[发明专利]高线穿水冷却不冷段长度控制方法及装置

说明书

本发明实施例提供了一种高线穿水冷却不冷段长度控制方法及装置，该方法包括：根据轧件的轧制规格，将精轧机组的物理长度折算为精轧机组轧制轧件时的等效长度；根据所述等效长度、轧件的预设的不冷段长度以及精轧机组的出口速度，以轧件的头部、尾部通过精轧机入口热金属检测器处的时刻为起始时刻，计算精轧机组后方各段穿水冷水箱中各水冷喷嘴的阀门开启和关闭的延时时间；根据计算得到的延时时间依次控制各段穿水冷水箱中各水冷喷嘴的阀门开启和关闭。该方案避免了实际产生的头部不冷段长度、尾部不冷段长度与预设的头部不冷段长度、尾部不冷段长度不符，减少了实际生产中缩短、增长头、尾不冷段长度的现象，有利于提高成材率、提高轧制效益。

技术领域

本发明涉及轧制技术领域，特别涉及一种高线穿水冷却不冷段长度控制方法及装置。

背景技术

控轧控冷技术的核心是在轧制过程中通过控制加热温度、轧制过程、冷却条件等工艺参数，进一步提高钢材的强韧性和获得合理的综合性能，并能够降低合金元素含量和碳含量，节约贵重的合金元素，降低生产成本，在国内各大钢铁企业中应用极为广泛。

在高线的轧制中，穿水冷却的冷却强度远比喷水、淋水冷却的大，强穿水淬火冷却保障了线材在不同机组轧制时所需的入口和出口温度，是获得高强度组织(例如，马氏体或贝氏体)的有效手段，直接决定了产品的工艺质量和性能，在轧制高强度及特种钢时尤其关键。

高强度的冷却会对轧件轧制产生两方面的不利影响。一是与轧机的挤压效应共同作用，导致轧件头部冷却不均匀，产生黑头、弯头，某些规格产品容易产生头部开裂，进而导致下游机架无法顺利咬入轧件，产生堆钢事故。二是高压水流对高速运行中的轧件(最高速度可到110m/s)产生强烈的冲击，尤其是小规格轧件，导致轧件的剧烈抖动，极易诱发堆钢事故。因此，在强穿水冷却时，必须确保轧件头部通过后，方可开水，也即必须保证轧件有足够的头部不冷段，确保轧件头部可靠的通过并进入下游机架。

尾部不冷段太长，轧件尾部温度高，容易出现甩尾；尾部不冷段太短，轧件尾部冷却阻力大，尾部容易出现小圈，为确保轧件尾部顺利通过下游机架，根据轧制的工艺规格，需要保证尾部不冷段的长度可控。

以精轧机后穿水冷水箱为例，现有技术中的第一种方案是检测到线材头部信号后，经过一段延时，确保轧件的头部出了所有穿水冷水箱，或者轧件头部咬入吐丝机前夹送辊后，精轧机后4段水箱同时开水，检测元件一般为热金属检测器，位于精轧机后穿水冷水箱最后一段出口，或者吐丝机前夹送辊处。

上述控制方案可以确保轧件通过后开水，保证了稳定的轧制，但是一般水箱长度约为6米，以穿水冷机组配置4段水箱为例，水箱和水箱间的恢复段总长度约有40米，如果待吐丝机前夹送辊咬入后才开水，则轧件不冷段长度约60米(约20圈)，这部分不冷段长度由于性能不达标将全部检废，使得严重影响了成材率，降低了轧制效益。

现有技术中第二种方案是检测到线材头部信号后，经过一段延时，确保轧件的头部出了精轧机后穿水冷水箱第1段，则第1段穿水冷水箱开水，随后各个穿水冷水箱依次开水。

该技术避免了第一种技术方案造成的大量检废，缩短了头尾不冷段的长度。但是由于轧制规格不同、轧制速度不同，导致精轧机后穿水冷水箱第1段的延时时间不同，而精轧机出口速度超过100m/s，一旦延时时间偏少，就会造成轧件尚未通过时被冷却水冲击，产生抖动，极易造成堆钢事故。操作工既无法准确判断延时时间，又很难随着轧制参数的变化去反复调整延时时间，为保证稳定轧制，操作工倾向于设置较长的延时，从而使得头部不冷段偏长，严重影响了成材率，降低了轧制效益，最终结果与第一种技术方案相差无几。

发明内容

本发明实施例提供了一种高线穿水冷却不冷段长度控制方法，以解决了现有技术中高线穿水冷却存在的成材率低、轧制效益低的技术问题。该方法包括：

根据轧件的轧制规格，将精轧机组的物理长度折算为精轧机组轧制轧件时的等效长度；