本发明专利技术涉及一种线材热轧过程的冷却装置和冷却方法，冷却装置包括第一雾冷却装置、第二雾化冷却装置和风机冷却装置，冷却方法包括两次雾化冷却和一次风机冷却，在冷却过程中，精确控制雾化冷却的强度和冷却速度，从而提高线材的综合性能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种冷却装置和冷却方法，具体涉及一种。
技术介绍
控制冷却对线材的组织、力学性能有着重要影响。线材是金属制品的原料，需要进行拉拔等深度加工，这就要求线材具有一定的拉拔强度和较好的延伸性能。由于热轧变形的作用，促使变形奥氏体向铁素体转变温度Ar3的提高，相变后的铁素体晶粒容易长大，造成力学性能降低。为了细化铁素体晶粒，减小珠光体片层间距，阻止碳化物在高温下析出，以提高析出强化效果而采用控制冷却工艺。在上世纪中叶，线材控制冷却技术Loopro法的专利技术，使人们对钢线材的金相组织、力学性能的研究奠定了基础。 生产实践表明，通过控制线材的终轧温度和冷却速度，可得到理想的金相组织和力学性能。随着线材生产速度的提高，控制冷却已成为线材生产的重要组成部分，各种新的控冷方法不断出现。控制冷却主要通过两个方面来实现一是控制线材结水冷后的吐丝温度，二是控制线材在风冷辊道上的冷却速度。但现有技术中的冷却方式存在冷却速度慢，能源消耗大，得到的产品质量差等问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种，可以使高温线材在冷却过程中，快速降温至室温，且降温幅度比较大，提高金相组织的级别，增加线材的综合性能。一种用于线材热轧过程的冷却装置包括第一雾化冷却装置、第二雾化冷却装置和风机冷却装置。其中所述第一雾化冷却装置和第二雾化冷却装置均包括喷淋杆、雾化冷却喷嘴、 流量控制器、供水装置、供气装置、多级离心泵、电机、测温仪、控制PLC(可编程逻辑控制器)；所述雾化冷却喷嘴包括水腔、气腔、水气混合腔、喷头、进水管、进气管，所述气腔位于水气混合腔正下方，通过第一通孔连通，所述水腔位于水气混合腔侧面，通过第二通孔连通；喷头与水气混合腔通过第三通孔连接；所述雾化冷却喷嘴通过进水管与供水装置连接；所述雾化冷却喷嘴通过进气管与供气装置连接；所述流量控制器用于调节喷嘴喷出的水雾的流量、速度和角度；所述测温仪用于测量冷却过程中线材的温度；所述控制器和测温仪连接控制PLC，测温仪将测量的温度输入至控制PLC中，控制PLC将测量结果返回至流量控制器，用于调节从喷嘴喷出的水雾的流量、速度和角度。其中测温仪优选使用红外测温仪。本专利技术还提供一种采用上述冷却装置对热轧过程的线材进行冷却的方法。热轧过程中线材的冷却方法包括一级雾化冷却、二级雾化冷却和风机冷却。其具体操作步骤为(1)采用第一雾化冷却装置对线材进行第一次雾化冷却，雾化冷却喷嘴至线材的垂直距离为lOO-lOOOmm，喷淋杆上的喷嘴射出的水雾与线材前进方向的夹角为20-50°， 冷却喷嘴的喷射水压为5-20MPa，喷射的水流量为400-800升/小时，压缩气体流量为 1. 0-2. 5升/分钟，线材的冷却速度控制在2-40°C /秒；(2)采用第二雾化冷却装置对线材进行第二次雾化冷却，雾化冷却喷嘴至线材的垂直距离为200-1100mm，喷淋杆上的喷嘴射出的水雾与线材前进方向的夹角为50-70°， 冷却喷嘴的喷射水压为10-30MPa，喷射的水流量为500-900升/小时，压缩气体流量为 1. 5-3. 0升/分钟，线材的冷却速度在1-30°C /秒；(3)采用风机冷却装置对线材进行吹气冷却，冷却风机设置在线材下方，从下方向上方吹入冷却空气，控制风机的风速，使钢板的冷却速度控制在1-10°C /秒。作为优选方案对热轧过程中线材进行冷却时，其具体操作步骤为(1)采用第一雾化冷却装置对线材进行第一次雾化冷却时，雾化冷却喷嘴至线材的垂直距离为200-800mm，喷淋杆上的喷嘴射出的水雾与线材前进方向的夹角为25-45°， 冷却喷嘴的喷射水压为5-15MPa，喷射的水流量为450-750升/小时，压缩气体流量为 1. 5-2. 5升/分钟，线材的冷却速度控制在5-30°C /秒；(2)采用第二雾化冷却装置对线材进行第二次雾化冷却时，雾化冷却喷嘴至线材的垂直距离为250-900mm，喷淋杆上的喷嘴射出的水雾与线材前进方向的夹角为50-65°， 冷却喷嘴的喷射水压为10-25MPa，喷射的水流量为550-750升/小时，压缩气体流量为1.5-2. 5升/分钟，线材的冷却速度在5-25°C /秒；线材经过两级雾处冷却后，温度降至 6850C -700°C之间，得到具有细小硬化奥氏体晶粒的金相组织；(3)采用风机冷却装置对线材进行风机冷却，冷却风机设置在线材下方，从下方向上方吹入冷却空气，控制风机的风速，使钢板的冷却速度控制在2-8°C /秒；线材经风机冷却后，得到具有铁素体和珠光体的金相组织。作为进一步优选方案对热轧过程中线材进行冷却时，其具体操作步骤为(1)采用第一雾化冷却装置对线材进行第一次雾化冷却时，雾化冷却喷嘴至线材的垂直距离为500-600mm，喷淋杆上的喷嘴射出的水雾与线材前进方向的夹角为30-40°， 冷却喷嘴的喷射水压为10-15MPa，喷射的水流量为450-550升/小时，压缩气体流量为2.0-2. 5升/分钟，线材的冷却速度控制在15-25°C /秒；(2)采用第二雾化冷却装置对线材进行第二次雾化冷却时，雾化冷却喷嘴至线材的垂直距离为450-650mm，喷淋杆上的喷嘴射出的水雾与线材前进方向的夹角为50-60°， 冷却喷嘴的喷射水压为15-20MPa，喷射的水流量为550-650升/小时，压缩气体流量为 2. 0-2. 5升/分钟，线材的冷却速度在15-25°C /秒；线材经过两级雾处冷却后，温度降至 6850C _695°C之间，得到具有细小硬化奥氏体晶粒的金相组织；(3)采用风机冷却装置对线材进行风机冷却，冷却风机设置在线材下方，从下方向上方吹入冷却空气，控制风机的风速，使钢板的冷却速度控制在2-5°C /秒；线材经风机冷却后，得到具有铁素体和珠光体的金相组织。采用本专利技术的冷却装置和冷却方法，有利于在线材表面形成较好的氧化膜，保证线材表面的质量，减少氧化皮缺陷的发生，同时，得到具有良好铁素体和珠光体组织的线材，保证了线材的综合性能。由于线材在再结晶区的连轧过程中可以使奥氏体变形，造成极细的、强烈的硬化， 形成大量有缺陷的奥氏体晶粒。对上述奥氏体施以高速冷却的强化冷却，在极短的时间内将线材冷却到相变温度附近，可抑制奥氏体晶粒长大，尽快保持奥氏体的硬化状态，使温度处于相变点附近的硬化奥氏体晶粒在适当的空气冷却条件下，从容地转变为适度晶粒大小的铁素体。本专利技术的冷却设备和冷却工艺，利用轧后余热直接进行热处理，通过各种工艺参数的控制，可以大幅提高线材的强度，以及综合性能，是一种集节约能源，减少工序，节约合金元素和降低成本的先进控制工艺。附图说明图1是本专利技术冷却装置的结构示意图；图2是本专利技术雾化冷却装置的结构示意图；图3是本专利技术雾化冷却喷嘴的结构示意图。具体实施例方式下面参照附图和实施例详细描述本专利技术的实施方式。如图1所示线材热轧过程的冷却装置包括第一雾化冷却装置1、第二雾化冷却装置2和风机冷却装置3，第一雾化冷却装置和第二雾化冷却装置安装在生产线4的上方，可以倾斜设置，也可以水平设置，风机冷却装置安装在生产线下方，且位于第一、第二雾化冷却装置之后。线材6热轧后，由生产线向前行进，依次经过第一雾化冷却装置、第二雾化冷却装置、风机冷却装置。喷淋杆上安装有结构相同的雾化冷却喷嘴7，雾化冷却喷嘴向热轧后的线材本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种用于线材热轧过程的冷却装置：包括第一雾化冷却装置、第二雾化冷却装置和风机冷却装置。
【技术特征摘要】
1.一种用于线材热轧过程的冷却装置包括第一雾化冷却装置、第二雾化冷却装置和风机冷却装置。2.如权利要求1所述的冷却装置，其特征在于所述第一雾化冷却装置和第二雾化冷却装置均包括雾化冷却喷嘴、喷淋杆、流量控制器、供水装置、供气装置、多级离心泵、电机、 控制PLC、测温仪；其中所述雾化冷却喷嘴包括水腔、气腔、水气混合腔、进水管、进气管、喷头，所述气腔位于水气混合腔正下方，通过第一通孔连通；所述水腔位于水气混合腔侧面， 通过第二通孔连通；喷头与水气混合腔通过第三通孔连接；所述雾化冷却喷嘴通过进水管与供水装置连接；所述雾化冷却喷嘴通过进气管与供气装置连接；所述流量控制器用于调节喷嘴喷出的水雾的流量、速度和角度；所述测温仪用于测量冷却过程中线材的温度；所述流量控制器和测温仪连接控制PLC，测温仪将测量的湿度输入至控制PLC中，控制PLC将测量结果返回至流量控制器，用于调节从喷嘴喷出的水雾的流量、速度和角度。3.如权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，所述测温仪为红外测温仪。4.一种用于线材热轧过程的冷却方法其特征在于线材经过雾化冷却处理和风机冷却处理。5.一种用于线材热轧过程的冷却方法，其特征在于采用权利要求2-3所述的冷却装置，其操作步骤为(1)采用第一雾化冷却装置对线材进行第一次雾化冷却，雾化冷却喷嘴至线材的垂直距离为lOO-lOOOmm，喷淋杆上的喷嘴射出的水雾与线材前进方向的夹角为20-50°，冷却喷嘴的喷射水压为5-20MPa，喷射的水流量为400-800升/小时，压缩气体流量为1. 0-2. 5 升/分钟，线材的冷却速度控制在2-40°C /秒。(2)采用第二雾化冷却装置对线材进行第二次雾化冷却，雾化冷却喷嘴至线材的垂直距离为200-1100mm，喷淋杆上的喷嘴射出的水雾与线材前进方向的夹角为50-70°，冷却喷嘴的喷射水压为10-30MPa，喷射的水流量为500-900升/小时，压缩气体流量为1. 5-3. 0 升/分钟，线材的冷却速度在1_30°C /秒。(3)采用风机冷却装置对线材进行吹气冷却，冷却风机设置在线材下方，从下方向上方吹入冷...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨海西，张觉灵，李宏亮，王国太，王增顺，
申请(专利权)人：杨海西，张觉灵，李宏亮，
类型：发明
国别省市：13
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