一种减小超长板轧制过程中头尾温差的系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种减小超长板轧制过程中头尾温差的系统，其包括：冷却装置，其在钢板的行进方向具有延伸长度，所述冷却装置具有沿其长度方向排布的若干排喷嘴，每一排喷嘴均设有开关阀和流量调节阀；遮蔽槽，其沿着钢板的行进方向设于所述冷却装置的下游，并被设置为能够沿着与钢板的行进方向相反的方向行走，以遮挡所述喷嘴；控制装置，其与所述开关阀、流量调节阀和遮蔽槽分别连接。相应地，本发明专利技术还公开了上述的减小超长板轧制过程中头尾温差的系统而减小超长板轧制过程中头尾温差的方法。统而减小超长板轧制过程中头尾温差的方法。统而减小超长板轧制过程中头尾温差的方法。

【技术实现步骤摘要】
一种减小超长板轧制过程中头尾温差的系统及方法


[0001]本专利技术涉及一种控制温差的系统及方法，尤其涉及一种减小钢板轧制过程中头尾温差的系统及方法。

技术介绍

[0002]为了进一步地降低成本，提升竞争力，近年来新建厚板产线的产能也开始逐步增大，其产线从早期的年产100
‑
150万吨增加到200万吨以上。为提升厚板产线的产能，坯料规格也有了明显变化，长坯轧制已经成为提厚板产线产能的重要手段。
[0003]与此同时，采用长坯轧制所带来的问题也日益显现，采用长坯轧制所制得的成品板长度加长，其长度由传统的小于50m变成大于60m，甚至是80
‑
100m。此外。由于轧制过程中，钢板头部进入轧机后，尾部尚处于空冷状态，因此尾部较头部空冷时间延长，增量Δt＝L/v，其中L为钢板长度，v是轧制速度。钢板长度越长，则钢板头尾空冷时间差越大，头尾温差也越大，因此对轧制最后几道次的影响非常明显。
[0004]根据空冷辐射换热公式Q＝h
s
A(T
∞
‑
T
s
)，可以计算不同规格钢板空冷温降情况，其中辐射换热系数σ为Stefan
‑
Bolzman系数，T
∞
表示为已知的环境温度，T
s
表示钢板温度。通过整理计算结果可以发现：长度为80m的钢板在轧制速度为2.5m/s时，头尾轧制温差23
‑
79℃，越薄则头尾温差越大。
[0005]需要说明的是，大于30℃的头尾温差是产品工艺不允许的，大于30℃的头尾温差会导致头尾性能不均，主要原因在于影响终轧温度。终轧温度对产品组织性能的影响很复杂：奥氏体再结晶区轧制，终轧温度较高晶粒易于再结晶长大，头尾温差过大导致头尾晶粒尺寸大小明显差异；奥氏体非再结晶区轧制，终轧温度不同导致晶粒拉长形成的变形带、位错和孪晶数量不同；两相区轧制，终轧温度较高导致铁素体析出量增加，软相比例的增加导致强度有所降低。不同钢种又有所不同，简单理解不同的终轧温度会导致产品性能不同。因此，超长板轧制过程中的头尾温差问题是长坯轧制的瓶颈之一。
[0006]据调查，目前对于超长板头尾轧制温差控制手段主要通过升速轧制予以控制，其优点在于无需新增控制设备，缺点在于轧机升速范围有限，对头尾轧制温差的改善作用不明显。另有通过辊道上方安装保温罩的方式减小钢板温降，从而实现减低头尾温差。
[0007]例如：公开号为CN106955896A，公开日为2017年7月18日，名称为“基于轧件头尾温差的水箱参数在线调整系统及方法”的中国专利文献，公开了一种基于棒材头尾温差的水箱参数在线调整系统及方法，其通过检测棒材尾部轧前温度推测尾部轧后温度，并与测得的棒材头部轧后温度比较，从而计算水箱水量控制方法。
[0008]又例如：公开号为CN102366763A，公开日为2012年3月7日，名称为“一种控制带材的轧制温度的方法”的中国专利文献，介绍了一种控制带材的轧制温度的方法，其通过对热连轧带钢长度方向不同位置测温，比较温差大小判断阀门开启大小，以控制不同位置喷水流量，实现轧制温度均匀。
[0009]再例如：公开号为CN101905247A，公开日为2010年12月8日，名称为“一种半无头轧
制超长铸坯头尾温差的控制方法”的中国专利文献，其通过增加均热炉的方式减小坯料头尾温差。
[0010]基于此，针对现有技术中存在的缺陷，本专利技术期望获得一种减小超长板轧制过程中头尾温差的系统及方法，其可以有效解决厚板长坯轧制技术的瓶颈问题，改善超长板头尾温度均匀性，实现超长板均温轧制生产，以保证产品在长度方向性能均匀一致。

技术实现思路

[0011]本专利技术的目的之一在于提供一种减小超长板轧制过程中头尾温差的系统，其可以有效解决厚板长坯轧制技术的瓶颈问题，改善超长板头尾温度均匀性，实现超长板均温轧制生产，以保证产品在长度方向性能均匀一致。
[0012]为了实现上述目的，本专利技术提供了一种减小超长板轧制过程中头尾温差的系统，其包括：
[0013]冷却装置，其在钢板的行进方向具有延伸长度，所述冷却装置具有沿其长度方向排布的若干排喷嘴，每一排喷嘴均设有开关阀和流量调节阀；
[0014]遮蔽槽，其沿着钢板的行进方向设于所述冷却装置的下游，并被设置为能够沿着与钢板的行进方向相反的方向行走，以遮挡所述喷嘴；
[0015]控制装置，其与所述开关阀、流量调节阀和遮蔽槽分别连接。
[0016]进一步地，在本专利技术所述的系统中，还包括：
[0017]第一测温仪，其设于所述冷却装置的入口处；
[0018]第二测温仪，其设于冷却装置的出口处；
[0019]所述第一测温仪和第二测温仪分别与所述控制装置连接。
[0020]进一步地，在本专利技术所述的系统中，还包括上位机，其与所述控制装置连接，所述控制装置从上位机接收待冷却钢板的数据信息。
[0021]相应地，本专利技术的另一目的在于提供一种基于上述系统的减小超长板轧制过程中头尾温差的方法，该方法基于上述系统实施。
[0022]为了实现上述目的，本专利技术提出了一种基于本专利技术所述系统的减小超长板轧制过程中头尾温差的方法，其包括步骤：
[0023](1)当钢板头部到达冷却装置的入口处时，控制装置控制开关阀和流量调节阀以使所述冷却装置开始以水流密度f对钢板头部进行冷却；
[0024](2)当钢板头部行进至所述冷却装置的出口处时，控制装置控制遮蔽槽开始以速度V
f
沿着与钢板的行进方向相反的方向行走，直至遮蔽槽遮挡住冷却装置的全部喷嘴。
[0025]进一步地，在本专利技术所述的方法中，所述水流密度f基于下式获得：
[0026][0027]其中，c为已知的钢板比热，其单位参量为J/(kg℃)；m表示已知的钢板质量，其单位到了为kg；ΔT表示钢板头部温降目标，其单位参量为℃；T
水
为已知的冷却水温，单位参量为℃；T
头
为已知的钢板头部初始温度，单位参量为℃；t为冷却时间，单位参量为s；B为已知的钢板表面积，单位参量为 m2；r为已知的水压影响系数，r≥1；f表示待求取的水流密度，其单位参量为 L/(min
·
m2)；θ为已知的换热修正系数。
[0028]进一步地，在本专利技术所述的方法中，所述冷却时间t基于下述公式获得： t＝S/v，其中S表示所述冷却装置的延伸长度，v表示轧制速度。
[0029]进一步地，在本专利技术所述的方法中，钢板头部温降目标ΔT基于下述步骤获得：
[0030](1)基于下述公式建立不同厚度钢板的温度下降曲线数据库：
[0031][0032]其中，c为已知的钢板比热，单位参量为J/(kg℃)；m为已知的钢板质量，单位参量为kg；T
头
为已知的钢板头部初始温度，单位参量为℃；B为已知的钢板表面积，单位参量为m2；T...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种减小超长板轧制过程中头尾温差的系统，其特征在于，包括：冷却装置，其在钢板的行进方向具有延伸长度，所述冷却装置具有沿其长度方向排布的若干排喷嘴，每一排喷嘴均设有开关阀和流量调节阀；遮蔽槽，其沿着钢板的行进方向设于所述冷却装置的下游，并被设置为能够沿着与钢板的行进方向相反的方向行走，以遮挡所述喷嘴；控制装置，其与所述开关阀、流量调节阀和遮蔽槽分别连接。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：第一测温仪，其设于所述冷却装置的入口处；第二测温仪，其设于冷却装置的出口处；所述第一测温仪和第二测温仪分别与所述控制装置连接。3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括上位机，其与所述控制装置连接，所述控制装置从上位机接收待冷却钢板的数据信息。4.一种基于如权利要求1
‑
3中任意一项所述的减小超长板轧制过程中头尾温差的系统而减小超长板轧制过程中头尾温差的方法，其特征在于，包括步骤：(1)当钢板头部到达冷却装置的入口处时，控制装置控制开关阀和流量调节阀以使所述冷却装置开始以水流密度f对钢板头部进行冷却；(2)当钢板头部行进至所述冷却装置的出口处时，控制装置控制遮蔽槽开始以速度V
f
沿着与钢板的行进方向相反的方向行走，直至遮蔽槽遮挡住冷却装置的全部喷嘴。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述水流密度f基于下式获得：其中，c为已知的钢板比热，其单位参量为J/(kg℃)；m表示已知的钢板质量，其单位到了为kg；ΔT表示钢板头部温降目标，其单位参量为℃；T
水
为已知的冷却水温，单位参量为℃；T
头
为已知的钢板头部初始温度，单位参量为℃；t为冷却时间，单位参量为s；B为已...

【专利技术属性】
技术研发人员：张庆峰，焦四海，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：