唐钢高速线材厂控制冷却工艺及机构的介绍模板

唐钢高速线材厂控制冷却工艺及机构介绍 秦国庆 韩静涛 潘克云 顼会丽 陈永红 摘 要 介绍了唐钢高速线材厂控制冷却工艺结构部署、工艺及装置技术特征。 关键词 高速线材 控制冷却 工艺 装置 INTRODUCTION TO CONTROL COOLING TECHNOLOGY AND ARRANGEMENT OF EQUIPMENTS AND FACILITIES AT HIGH SPEED WIRE ROD MILL OF TANGSHAN IRON STEEL CORP. Qin Guoqing Han Jingtao Pan Keyun University of Science Technology,Beijing Xu Huili Tang Shan Iron Steel Corp. Chen Yonghong Shi JiaZhuang Iron and Steel Co.Ltd. Synopsis The control cooling process, arrangement of the equipments and installations and feature of the technology and equipments are introduced. Keywords high speed wire rod control cooling technology installation 1 前 言 唐钢高速线材厂轧后生产线关键由以下部分组成水冷区、成圈区、风冷区、散卷搜集区、盘卷运输和精整区等,为了使大家有个初步了解,现逐一介绍以下。 2 唐钢高线厂工艺步骤及结构部署 唐钢高速线材厂工艺步骤及结构部署示意图见图1。 图1 控制冷却工艺生产步骤示意图 1.精轧机组 2.水冷段 3.夹送辊 4.吐丝 5.风冷段 6.集卷圈 7.运卷小车 8.打包机 9.电子秤 10.卸卷站 3 水冷区 3.1 水冷结构技术特征 水冷区包含精轧机组前、后水冷装置。精轧机组前水冷设备称为预水冷箱,精轧机组后水冷设备称为水冷段。预水冷箱长3m,内设3个正向水喷嘴,一个反向水喷嘴,用于吹干除水,以防轧件将水带出。预水冷箱关键用来预先调整线材精轧形变引发温升。它使精轧机组前后进出口轧件温度基础保持一致,以防轧件在精轧机内温度过高。精轧后线材温升30～60℃,它可使轧件最大温降40℃。线材在精轧机组后水冷段中冷却常称为一次冷却,关键作用是冷却从精轧机轧出来线材,以控制所要求吐丝温度,控制线材组织转变起始温度。它对降低二次氧化、抑制晶粒长大和改善热处理工艺条件,均起着关键作用。图2为水冷段示意图。 图2 水冷段示意图 1.终轧机 2.废品箱 3.水冷箱 4.2号水冷箱 5.3号水冷箱 6.夹送辊 7.吐丝机 注11号水冷箱长8.47m,水冷喷嘴9个,反向水喷嘴1个 22号水冷箱水冷喷嘴6个,反向喷嘴1个 33号冷水箱水冷喷嘴6个,反向喷嘴1个,反向风嘴1个。 水冷段全长为36.3m,由3个水箱组成。每个水箱之间用一段无水冷导槽隔开,称其为恢复段。这么部署目标首先是为了经过一段水冷以后,使线材表面和心部温度在恢复段趋于一致;其次也是为了有效地预防线材因水冷过激而形成马氏体。线材水冷是在水冷喷嘴和导管里进行。每个水箱里有若干个水冷喷嘴和水冷导管,当线材从管里经过时,冷却水从喷嘴里沿轧制方向以一定入射角顺轧向45角环状地喷在线材四面表面上,水流顺着轧件一起向前,从导管内流出,这就降低了轧件在水冷过程中运行阻力。在每个水箱出口端各装有一个逆轧向喷水清扫喷嘴,在最终一个水箱末端还有一个反向风嘴,目标是为了破坏线材表面蒸汽膜和清除氧化铁皮,以加强水冷效果,同时有效地预防水流出水箱,而且也使得线材出水箱时表面不带水,利于降低对夹送辊前热金属探测器干扰。图3为冷却喷嘴和清扫喷嘴结构示意图。 图3 水冷喷嘴和清扫喷嘴结构示意图 实际生产中,水冷箱内冷却水不是常开。因为从精轧机出来线材速度快、温度高、尺寸小,所以很软。假如让其头部从水中经过则很轻易被堵住,所以要让线材头部抵达夹送辊后才能通水冷却,即头部不水冷。考虑到走钢时前后两根钢之间间隔时间很短通常为5～10s,故在尾部未经过水冷箱之前就要对该水箱断水即尾部不水冷,以确保下一根钢到来之前水管内水能随线材尾部经过而流完。 头尾不冷段长度靠计算机控制,由控冷操作台输入不冷段长度设定值。当检测元件在精轧机前探测器检测到线材头部或尾部抵达信号时,立即将信号送给计算机。计算机依据轧制速度和已设定不冷段长度很快算出通水或断水滞后时间,并送给实施元件带时间继电器电磁阀。电磁阀按计算机计算滞后时间对快速截流三通阀进行通/断水切换控制。这种水阀通水时,将水流导向水冷箱各冷却单元,断水时再将水流导向排水道。实际上水在阀体内是常流不停。采取这种阀是为了避免高速水流通/断而引发水击现象,同时可预防这时出现水压波动对线材产生不利影响。 改善后恢复段是由若干个1m左右导槽相接而成。相接处留有间隙10mm左右。导槽为上、下两块合并而成,其截面形状图4所表示。其中图4b所表示是在上、下面各自开有一条不一样半径半园槽,分别用于轧制大小规格线材在改轧大规格时将上、下槽块另一组半圆槽组合起来即可,所以适用性较广。 图4 恢复段导槽截面形状 水箱内导向管固定形式采取重块卡紧装置,利用重块把导管压在V形槽中,此结构利于更换导管,换管时只需把重块抬起。箱体里内水管是对导管及喷嘴元件冷却装置,它固定在箱体上,内水管上安装有若干个水嘴。工作时,内水管上水喷嘴及冷却钢水喷嘴连续喷水可降低导管、喷嘴及轧件温度。 箱体上盖带有U形槽结构形式,可预防箱体内冷却水外溅,箱体靠螺栓和钢结构架联接。 在整个水冷段中,冷却水压力为0.6MPa,总用水量235t/h,反向水压力1.0MPa,总用水量65t/h,压缩空气压力0.5～0.7MPa,总用量65m3/h,冷却水温度≤35℃,温升8～10℃。 在水冷过程中,线材表面温度最低应降至约650℃,以不形成马氏体或贝氏体为宜。在要求钢种情况下,精轧机组进口温度和规格相关,而出口温度随轧制速度和材质而改变。当轧件温度低时精轧前水冷箱可关闭不使用,水冷段中冷却元件数量、流量、压力随线材品种和规格而异,均需设定调整使用。 在现代高速线材轧机上,线材从最终轧机出口穿过水冷段至吐丝机最快时间不足0.5s。为控制线材温度使用1台高温计设于吐丝机周围,将其镜头焦点对着轧件连续监测,并和百分比调整控制阀连接,自动控制出水温度。 3.2 水冷工艺要求 各厂家设计水冷设施在结构上虽不尽一致,但须和散卷控冷输送机相匹配,设计时使其适应不一样品种规格线材冷却,使之达成降温幅度大而精度高,调整操作方便。 3.2.1 准备工作 开机前必需检验冷却程序设定,多种冷却元件位置、液、气动元件控制灵敏度、冷却介质成份和温度、水压、流量调整、轧件温度检测、光电探测器等是否