[发明专利]厚板的层流冷却方法、热连轧生产线及其层流冷却系统

说明书

技术领域

本发明涉及轧钢领域，具体地，涉及一种厚板的层流冷却方法、一种热连轧生产线的层流冷却系统以及一种热连轧生产线。

背景技术

在热连轧带钢的生产过程中，需要对从精轧机中轧制出的带钢进行层流冷却以将卷取温度控制在适合的范围内，从而保证生产出的带钢的性能。层流冷却的基本原理是通过控制层流冷却系统的集管开启数量和冷却水流量等，保证带钢进入卷取机后的卷取温度，从而改善带钢的金相组织及性能。钢板从精轧机中轧制出后温度较高，在层流冷却系统中的温度变化较大，在冷却过程中钢板的组织性能等也会发生较大变化，直接影响生产出的带钢的质量，因此，层流冷却系统的设置形式和控制方法会影响带钢的质量。

例如，采用具有高密度管层流冷却装置的层流冷却系统作为生产宽厚板的热连轧生产线的层流冷却系统，首先，在该层流冷却系统中，钢板需要从900℃左右下降至500℃左右，温度变化较大，在此过程中钢板的对热流系数和热物理参数也将随温度变化而产生变化，其次，冷却水流冲击到钢板表面，沿钢板的长度方向，在近冲击区一定范围内为冷却水的层流区，较远处为冷却水的紊流区，在层流区和紊流区之间为过渡区，整个冷却过程经历了不同的冷却阶段，钢板传热过程是非稳态的。就宽厚板本身而言，其长宽尺寸远远大于厚度方向的尺寸，而厚度方向的散热量又大于其它两个方向，钢板在冷却过程中，表面的温度下降比中心部位大的多，在300℃~700℃之间，钢板与冷却水间的换热系数随钢板温度的下降呈指数形式增大，造成冷却过程中钢板表面冷却速度不断提高，也使钢板厚度方向温度梯度加大，并且钢板越厚，冷却速度越大，钢板表面和中心部位的温度差也越大，表层的实际冷却速度比中心部位的冷却速度大的多，而钢板表面和中心部位的冷却速度差过大会造成钢板的显微组织沿钢板厚度方向不均，使钢板性能沿厚度方向不均。对于宽厚板的生产，目前使用快速冷却的方式进行层流冷却，即短时间内强制性冷却，使得钢板性能沿厚度方向的不均匀性变大，甚至可造成钢板表面产生非正常组织，影响钢板性能，并且层流冷却系统的冷却长度愈短，钢板愈厚，这一缺点就愈突出。

因此，层流冷却系统的设置形式以及冷却强度的调整精度等对钢板性能的保证以及卷取温度的稳定控制都非常重要。

发明内容

本发明的目的是提供一种厚板的层流冷却方法，该方法通过对厚板施行三段式冷却，使得钢板性能沿厚度方向的不均匀性减小，提高厚板物理性能。

本发明的另一个目的是提供一种热连轧生产线的层流冷却系统，该系统安装有温度测定装置，并且该系统的冷却装置分段安装且可以通过控制单元分别调控，从而提高了冷却强度的调整精度，有利于保证钢板的性能。

此外，本发明还提供了一种层流冷却系统。

为了实现上述目的，本发明提供了一种厚板的层流冷却方法，该方法使用热连轧生产线的层流冷却系统对所述厚板进行层流冷却，所述厚板沿所述热连轧生产线的轧制方向通过所述层流冷却系统，并且，所述层流冷却系统对所述厚板的冷却依次包括第一次冷却、第二次冷却以及第三次冷却，所述第一次冷却和所述第三次冷却的冷却速度大于所述第二次冷却的冷却速度。

优选地，所述第一次冷却和所述第三次冷却为水冷，所述第二次冷却为空冷。

优选地，所述第二次冷却开始时，所述厚板的表面温度为710℃~730℃；所述第二次冷却结束时，所述厚板的表面温度为660℃~700℃。

优选地，该方法包括在对所述厚板进行所述第二次冷却的过程中对所述厚板的表面温度进行测定，然后比较测定值与目标温度值，当所述测定值等于所述目标温度值时，维持当前冷却状态；当所述测定值大于所述目标温度值时，增大所述第一次快速冷却的冷却速度；当所述测定值小于所述目标温度值时，减小所述第一次快速冷却的冷却速度。

优选地，在所述第二次冷却进行到1/3至2/3处的位置对所述厚板的表面温度进行测定，所述目标温度值为700℃~720℃。

优选地，所述厚板的厚度为18mm~45mm。

本发明还提供了一种热连轧生产线的层流冷却系统，该层流冷却系统包括沿该热连轧生产线的轧制方向依次设置的第一快速冷却段、空冷段和第二快速冷却段。

优选地，所述第一快速冷却段和所述第二快速冷却段分别包括沿所述热连轧生产线设置的多个冷却组，所述冷却组包括集管以及调节该集管内冷却水流量的调节阀，所述空冷段中设置有温度测定装置，该热连轧层流冷却系统还包括控制所述调节阀的控制单元，所述温度测定装置与所述控制单元电连接，以将测定值传输至所述控制单元。