[发明专利]一种热轧带钢轧后冷却的侧喷方法

说明书

一种热轧带钢轧后冷却的侧喷方法，包括如下步骤：a)在每个轧后冷却段后设置一侧喷装置，侧喷装置沿输出辊道两侧交错布置，侧喷装置包括至少两个喷射构件，每个喷射构件包括喷管及其上喷嘴，喷管沿带钢行走方向并列竖直设置；相邻喷嘴所覆盖范围有部分重叠，各喷嘴形成总的喷水覆盖范围覆盖整个输出辊道宽度；对应侧喷装置的输出辊道另一侧设置喷水收集装置，使侧喷水落入收集装置内；b)侧喷装置的控制模式为成对开启，即输出辊道两侧须各有1个侧喷装置同时开启。本发明侧喷方法可对不同宽度规格带钢表面残留水进行有效吹扫，提高冷却均匀性，并尽可能减少飞溅，避免对环境及电气设备的不良影响。

技术领域

本发明属于冶金技术领域，涉及一种热轧带钢轧后冷却的侧喷方法。

背景技术

目前热连轧的轧后冷却区域普遍应用了倾翻架式的层流冷却或加压直喷冷却装置，每个倾翻架的冷却水落在带钢上表面后呈无序流动状态，无法有效排除，形成表面残留水，造成冷却不均匀；同时，由于带钢移动速度较快，部分冷却水会随着带钢前行冲入相邻的倾翻架区域，破坏其冷却水态，造成冷却效果不佳和冷却不均匀；冷却水遇到高温钢板会形成蒸汽膜，阻碍后续冷却水与钢板的直接接触，影响冷却效率。

为此，热连轧的轧后冷却普遍在倾翻架之间设置了侧喷除水装置，采用1～2个圆柱形或扇形喷嘴进行垂直于带钢纵向运行方向的横向喷射，有一定的除水和打破蒸汽膜的效果，但是实际使用过程中存在以下问题：

1)侧喷水飞溅造成不良影响

由于带钢运动速度较快，其表面残留水的冲击力较大，横向喷射除水必然引起侧喷水与残留水的激烈碰撞，会产生大量的飞溅水，如图1所示，尤其是靠近喷嘴的区域，碰撞更加激烈，飞溅水又高又远，影响周围环境。并且大量飞溅水会造成电机等电气设备故障，使得一些产线被迫停用或很少开启有电机处的侧喷，导致带钢两侧冷却不均匀。同时，横向侧喷时有一定冲击力的残留水容易越过水墙进入带钢前部，造成冷却表面不均匀。由于冷却辊道两侧都设置有挡板，横向侧喷水与挡板碰撞后又会引起反溅和回流，尤其是对于较宽的带钢，带钢与挡板之间的间隙很小，侧喷水难以很快排除，反溅和回流到带钢表面，不仅影响侧喷效果，而且造成冷却不均匀。

2)难以兼顾不同宽度带钢的除水效果

横向侧喷，尤其是圆柱形喷嘴的横向侧喷，很难设定一个最佳的喷射水与带钢表面的接触点(喷射点)。热轧带钢的规格较多，宽窄不一的带钢给喷射点的选择带来很大难度，侧喷点太靠边，对于窄带钢就无法吹扫到表面；侧喷点太靠中间，对于宽带钢的边部无法有效吹扫。并且，圆柱形喷嘴还会造成喷射点区域过冷，使得宽向冷却不均匀。

有些产线采用接近零度角的喷射，以期兼顾不同宽度的带钢，实际效果并不好，对于较宽的带钢由于喷射水后续动力不足，难以将残留水吹扫出带钢表面；对于板形不良有翘曲的带钢，喷射水不仅吹扫不到带钢表面，而且会造成带钢跑偏。

为此，也有不少技术人员和科研机构对侧喷进行了优化：

中国专利CN103611739A公开了一种热轧层流侧喷优化计算方法，在一个与带钢移动方向垂直的平面上计算出优选的上下侧喷嘴的高度和喷射角度，均匀覆盖整个带钢宽度，提高侧喷的吹扫效果。虽然侧喷可以覆盖整个宽向，但是当残留水量大且冲击较强时，横向侧喷的除水效果并不是很理想，而且侧喷水与层流水碰撞激烈，会造成大量飞溅，不仅容易造成周边电气设备故障，而且影响周围环境。

中国专利CN203108954U公开了一种钢板冷却装置的侧喷装置，该实用新型通过高压水喷嘴和高压气喷嘴将钢板残留水吹扫进带负压的残留水吸水系统，高压水与高压气结合可以有效去除吹扫范围内的残留水，通过负压吸水系统可以在一定程度上减少吹扫水反溅和回流。该实用新型未明确高压水侧喷装置结构，因而是否能适应不同宽度钢板的吹扫成疑；该实用新型采用高压喷水和喷气，必然会造成侧喷水、气与残留水激烈碰撞，产生大量飞溅水，难以全部进入负压吸水系统，会给周围的电气设备和环境造成破坏；侧喷装置需要同时配备供气、供水和水泵，过于复杂，成本也较高。