口设置于所述淬火水槽一端，所述输水管道的进水侧依次设置有冷却箱及温度流量调节单元；所述输水管道的出水口设置于所述淬火水槽另一端，所述输水管道的出水侧设置有水泵；所述冷却箱内部设置有冷却介质，用于对所述输水管道的进水进行冷却；所述温度流量调节单元用于获取当前进水水温，并根据水温对所述输水管道中的流量进行调节。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，温度流量调节单元具体用于根据热轧带坯合金的比热容、热轧带坯的重量、水槽中水的重量、热轧带坯入水前后温差以及两片热轧带坯淬火的时间间隔确定输水管道中的水流量；并根据输水管道中的水流量及输水管道的横截面积确定输水管道中的水流速。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，根据第一公式确定输水管道中的水流量，所述第一公式具体包括：其中，G为输水管道中的流量，单位为m3/s；Δt为两片热轧带坯淬火的时间间隔，单位为s；C
p1
为合金的比热容，单位为J/kg
·
℃；C
p2
为水的比热容，单位为J/kg
·
℃；m1为热轧带坯的重量，单位为kg；m2为水槽中水的重量，单位为kg；T0为初始水温，单位为℃；T1为热轧带坯入水前的温度，单位为℃；T2热轧带坯淬火后的水温，单位为℃；ρ为水的密度，单位为kg/m3。4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，根据第二公式确定输水管道中的水流速，所述第二公式具体包括：其中，V为输水管道中的流速，单位为m/s；G为输水管道中的流量，单位m3/s；S为输水管道的截面积，单位为m2。5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，温度流量调节单元还用于根据输水管道中的水流量、两片热轧带坯淬火的时间间隔以及冷却箱中冷却介质的横截面积确定冷却箱中冷却介质的高度。6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述冷却箱内部设置有冷却介质可以为冰块。7.一种精密合金热轧带坯的轧后控制冷却...
【专利技术属性】
技术研发人员：李振瑞，谢东辉，彭伟锋，丁绍松，柳海波，邢珂珂，张静，
申请(专利权)人：北京北冶功能材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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