[发明专利]一种用于高速线材的快速冷却装置及快速冷却方法

说明书

本发明公开一种用于高速线材的快速冷却装置包括分别设于1#至3#风冷辊道左右两侧及下方的扁平气动雾化喷嘴组，3台沿输送方向依次设于1#至3#风冷辊道下方的风机(1)，及设于1#至3#风冷辊道上方的吸雾罩(2)，吸雾罩(2)上设有排雾管(10)所述1#至3#风冷辊道的总长度占整个风冷输送辊道总长度的25％。基于该装置的高速线材的快速冷却方法，可实现对线材的快速、精确的冷却。这种方法利用风冷及喷雾冷却提高线材出吐丝机后在高温段的冷却速度，可达到40℃/秒，提高线材的强度及组织均匀性,线材性能通圈差5‑10Mpa。

技术领域

本发明属于轧钢特殊钢线材控制冷却方法及设备技术领域，具体涉及一种用于高速线材的快速冷却装置及快速冷却方法。

背景技术

目前，高速线材轧制吐丝成圈后普遍采用斯太尔摩风冷线进行冷却，这种工艺方法在控制高速线材组织性能方面取得了显著效果，是一种较为完善的高速线材风冷工艺。标准型斯太尔摩冷却冷却速度为4～10℃/s，适用于高碳钢线材。缓慢型冷却运输速度为冷却速度为0.25～10℃/s，适用于低碳钢及低合金钢线材。延迟型冷却速度为1～10℃/s，可以用于各种普通线材的生产。近年来，为满足特殊钢高质量线材生产的需要，人们又从以下几个方面对斯太尔摩风冷线进行了改进：增加风冷辊道长度，延长冷却时间；采用大风量的风机并增加风机数量，提高冷却速度，从650℃～800℃范围内，最大风冷速度已提高到17℃/s，以此提高线材的强度；采用电动“佳灵”装置，强化线圈两侧搭接点处的风冷，降低线材同圈性能差。尽管采用以上诸多改进措施，但仍然难以满足高碳硬线钢、高碳工具钢等高品质特殊钢线材生产的需要，其主要原因是风冷的冷却速度相对较低的缘故，并且线圈两侧搭接点处的冷却速度控制困难，钢材通圈性能差较大。

中国专利号CN101480669B、CN1287921C及103406372B公开了一种高速线材风雾混合控制冷却方法及装置，这种方法利用喷雾冷却提高线材出吐丝机后在高温段的冷却速度，防止晶粒长大，同时又避免形成脆性组织，并结合后期的吹风冷却控制低温段的相变过程，从而得到细小的晶粒组织和弥散的析出物，提高线材的强度。但该方法对线材通圈性(搭接点、非搭接点)不能进行有效的控制，搭接点和非搭接点线材温度的不同(搭接点通常比非搭接点温度高50℃-100℃)，需要控制不同的冷却强度，该方法不能有效的控制，并且冷却速度提高不明显，仅比纯风冷冷却速度增加10℃左右，线材冷却速度仅达到20℃/s。并且水雾雾化效果不理想，水雾与线材接触，导致钢材表面出现浮锈及氧化铁皮疏松，氧化铁皮在后续储存及运输过程中极易局部脱落，影响线材的表面质量，并盘条通圈差仅能控制在20-30Mpa。因此，仍不能满足超高强度桥梁缆索、超高强度帘线钢及硬线钢、高碳工具钢等高品质特殊钢线材的在两相区冷却速度及表面质量的要求。

此外，由于在吐丝机出口处安装喷嘴，该处没有风机的强风带走风雾，风雾冷却后形成的水滴，会对风机、风冷管道有一定腐蚀，导致设备寿命降低。

发明内容

为了解决上述现有技术中的问题，本发明提供一种能够有效提高线材冷却速度、冷却均匀度，并显著提高线材质量的用于高速线材的快速冷却装置及快速冷却方法。