【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于热轧生产领域，涉及一种热轧带钢的层流冷却系统及层流冷却控制方法。
技术介绍
1、在热轧带钢的生产过程中，需要对精轧机中轧制出的带钢进行冷却以获得合适的卷取温度，而带钢的最终力学性能取决于冷却过程中内部的金相组织变化，因此只有精确控制卷取温度，甚至是精确控制整个冷却过程中的冷却曲线，才能生产出性能优良的产品。
2、通常采用层流冷却技术对热轧带钢进行冷却，层流冷却是指通过在精轧机和卷取机之间布置若干上集管和下集管，通过控制上集管和下集管的开启数量和冷却水量来控制带钢进入卷取机前的冷却温度。
3、在层流冷却的过程中，带钢的温度从高至低发生变化时主要存在膜沸腾、过渡沸腾和核沸腾三个阶段。在膜沸腾阶段，当带钢表面温度降低到接近沸点温度时，液体与带钢表面形成膜状气泡层。这种气泡层会阻碍热量的传导，导致带钢表面的冷却速度减慢，而带钢内部的温度却继续下降，这种不均匀的冷却会导致带钢表面和内部温度差异较大，进而使得带钢表面出现黑斑。而当带钢表面温度进一步降低至核沸腾阶段时，液体与带钢表面形成大量微小气泡，这些气泡会迅速聚集并破裂从而产生大量蒸汽，使得带钢表面受到蒸汽冲击，不仅会加剧带钢表面的黑斑形成，还会进一步影响带钢品质。因此，精准控制控制带钢的冷却速率和冷却温度，对于控制带钢的性能至关重要。
4、然而，现有的层流冷却技术是通过结构改造的方式形成多种冷却段组合模式来适应不同钢种的冷却需求，例如包括第二冷却段、普通第二冷却段和精调冷却段的三段式冷却结构，或者包括加强冷却段、普通冷却段、加强冷却段和
5、普通钢材的卷取温度一般在500℃至700℃之间，但对于中低温卷取钢材而言，其卷取温度大多位于膜沸腾和核沸腾之间的过渡沸腾阶段(300℃至550℃)，现有的层流冷却技术的控制精度难以控制冷却温度精确且稳定地保持在300℃～550℃的范围内，温度控制失准则会造成带钢冷却不均匀，不仅易引起带钢表面出现黑斑，还严重影响钢材强度。
6、当今的超高强钢及高等级管线钢等高品质产品均需要采用中低温卷取温度进行卷取，采用现有的冷却技术无法精确控制钢材的冷却温度和冷却时间，从而无法控制钢材内部的金相组织变化情况，最终将影响钢材的力学性能。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种热轧钢的层流冷却系统和层流冷却控制方法，通过对集管配置和控制方法两方面的优化提高冷却单元的控制精度，从而能够精确控制钢材在冷却过程中的金相组织变化，满足各类高端钢种的冷却需求，尤其是满足高强钢中低温卷取的高精度冷却控制需求。
2、为达到上述目的，本专利技术提供一种热轧带钢的层流冷却系统，包括设置于精轧机和卷取机之间的若干个冷却段，每个冷却段均包括若干根上集管和与上集管成倍数量的下集管。
3、具体地，精轧机和卷取机之间设置有辊道，热轧带钢置于辊道上，冷却系统的上集管和下集管分别位于辊道的上方和下方以对热轧带钢的上、下表面进行冷却降温。
4、可选的，系统包括沿轧制方向依次布置的第一冷却段和第二冷却段，第一冷却段的上集管和下集管的数量比为1:2，第二冷却段的上集管和下集管的数量比为1:3。
5、可选的，第一冷却段的每根上集管均配置一个上流量调节阀，每两根下集管共用一个下流量调节阀；第二冷却段的每根上集管均配置一个上流量调节阀，每三根下集管共用一个下流量调节阀。
6、可选的，第一冷却段按照上集管和下集管的数量比为1:2的方式划分为若干组冷却集管，第二冷却段按照上集管和下集管的数量比为1:3的方式划分为若干组冷却集管；第一冷却段包括10～15组冷却集管，第二冷却段包括11～16组冷却集管。
7、可选的，第一冷却段每组冷却集管包括4根上集管和8根下集管，第二冷却段的每组冷却集管包括4根上集管和12根下集管。
8、可选的，第一冷却段和第二冷却段的每根上集管上还设置一个手动蝶阀，与上集管对应的若干个下集管上共用一个手动蝶阀。
9、可选的，第一冷却段的上集管和下集管按照数量比为1:2的形式划分为若干个最小冷却单元，第二冷却段的上集管和下集管按照1:3的方式划分为若干个最小冷却单元。
10、可选的，冷却系统还包括第一温度计和第二温度计，第一温度计设置于冷却系统的入口、冷却系统的中段和冷却系统的出口且位于辊道上方，第二温度计设置于冷却系统的出口且位于辊道下方。
11、可选的，冷却系统的每个测温点附近均设置空气吹扫装置，空气吹扫装置优选为压缩空气吹扫，吹扫装置的喷嘴设置有用于控制启闭的气动阀。
12、可选的，在冷却段的每组冷却集管之间设置至少一组侧喷装置。
13、可选的，各冷却段的上集管和下集管均采用u形管路，各上集管均设置有两排鹅颈管。
14、可选的，每两组冷却集管或每两组以上的冷却集管的上集管共用一套液压倾翻装置。
15、可选的，层流冷却系统采用大容量的高位水箱供水，水箱容量至少为200m3。
16、可选的，在冷却系统的中段和出口处设置顶喷装置。
17、可选的，在冷却系统的冷却区域内设置若干个流量计，尤其是设置在上集管和下集管处，以监控各处冷却水的流量。
18、本专利技术还提供一种热轧带钢的层流冷却控制方法，应用于上述的热轧带钢的层流冷却系统，冷却系统工作前，根据热轧带钢的终轧温度和钢材种类配置第一冷却段和第二冷却段的配置参数，配置参数包括第一冷却段和第二冷却段的长度、上集管和下集管的初始冷却水量以及空冷段的位置和数量；冷却系统工作时，根据第一温度计和第二温度计的测量温度控制第一冷却段和第二冷却段的上流量调节阀和下流量调节阀的开度，以局部调整第一冷却段和第二冷却段的上集管的冷却水量和/或下集管的冷却水量和/或上下集管的流量比。
19、可选的，上流量调节阀和下流量调节阀的开度控制范围为20～100％。
20、可选的，以控制第一冷却段的一根上集管和与之对应的两根下集管同时开启或关闭的方式在第一冷却段上配置或取消空冷段；以控制第二冷却段的一根上集管和与之对应的三根下集管同时开启或关闭的方式在第二冷却段上配置或取消空冷段。
21、本专利技术的有益效果在于：
22、就冷却过程的控制精度而言，本专利技术通过缩小最小冷却单元来提高控制精度，具体地，第一冷却段的上集管和下集管按照数量比为1:2的形式划分为若干个最小冷却单元，第二冷却段的上集管和下集管按照1:3的方式划分为若干个最小冷却单元，每个最小冷却单元内的每根上集管配置一个自动调节出流量的流量调节阀，与上集管对应的若干个下集管共用一个流量调节阀，使得每个最小冷却单元的流量和上下流量比均可被独立控制。流量调节阀的调节范围为20～100％，进一步提高了上集管和下集管的流量、流量比的调节精度本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种热轧带钢的层流冷却系统，包括设置于精轧机(1)和卷取机(2)之间的若干个冷却段，每个冷却段均包括若干根上集管(11)和与上集管(11)成倍数量的下集管(12)，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的冷却系统，其特征在于：第一冷却段按照上集管(11)和下集管(12)的数量比为1:2的方式划分为若干组冷却集管，第二冷却段按照上集管(11)和下集管(12)的数量比为1:3的方式划分为若干组冷却集管；其中，第一冷却段(4)包括10～15组冷却集管，第二冷却段(5)包括11～16组冷却集管。
3.根据权利要求3所述的冷却系统，其特征在于：第一冷却段(4)每组冷却集管包括4根上集管(11)和8根下集管(12)，第二冷却段(5)的每组冷却集管包括4根上集管(11)和12根下集管(12)。
4.根据权利要求1所述的冷却系统，其特征在于：还包括第一温度计(6)和第二温度计(7)，其中，第一温度计(6)设置于冷却系统的入口、冷却系统的中段和冷却系统的出口且位于辊道(3)上方，第二温度计(7)设置于冷却系统的出口且位于辊道(3)下方。
5.根据权
6.根据权利要求5所述的冷却系统，其特征在于：冷却系统的每个测温点附近均设置空气吹扫装置(9)。
7.根据权利要求1所述的冷却系统，其特征在于：各冷却段的上集管(11)和下集管(12)均采用U形管路，各上集管(11)均设置有两排鹅颈管。
8.根据权利要求1所述的冷却系统，其特征在于：每两组冷却集管或每两组以上的冷却集管的上集管(11)共用一套液压倾翻装置。
9.一种热轧带钢的层流冷却控制方法，应用于上述任一权利要求所述的冷却系统，其特征在于：
10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于：
...【技术特征摘要】
1.一种热轧带钢的层流冷却系统，包括设置于精轧机(1)和卷取机(2)之间的若干个冷却段，每个冷却段均包括若干根上集管(11)和与上集管(11)成倍数量的下集管(12)，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的冷却系统，其特征在于：第一冷却段按照上集管(11)和下集管(12)的数量比为1:2的方式划分为若干组冷却集管，第二冷却段按照上集管(11)和下集管(12)的数量比为1:3的方式划分为若干组冷却集管；其中，第一冷却段(4)包括10～15组冷却集管，第二冷却段(5)包括11～16组冷却集管。
3.根据权利要求3所述的冷却系统，其特征在于：第一冷却段(4)每组冷却集管包括4根上集管(11)和8根下集管(12)，第二冷却段(5)的每组冷却集管包括4根上集管(11)和12根下集管(12)。
4.根据权利要求1所述的冷却系统，其特征在于：还包括第一温度计(6)和第二温度计(7)，其中，...
【专利技术属性】
技术研发人员：吕坤勇，于静，黄玲，胡元祥，肖宇，方舟，
申请(专利权)人：中冶赛迪上海工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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