[发明专利]一种合金化炉冷却段带钢冷却装置及冷却控制方法

说明书

技术领域

本专利涉及一种应用于合金化炉的带钢冷却装置及冷却控制方法，特别是涉及合金化炉冷却段冷却带钢的冷却装置及冷却调节方法。

背景技术

合金化热镀锌产品是将热浸镀后对带钢进行在线镀层退火处理得到的锌铁合金镀层产品。镀层退火处理在合金化炉内完成。通常合金化炉分为加热段、均热段和冷却段三段。而在合金化炉冷却段，通常采用风机喷气冷却。

但风机喷气冷却存在以下问题：(1)冷却能力比较低，造成带钢冷却速度慢，镀层内锌铁合金相特别是Г相和Г₁相生长得较充分，镀层抗粉化性能较差；(2)为了提高冷却速度，往往采用较大的风速或风量，这些风直接吹到带钢上会引起带钢产生较大的振动，对镀层合金化的均匀性及气刀控制镀层厚度的均匀性非常不利。

而目前合金化热镀锌产品的生产，特别是高品质合金化热镀锌产品的生产通常采用先高温后低温的倾斜均热工艺保温，然后进行快速冷却。而风机喷气冷却的速度较低，提高风速又会造成带钢的剧烈振动，对提高产品质量不利，因此，为了提高镀层合金化退火后带钢的冷却速度，通常采用冷却速度较高的气雾冷却装置。

但使用目前合金化炉冷却段常采用的气雾冷却装置来冷却带钢时，带钢沿宽度方向的实际温度分布通常不均，从而造成镀层合金化不均匀。另外，单独采用气雾冷却装置来冷却带钢，不仅冷却装置复杂，制造成本高，而且还需要增加十分庞大的气雾冷却系统和排风系统，以保证该气雾冷却装置所产生的气雾都被排到厂房之外，制造、生产和维护成本都很高。

对于合金化热镀锌钢板，当带钢经合金化炉加热段加热和均热段保温后，通常沿带钢宽度方向中间部位的带钢温度高，而两边带钢的温度相对较低。这样，当对带钢进行均匀冷却时，例如沿带钢宽度方向吹相同量的气雾，必然很难得到沿带钢宽度方向温度均匀的带钢，从而造成沿带钢宽度方向合金化程度的不均匀。所以沿带钢宽度方向，中间部分带钢的冷却速度应提高，而两边部分带钢的冷速应减小。

日本专利特開2000-297331号公報给出了一种连续退火机组喷气冷却装置，如图1所示，该装置将喷气冷却风箱2沿带钢1宽度方向被隔板6分成三个区，每个区都可以通过各自的风量调节阀4单独控制，这样，由风机5送出的风经通过各个区的风量调节阀4调节后，以不同的风量流经喷嘴3来冷却带钢1。由于采用喷气冷却方式冷却带钢，一般冷却速度慢，在采用较大风量冷却带钢时，虽然能提高冷却速度但又会引起带钢的剧烈抖动，不仅会造成镀层厚度不均，而且造成机组很难高速生产，限制了机组产能的发挥。

发明内容

本发明给出了一种合金化炉喷气与气雾复合冷却装置及冷却调节方法，该冷却装置在沿带钢宽度方向进行分区控制，并且冷却速率沿带钢宽度方向可调，即使在最大机组速度下，也可以根据合金化退火曲线要求在较大的范围内调节带钢的冷却速度，生产出成形性能和镀层抗粉化性能都优良的合金化热镀锌产品。

本发明涉及一种应用于热镀锌机组合金化炉的带钢冷却装置及冷却调节方法，该冷却装置采用喷气冷却与气雾冷却相结合的复合方式冷却带钢。

如图2所示，整个冷却装置为立式结构，该冷却装置沿带钢轧制方向分为若干段，优选为三段：上段U、中间段M和下段L。中间段M采用喷气冷却与气雾冷却交替布置方式，且沿带钢1宽度方向分成若干个区(比如可分为I、II、III三个区)，每个区都可以分别进行控制，从而通过调节各区风量和/或气雾量得到沿带钢宽度方向温度分布均匀的带钢。而上段U和下段L都为单纯的喷气冷却方式，同样，沿带钢宽度方向上下喷气冷却段都分成若干个区(比如可分为I、II、III三个区)，且每个区都可以分别进行控制，但每个区采用倾斜式分区方式进行喷气冷却，以避免冷却过程中在带钢表面产生区间条纹缺陷。另外，上段、中间段和下段的I，II和III区可以统一控制，而且下段、中间段和上段都沿带钢轧制方向分为若干组，优选的是下段为1～3组单独的喷气冷却，中间段为若干组喷气冷却与气雾冷却交替结合布置，上段为1～4组单独的喷气冷却。每组可以单独进行开关控制。这样，可以根据合金化退火曲线要求，对上段、中间段和下段进行自由组合，调节带钢的冷却速度，从而生产出成形性能和镀层抗粉化性能都优良的合金化热镀锌产品。