[发明专利]高速线材高效、高强度风冷方法及装置

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种提高高速线材轧机控制冷却线风冷效率及强度的方法和设备，属于轧钢冷却工艺、设备技术领域。

背景技术

目前高速线材轧机都配置了斯太尔摩（stelmor）控制冷却线，斯太尔摩冷却方式已成为钢铁行业中高速线材生产的主要冷却工艺，该工艺由一次水冷段、二次风冷段组成，一次水冷段通过精轧后的水箱实现，二次风冷段包括：由耐热钢辊组成的较长输送辊道线、设于该输送辊道线下方的多台风机。钢筋线材经水冷段冷却后，达到所设定的吐丝温度时，经吐丝机吐丝成圈并均匀散布在斯太尔摩输送辊道上，进行二次风冷，完成相变。在实际生产中，线材吐丝后在前部风机风冷段范围内的相变过程已基本结束，钢材内部组织已形成，这时的金相组织将决定钢材后期的使用性能及深加工性能。但由于前部风机的冷却能力不足，导致线材内部组织相变时的过冷度不够，金相组织不能完全按工艺要求在短时间内转变，使得钢材的组织不均匀，尤其是高碳钢索氏体化率不高；当钢材进入后部风机冷却时，因相变已经完成，此时风冷对钢材组织转变的影响已微乎其微，后部风机的风冷已属于无效冷却。因此这种结构设计与布局造成了前部风机风量不足，而后部风机风量多余或过剩的问题。因此提高前部风机的冷却能力是改善钢材综合性能的关键。

为此，中国专利2004100506912公开了一种“高速线材轧机斯太尔摩线气雾冷却装置及方法”，是在空冷段的输送辊上方设置喷雾冷却装置，再配合下方风机进行双向冷却。该方法存在的问题是：气雾只能喷到线材的上表面，而下表面无法得到均匀的喷雾冷却，故存在冷却不均匀的问题，同时也易造成钢材上表面锈斑；另外由于喷雾区域会产生大量的雾气，而该区域通常设置有供操作室观察吐丝工作情况的摄像头，雾气的产生影响了对吐丝情况的观察。

另一中国专利2008100323341又公开了一种“高速线材轧机斯太尔摩线冷却方法及冷却装置”，是在输送辊上方设风机，配合下部风机进行双向冷却，该方法存在的主要问题是：只有斯太尔摩线下方风机的出风风向与运输辊道构成一定角度时才可实现，而现有技术大多为风向与输送辊构成垂直角度的生产线，这样使得这一方法不能在这一类型的斯太尔摩冷却线上应用；同时上方的移动式风机的风量、风压远小于下方风机的风量、风压，上方的移动式风机的冷却效果受到影响；另外当输送线上发生堆钢事故时，虽然可将上方风机移开，但操作上较为麻烦，易造成停机时间增加；同时增加了设备的占地面积及改造经费投入。

目前，提高斯太尔摩风冷线的风冷强度的主要手段是：提高输送辊道速度、更换风机、提高输出功率。输送辊道速度越快，线材圈的布放越稀疏，散热速度越快，有利于加快冷却速度，但输送辊道的速度过快到一定程度时，反而会缩短线材圈的风冷时间，降低冷却效果，同时使线材圈快速进入集卷筒，而增加集卷操作难度，导致集卷堆钢概率增加，加大了工人的劳动强度；更换风机电机提高输出功率成本较高，如出风量116000m3/h要提高到150000m3/h，除了要对电机基座重新进行浇灌外，还要多支出近40万元/台，且施工周期较长，耗电。因此，必须对现有技术加以改进。

发明内容

为从根本上解决现有高速线材斯太尔摩风冷线存在的风冷强度不足、冷却速度低，难于满足生产需要,以及增加投资、耗电等问题，本发明提供一种高速线材高效、高强度风冷，并节能降耗的方法。

本发明还提供一种实现高速线材高效、高强度风冷的装置。

本发明提供的是这样一种高速线材高效、高强度风冷方法，是通过设置在输送辊下方由下往上吹风的风机，对输送辊上的高速线材进行风冷，其特征在于依据高速线材温度由高向低的冷却变化，先将输送辊下方的风机分为高温区的前部风机和低温区的后部风机；再从后部风机出风位置引出引风管至前部风机出风位置，用后部风机的全部风流或者部分风流与前部风机的风流合并后，对前部风机对应的输送辊上的高温高速线材进行高强度风冷。

所述高速线材温度高于520℃区间所对应的风机为前部风机。

所述高速线材温度低于520℃区间所对应的风机为后部风机。 

所述引出的引风管为：从后部第一台风机或最后一台风机引出至前部第一台风机的引风管，或者/和从后部第二台风机引出至前部第二台风机的引风管，或者/和从后部第三台风机引出至前部第三台风机的引风管，以此类推，具体引风管的数量及长度设置，视生产现场的实际情况确定。