用于无缝钢管芯棒冷却的系统及基于该系统的冷却方法技术方案

本发明专利技术公开了一种用于无缝钢管芯棒冷却的系统，其包括：集水总管；若干个冷却喷箱，其与集水总管之间对应连接有若干个输水管道，各输水管道上均设有阀和流量计；控制装置，其与各阀和流量计分别连接，接收流量计传输的流量数据，并调节阀的开度。本发明专利技术还公开了一种基于上述的系统的冷却方法，其包括步骤：在系统使用前对其进行标定；采用测温仪测量获得无缝钢管芯棒长度方向上的温度分布曲线，控制装置基于该温度分布曲线和目标温度值设定各冷却喷箱的流量密度；控制装置根据各冷却喷箱的流量密度以及各流量计实时测得的数据，调节各阀的开度，以分别对各冷却喷箱的喷水量和喷水时间进行闭环控制。

Cooling system for seamless steel tube mandrel and cooling method based on the system

The invention discloses a system for cooling seamless steel tube mandrel, which comprises: a water collecting main pipe; a plurality of cooling spray boxes, which are correspondingly connected with the water collecting main pipe by a plurality of water delivery pipes, each water delivery pipe is provided with a valve and a flowmeter; a control device, which is respectively connected with each valve and a flowmeter, receives the flow data transmitted by the flowmeter, and regulates the opening of the valve. The invention also discloses a cooling method based on the above system, which comprises the following steps: calibrate the system before use; measure the temperature distribution curve in the length direction of seamless steel tube mandrel by using a thermometer, and set the flow density of each cooling spray box by the control device based on the temperature distribution curve and the target temperature value; control device according to the flow density of each cooling spray box Adjust the opening of each valve according to the real-time measured data of each flowmeter, so as to control the water spray quantity and time of each cooling spray tank in closed-loop.

【技术实现步骤摘要】
用于无缝钢管芯棒冷却的系统及基于该系统的冷却方法
本专利技术涉及一种用于冷却的系统及基于该系统的冷却方法，尤其涉及一种用于芯棒冷却的系统及基于该系统的冷却方法。
技术介绍
在连轧管机尤其是三辊可调式芯棒连轧管机的工作过程中，芯棒工作流程一般为：穿棒→轧管→脱棒→芯棒冷却→进入下一个工作流程。芯棒冷却是轧管的一个重要辅助工序。如果芯棒冷却温度不均，或者冷却温度达不到要求，会影响石墨润滑层的干燥程度，影响到芯棒寿命和荒管内外表面质量。更有甚者，过冷或过热的芯棒在轧制中会造成轧卡或包棒故障。一般来说，轧后的芯棒表面温度高达200℃～300℃以上，且头尾段和中间段存在较大温差，需要在规定时间内(具体时间由轧制节奏和一组芯棒的根数决定)均匀冷却至100℃左右。现有技术中，钢管芯棒冷却方式主要有水箱式浸泡冷却和喷淋冷却两种。专利号为CN103567225A，公开日为2014年2月12日，名称为“一种芯棒冷却设备”的中国专利文献公开了一种钢管芯棒冷却设备，采用多组托辊和喷淋环，芯棒在托辊上旋转的同时喷淋环进行喷水冷却，但由于长度方向不能实现分段控制，对解决长度方向的温度不均起不到作用。专利号为CN201720247U，公开日为2011年1月26日，名称为“无缝钢管生产线用芯棒冷却装置”的中国专利文献公开了一种无缝钢管生产线用芯棒冷却装置，该装置通过拨料装置和落料装置将热芯棒放入冷却水箱进行冷却，其工作效率较高，设备简单，然而水箱冷却均匀性较差，冷却水与热芯棒表面形成的气膜影响了换热效率。综上所述，从钢厂实际情况和现有技术来看，目前主要的两种钢管芯棒冷却方式(水箱式浸泡冷却和喷淋冷却)，存在装置结构较为复杂、长度方向温度梯度无法改善、冷却均匀性较差、耗水量较大的问题。鉴于此，希望获得一种用于无缝钢管芯棒冷却的系统，该系统可以满足长度方向存在温度梯度的无缝钢管芯棒的均匀冷却需求，同时该系统易于维护，可以减少设备维护时间和维修成本，从而提高生产效率。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于提供一种用于无缝钢管芯棒冷却的系统，该系统通过应用流量和压力可调的加压分段直喷冷却装置，对无缝钢管芯棒进行小流量分段低温快速均匀冷却，满足长度方向存在温度梯度的无缝钢管芯棒的均匀冷却需求，同时该系统易于维护，解决冷却水石墨含量高而堵塞喷嘴的顽疾，可以减少设备维护时间和维修成本，从而提高生产效率。为了实现上述目的，本专利技术提出了一种用于无缝钢管芯棒冷却的系统，其包括：集水总管；若干个冷却喷箱，所述若干个冷却喷箱与所述集水总管之间对应连接有若干个输水管道，各所述输水管道上均设有阀和流量计；控制装置，所述控制装置与各阀和流量计分别连接，所述控制装置接收流量计传输的流量数据，并调节阀的开度。上述技术方案中，若干个冷却喷箱与集水总管之间对应连接有若干个输水管道，各输水管道上均设有阀和流量计，控制装置接收流量计传输的流量数据，并调节阀的开度，实现对流量、压力的调节，从而满足不同规格的无缝钢管芯棒或者长度方向存在不同温度梯度的无缝钢管芯棒的均匀冷却需求。进一步地，在本专利技术所述的用于无缝钢管芯棒冷却的系统中，还包括：测温仪，其用于检测无缝钢管芯棒长度方向上的温度分布曲线，所述测温仪与所述控制装置连接。更进一步地，在本专利技术所述的用于无缝钢管芯棒冷却的系统中，还包括：出口温度计，其用于检测无缝钢管芯棒被冷却后的温度，所述出口温度计与控制装置连接。进一步地，在本专利技术所述的用于无缝钢管芯棒冷却的系统中，所述阀为电动调节阀。进一步地，在本专利技术所述的用于无缝钢管芯棒冷却的系统中，所述冷却喷箱上设有若干个喷嘴，所述若干个喷嘴被排列成一排或多排。进一步地，在本专利技术所述的用于无缝钢管芯棒冷却的系统中，所述喷嘴的压力范围为0.1-0.5MPa。进一步地，在本专利技术所述的用于无缝钢管芯棒冷却的系统中，所述冷却喷箱的底部设有排污口。在本专利技术所述的技术方案中，冷却喷箱的底部设有排污口，在生产间歇或者定期维修期间打开排污口可以完成对冷却喷箱的清洗，从而避免因冷却水石墨含量高而堵塞喷嘴的问题。进一步地，在本专利技术所述的用于无缝钢管芯棒冷却的系统中，所述集水总管上设有自清洗过滤器。进一步地，在本专利技术所述的用于无缝钢管芯棒冷却的系统中，所述冷却喷箱设置有5-10个。相应地，本专利技术的另一目的在于提供一种基于上述用于无缝钢管芯棒冷却的系统的冷却方法，该冷却方法通过应用流量和压力可调的加压分段直喷冷却装置，对无缝钢管芯棒进行小流量分段低温快速均匀冷却，减小无缝钢管芯棒头尾和中间段的温度差，从而改善无缝钢管芯棒表面的石墨润滑条件，保证荒管的内壁质量。为了实现上述目的，本专利技术提出了一种基于上述用于无缝钢管芯棒冷却的系统的冷却方法，其包括步骤：在所述系统投入使用前对其进行标定，以确定阀在不同压力下的不同开度与相应流量之间的对应关系；采用测温仪测量获得无缝钢管芯棒长度方向上的温度分布曲线，控制装置基于该温度分布曲线和目标温度值设定各冷却喷箱的流量密度；控制装置根据各冷却喷箱的流量密度以及各流量计实时测得的数据，调节各阀的开度，以分别对各冷却喷箱的喷水量和喷水时间进行闭环控制。在本专利技术所述的技术方案中，在一些实施方式下，基于本专利技术所述的用于无缝钢管芯棒冷却的系统的冷却方法，具体步骤可以为：(1)在系统投入使用前对其进行标定，以确定阀在不同压力下的不同开度与相应流量之间的对应关系；(2)采用测温仪测量获得无缝钢管芯棒长度方向上的温度分布曲线，控制装置将该温度分布曲线送入其内部的流量计算模型，流量计算模型基于该温度分布曲线和目标温度值计算各冷却喷箱的流量密度(即单位时间内在单位面积上通过的流量)、喷水量以及喷水时间，控制装置设定各冷却喷箱的流量密度、喷水量以及喷水时间；(3)控制装置根据设定的各冷却喷箱的流量密度将各输水管道上的阀打开到相应的开度，开启集水总管上的总开关阀，在集水总管内的压力稳定后，控制装置根据设定流量调节各输水管道上的阀的开度，根据各流量计实时测得的数据进行各输水管道上的阀的开度的闭环控制，从而将各输水管道上的流量调节到设定值；(4)无缝钢管芯棒通过传输辊道送入旋转台架，无缝钢管芯棒旋转的同时进行喷水冷却，控制装置根据各冷却喷箱的流量密度以及各流量计实时测得的数据，调节各阀的开度，以分别对各冷却喷箱的喷水量和喷水时间进行闭环控制。冷却结束后，无缝钢管芯棒通过传输辊道离开旋转台架到达出口处，采用出口温度计测量无缝钢管芯棒被冷却后的温度，若被冷却后的温度达到目标温度，则进入步骤(5)，若被冷却后的温度没有达到目标温度，则重复步骤(2)～(4)；(5)无缝钢管芯棒通过下料辊道送入润滑装置待使用；(6)同批次下一根无缝钢管芯棒进行冷却准备，重复上述步骤(2)～(5)；(7)在当前批次无缝钢管芯棒全部冷却结束后，关闭集水总管上的总开关阀，若有后续其他批次无缝钢管芯棒需要冷却，则重本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于无缝钢管芯棒冷却的系统，其特征在于，包括：/n集水总管；/n若干个冷却喷箱，所述若干个冷却喷箱与所述集水总管之间对应连接有若干个输水管道，各所述输水管道上均设有阀和流量计；/n控制装置，所述控制装置与各阀和流量计分别连接，所述控制装置接收流量计传输的流量数据，并调节阀的开度。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于无缝钢管芯棒冷却的系统，其特征在于，包括：
集水总管；
若干个冷却喷箱，所述若干个冷却喷箱与所述集水总管之间对应连接有若干个输水管道，各所述输水管道上均设有阀和流量计；
控制装置，所述控制装置与各阀和流量计分别连接，所述控制装置接收流量计传输的流量数据，并调节阀的开度。


2.如权利要求1所述的用于无缝钢管芯棒冷却的系统，其特征在于，还包括：测温仪，其用于检测无缝钢管芯棒长度方向上的温度分布曲线，所述测温仪与所述控制装置连接。


3.如权利要求1所述的用于无缝钢管芯棒冷却的系统，其特征在于，还包括：出口温度计，其用于检测无缝钢管芯棒被冷却后的温度，所述出口温度计与控制装置连接。


4.如权利要求1所述的用于无缝钢管芯棒冷却的系统，其特征在于，所述阀为电动调节阀。


5.如权利要求1所述的用于无缝钢管芯棒冷却的系统，其特征在于，所述冷却喷箱上设有若干个喷嘴，所述若干个喷嘴被排列成一排或多排。

【专利技术属性】
技术研发人员：张庆峰，王笑波，杨为国，罗明，吴建峰，刘晔，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31