[发明专利]一种层流冷却水流量调节装置

说明书

技术领域

本发明热轧层流冷却水流量调节装置，属于热轧控冷技术设备设计、设备制造领域，适用于热连轧、CSP(紧凑式热带生产技术)、炉卷轧机、中厚板和宽厚板等钢铁生产，尤其涉及热轧钢板宽度方向产品最终温度控制。

背景技术

层流冷却技术是使低压水(0.07MPa)从集管或水箱中通过密集的鹅颈管形成无脉动的透明流束，这种层流状态的水从一定高度垂直喷打到钢板表面，会平稳地向四周流散，从而扩大了冷却水同钢板的有效接触，大大提高了冷却效率。高温钢板的层流冷却，较其他冷却更为复杂，高密度管层流喷出的水流在一定压力下冲击到钢板表面，在冲击区钢板表面不能形成水蒸气膜，因此冷却效果强烈。

轧制后的钢板边部温度本身会比中间低。层流冷却集管长度与生产钢板宽度对应，由于设计层流冷却是按最大钢板宽度进行的，而集管上高密度鹅颈管是均布的，对于生产实际宽度低于最大钢板宽度的热轧板，不可避免地会使带钢边部与中部的冷却条件相对有别，即边部冷却强度比中间高；另外，在层流冷却钢板上部进行横向吹扫时，中部的冷却水需要通过钢板边部流出，致使钢板两边的温度明显比中间低。由于带钢边部与中部冷却不均将造成板形缺陷甚至出现边部裂纹，给热轧后续生产(如冷轧)带来严重的不良影响。

根据热连轧、CSP、炉卷轧机、中厚板和宽厚板的产品结构，生产的钢板宽度是经常变化的，即使可预知产品宽度方向上的温度偏差，但也难以实施自动控制。虽然通过对称或不对称调整边部遮挡装置可改善钢板边部温度偏低问题，但由于边部遮挡冷却水量是有/无突变的，而且设备庞大。因此，并不是理想的调节方式。另外，CSP可采用提高辊底炉加热温度的方法使层流冷却边部温度满足要求，但这样会增加能耗和烧损。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种层流冷却水流量调节装置，它能对带钢均匀冷却，并可适应不同宽度和长度的钢板，对其冷却过程进行自动控制。

本发明所采用的技术方案是：一种层流冷却水流量调节装置，包括层流冷却集管、调节板、执行机构和阀门定位器；层流冷却集管和调节板上均设有开孔，且二者的开孔区域相互对应；调节板与执行机构相连接，阀门定位器与执行机构相连接。

本发明的优点：本发明借助于红外扫描测温仪和计算机，解决产品钢板宽度方向温度不均问题。另外，本发明不仅可取代层流冷却用快速开关阀，而且可同时取代边部遮挡装置，使层流冷却水流量调节装置变得简洁、方便。与这种层流冷却水流量调节调节装置类似的技术在国内外尚无先例。

附图说明

图1是层流冷却水流量调节装置构成图。

图2是层流冷却水流量调节装置全开位置图。

图3是层流冷却水流量调节装置半开位置图。

图4是层流冷却水流量调节装置全关位置图。

具体实施方式

本发明热轧层流冷却水流量调节装置，包括层流冷却集管(也称水箱)、调节板、气动执行机构(也可为液动执行机构或电动执行机构)、电-气阀门定位器(也可为电液伺服阀)。通过调节板的直行程双向移动，每套层流冷却水流量调节装置可对称(根据孔型也可不对称)控制集管两端水量大小，同时还可进行边部连续遮挡，以调节钢板宽度方向上冷却水流量值；通过几十至上百套层流冷却水流量调节装置的组合，以调节钢板长度方向上冷却水流量。因此，本发明不仅可实现终轧出口钢板长度方向温度自动控制，而且可进行宽度方向上的温度调节，冷却水流量即钢板温度调节是二维的。

层流冷却控制(对于热连轧和CSP亦为卷取温度控制)是通过一、二级计算机与相关数学模型调节冷却水流量实现的，是热轧工程最重要的控制系统之一，它直接关系到热轧产品质量，特别是钢板的组织结构和力学性能，因此是热轧生产的关键。

一种层流冷却水流量调节装置，包括层流冷却集管1、调节板2、气动执行机构3、电-气阀门定位器4。可移动的调节板2叠放在固定的层流冷却集管1内部，通过气动执行机构3驱动其按要求方向移动，气动执行机构3的移动方向和定位由安装在其上的电-气阀门定位器4根据控制信号要求实现。气动执行机构3可由液动或电动执行机构代替，移动方向和定位则分别由电液伺服阀或内置伺服反馈装置同样根据控制信号实现。

在优选的实施方式中，层流冷却集管(也称水箱，上有2～6排开孔)，可为圆柱形或立方形。层流冷却集管尺寸由被冷却钢板尺寸、冷却水量和水压等因素计算确定。根据被冷却钢板宽度，集管上均匀开孔。开孔尺寸、数量以及排列数与被冷却钢板要求有关(见图1)，开孔区域内层为镜面抛光，对应开孔处外接常规鹅颈管或其他类型层流冷却支管。