CN103357675B - 热轧h型钢冷床气雾冷却方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及热轧钢技术领域，尤其涉及一种热轧H型钢冷床气雾冷却方法及装置，该方法包括以下几个步骤：1）冷却水和压缩空气的准备；2）冷却水和压缩空气的输送；3）水气混合形成冷却气雾；4）气雾喷射轧件实现冷却。该装置包括设有阀门的冷却水管道和压缩空气管道，冷却水管道连接车间工业水主管道，压缩空气管道连接车间空气主管道；它们的末端均连接喷嘴。本发明利用利用分布均匀的多个喷头喷射冷却气雾对轧件进行气雾冷却，使得轧件表面冷却均匀，弯曲变形小，轧件下冷床时表面无积水，能有效解决热轧H型钢冷床能力不足的问题。

Description

热轧H型钢冷床气雾冷却方法及其装置

技术领域

本发明涉及热轧钢技术领域，尤其涉及一种用于冷床气雾冷却热轧H型钢的方法及其装置。

背景技术

H型钢截面形状经济合理，力学性能好，轧制时截面上各点延伸较均匀、内应力小，与普通工字钢比较，具有截面模数大、重量轻、节省金属的优点，可使建筑结构减轻30-40%；又因其腿内外侧平行，腿端是直角，拼装组合成构件，可节约焊接、铆接工作量达25%。常用于要求承截能力大，截面稳定性好的大型建筑（如厂房、高层建筑等），以及桥梁、船舶、起重运输机械、设备基础、支架、基础桩等。

在热轧Ｈ型钢半连续或全连续轧制生产过程中，已有部分厂家开始尝试在精轧机组后设置在线控制冷却装置，对成品轧件进行控制冷却，通过增大轧后冷却速度，细化铁素体晶粒，同时增加伪共析珠光体数量，合理分配冷却能力使铁素体晶粒获得最大程度的细化，进而提高热轧Ｈ型钢的性能，也在一定程度上减轻了轧件上冷床的温度，部分减轻了冷床能力不足。

但是，不论是否采用上述方式，由于在热轧Ｈ型钢生产过程中，随着生产节奏的加快，冷床的能力严重不足，成为抑制生产节奏的瓶颈。否则，成品轧件出冷床温度过高，不利于成品轧件的矫直，影响轧件的质量。如果在冷床上采用直接喷水冷却轧件，容易导致腹板弯曲变形而且冷却不均，不能彻底解决冷床能力不足这一问题。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种热轧H型钢冷床气雾冷却方法及其装置，该气雾冷却方法及装置能提高冷床冷却能力、且使轧件冷却均匀。

为实现上述目的，本发明采用的方案为：一种热轧H型钢冷床气雾冷却方法，它包括以下几个步骤：

1）冷却水和压缩空气的准备：轧钢水处理***将工业水处理并冷却至供水温度后通过水泵加压送到车间工业水主管道，厂区空压站将压缩空气处理好经空压机加压后通过厂区管网送至车间空气主管道；

2）冷却水和压缩空气的输送：冷却水和压缩空气分别从车间工业水主管道和车间空气主管道引入，再分别通过预先铺设的冷却水管道和压缩空气管道输送至冷床，冷却水管道和压缩空气管道上均设置有控制通断的阀门；

3）水气混合形成冷却气雾：冷却水管道和压缩空气管道末端连接有喷嘴，先打开压缩空气管道阀门通入压缩空气，压缩空气率先进入喷嘴的混合腔内，接着打开冷却水管道，冷却水随后进入喷嘴的混合腔内，压缩空气将冷却水在喷嘴的气、水混合腔中雾化形成冷却气雾；

4）气雾喷射轧件实现冷却：混合的冷却气雾由喷嘴喷出，气雾呈扇面状喷射在轧件下部，实现轧件(热轧H型钢)的冷却。

所述步骤1）中水压和压缩空气压力保持0.4MPa～0.6MPa之间，轧钢水处理***提供稳定的32℃以下的工业水。

所述步骤2）中每座冷床的冷却水管道和压缩空气管道分别设有七组，冷却水管道的头端与车间工业水主管道相连，压缩空气管道的头端与车间空气主管道相连；冷却水管道和压缩空气管道的末端均分成三路支管，通过中间配管与各自喷淋管相连，喷淋管连接所述喷嘴。

所述步骤3）中所述的喷嘴由腔体和喷头组成，腔体有气腔、水腔和混合腔，气腔、水腔均与混合腔相连通，水腔、气腔分别连接冷却水管道和压缩空气管道，混合腔位于气腔正上方并与喷头连接。

所述步骤3）中所述喷嘴的喷射角为75°。

所述每组喷淋管设置有八个喷嘴，喷嘴与冷床静齿条的下表面的距离为90mm。

所述中间配管上设手动球阀或流量调节阀。

一种热轧H型钢冷床气雾冷却装置，它包括有冷却水管道和压缩空气管道，冷却水管道和压缩空气管道上均设有控制通断的阀门；冷却水管道头端连接车间工业水主管道，车间工业水主管道连接轧钢水处理***引入冷却处理并经水泵加压后的工业水，压缩空气管道头端连接车间空气主管道，车间空气主管道连接厂区管网引入经空压机加压后的压缩空气；冷却水管道和压缩空气管道的末端均连接喷嘴，喷嘴设置在冷床下方且喷嘴口朝向轧件，每个喷嘴由腔体和喷头组成，腔体有气腔、水腔和混合腔，气腔、水腔分别连接压缩空气管道和冷却水管道，混合腔位于气腔正上方并与喷头连接。

本发明利用具备一定气压的压缩空气对冷却后的工业水进行雾化，利用分布均匀的多个喷头喷射冷却气雾对轧件进行气雾冷却，使得轧件表面冷却均匀，弯曲变形小，轧件下冷床时表面无积水，成品型钢无锈蚀现象出现，力学性能指标几乎未发生变化，因高温矫直造成的矫直废品量得到有效控制，同时能有效解决热轧H型钢冷床能力不足的问题。

附图说明

图1为本发明实施例的管道安装的原理图。

图2为本发明实施例的喷嘴安装示意图。

图中标记说明：1—喷嘴，2—水喷淋管，3—气喷淋管，4—冷却水中间配管，5—压缩空气中间配管，6—气动蝶阀；7—气动球阀；8—冷却水管道，9—压缩空气管道，10—车间工业水主管道，11—车间空气主管道；12、13—手动球阀。

具体实施方式

为更好地理解本发明，下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案做进一步的说明，参见图1和图2。

本发明利用气雾冷却的方法及其装置对热轧H型钢件进行冷却，有效解决热轧H型钢冷床冷却能力不足的同时，使得轧件表面冷却均匀，弯曲变形小，从而将因高温矫直造成的矫直废品量得到有效控制。本方法包括以下四个步骤：

1）冷却水和压缩空气的准备：为了能保障空气和冷却水的从车间主管道顺通输送至冷床，并在喷射前有效混合达到起雾目的，所以冷却水和空气需事先使用水泵和空压机分别加压后送到车间主管道，压力不能过高否则会对轧件表面造成伤害，但也不能太低，水气压力过低就难以起雾完全。另外，冷却用工业水的温度不宜过高，否则冷却的速度和效果不佳，但工业水的温度过低的话就使得成本提高。本实施例中，需要将水压和压缩空气压力保持0.4MPa～0.6MPa之间，轧钢水处理***保证工业水冷却至32℃以下。

2）冷却水和压缩空气的输送：

冷却水和压缩空气从车间工业水主管道10和车间空气主管道11引入，再分别通过预先铺设的冷却水管道8和压缩空气管道9输送至冷床，因为采用长尺冷却轧件较长，冷却水管道8和压缩空气管道9需要分成多组并均匀分布在轧件下面，才能达到全方位冷却轧件防止轧件因冷却不均造成的弯曲，本实施例中压缩空气管道9和冷却水管道8均设置七组，冷却水管道8的头端与车间工业水主管道10相连，压缩空气管道9的头端与车间空气主管道11相连；冷却水管道8和压缩空气管道9的末端均分成三路支管，分别通过压缩空气中间配管5、冷却水中间配管4与气喷淋管3和水喷淋管2对应相连，水喷淋管2、气喷淋管3均接入至所述喷嘴。压缩空气和冷却水需要分时序充入，且需要根据轧件的长度计算来选择投入工作的压缩空气管道9和冷却水管道8组数，所以冷却水管道8和压缩空气管道9上均设置有控制通断的阀门。本实施例中，压缩空气管道9由气动球阀7制开启，冷却水管道8由气动蝶阀6控制开启。压缩空气中间配管5、冷却水中间配管4置手动球阀13、手动球阀12或流量调节阀，便于控制流量和检修用。若需要自动控制，手动球阀则需升级成流量调节阀，但成本相对增加。

3）水气混合形成冷却气雾：利用水雾冷却更均匀，而且不会在轧件表面形成积水，成品型钢无锈蚀现象出现，力学性能指标几乎不会发生变化。冷却水管道8和压缩空气管道9支路末端相连的水喷淋管2和气喷淋管3连接有喷嘴1，两根喷淋管并排焊在一起成为一排介质管道，长度为5500mm，每排介质管道上布置8个气水雾化的喷嘴1。所述的喷嘴由腔体和喷头组成，腔体有气腔、水腔和混合腔，气腔、水腔均与混合腔相连通，一个直径为10mm的气腔，一个直径为12mm的水腔，气腔和水腔分别与气喷淋管3和水喷淋管2焊接在一起。另一个直径为20mm的气、水混合腔，气、水混合腔位于气腔正上方，与喷头通过螺纹连接。所述喷嘴1在轧件运动方向上分成两大排，每排布置布置21组喷嘴1，两排交错布置，喷嘴1间距为760mm，两排错开380mm；先打开压缩空气管道9阀门通入压缩空气，压缩空气率先通过喷嘴1的气腔进入混合腔内，接着打开冷却水管道8，冷却水通过随后通过喷嘴1的水腔进入混合腔内。压缩空气将水在喷嘴1的气、水混合腔中雾化形成冷却气雾。

4）气雾喷射轧件实现冷却：经过步骤3）混合腔中混合的冷却气雾由喷嘴1喷出，喷嘴1喷射角为75°，这样气雾呈扇面状喷射在轧件下部，实现轧件的均匀、快速冷却。

按本发明实施的热轧H型钢冷床气雾冷却装置加装在H型钢生产线的钢冷床出口侧，主要包括冷却水管道8和压缩空气管道9，它们分别通过气动蝶阀6和气动球阀7分七组一端与供给工业水和压缩空气的车间工业水主管道10、车间空气主管道相连11连接，另一端分成三路支管，通过冷却水中间配管4和压缩空气中间配管5与水喷淋管2和气喷淋管3对应相连，冷却水中间配管4和压缩空气中间配管5上设手动球阀12和手动球阀13，八个喷嘴1分成一组安装在并排的气喷淋管3和水喷淋管上2，以满足均匀冷却长的轧件的要求。喷嘴3设置在冷床下方且喷嘴口朝向轧件，每个喷嘴由腔体和喷头组成，腔体有气腔、水腔和混合腔，气腔、水腔分别连接气喷淋管3和水喷淋管2，混合腔位于气腔正上方并与喷头连接。

以上所揭露的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等效变化，仍属本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种热轧H型钢冷床气雾冷却方法，其特征在于它包括以下几个步骤：

1）冷却水和压缩空气的准备：轧钢水处理***将工业水处理并冷却至供水温度后通过水泵加压送到车间工业水主管道，厂区空压站将压缩空气处理好经空压机加压后通过厂区管网送至车间空气主管道；

水压和压缩空气压力保持0.4MPa～0.6MPa之间，轧钢水处理***提供稳定的32℃以下的工业水；

2）冷却水和压缩空气的输送：冷却水和压缩空气分别从车间工业水主管道和车间空气主管道引入，再分别通过预先铺设的冷却水管道和压缩空气管道输送至冷床，冷却水管道和压缩空气管道上均设置有控制通断的阀门；

3）水气混合形成冷却气雾：冷却水管道和压缩空气管道末端连接有喷嘴，先打开压缩空气管道阀门通入压缩空气，压缩空气率先进入喷嘴的混合腔内，接着打开冷却水管道，冷却水随后进入喷嘴的混合腔内，压缩空气将冷却水在喷嘴的气、水混合腔中雾化形成冷却气雾；

4）气雾喷射轧件实现冷却：混合的冷却气雾由喷嘴喷出，气雾呈扇面状喷射在轧件下部，实现轧件的冷却。

2.根据权利要求1所述的热轧H型钢冷床气雾冷却方法，其特征在于：所述步骤2）中每座冷床的冷却水管道和压缩空气管道分别设有七组，冷却水管道的头端与车间工业水主管道相连，压缩空气管道的头端与车间空气主管道相连；冷却水管道和压缩空气管道的末端均分成三路支管，通过中间配管与各自喷淋管相连，喷淋管连接所述喷嘴。

3.根据权利要求1所述的热轧H型钢冷床气雾冷却方法，其特征在于：所述步骤3）中所述的喷嘴由腔体和喷头组成，腔体有气腔、水腔和混合腔，气腔、水腔均与混合腔相连通，水腔、气腔分别连接冷却水管道和压缩空气管道，混合腔位于气腔正上方并与喷头连接。

4.根据权利要求1所述的热轧H型钢冷床气雾冷却方法，其特征在于：所述步骤3）中所述喷嘴的喷射角为75°。

5.根据权利要求2所述的热轧H型钢冷床气雾冷却方法，其特征在于：所述每组喷淋管设置有八个喷嘴，喷嘴与冷床静齿条的下表面的距离为90mm。

6.根据权利要求2所述的热轧H型钢冷床气雾冷却方法，其特征在于：所述中间配管上设手动球阀或流量调节阀。

7.一种用于权利要求1所述的一种热轧H型钢冷床气雾冷却方法的冷却装置，其特征在于：它包括有冷却水管道和压缩空气管道，冷却水管道和压缩空气管道上均设有控制通断的阀门；冷却水管道头端连接车间工业水主管道，车间工业水主管道连接轧钢水处理***引入冷却处理并经水泵加压后的工业水，压缩空气管道头端连接车间空气主管道，车间空气主管道连接厂区管网引入经空压机加压后的压缩空气；冷却水管道和压缩空气管道的末端均连接喷嘴，喷嘴设置在冷床下方且喷嘴口朝向轧件，每个喷嘴由腔体和喷头组成，腔体有气腔、水腔和混合腔，气腔、水腔分别连接压缩空气管道和冷却水管道，混合腔位于气腔正上方并与喷头连接；

每座冷床的冷却水管道和压缩空气管道有七组，冷却水管道的头端与车间工业水主管道相连，压缩空气管道的头端与车间空气主管道相连；冷却水管道和压缩空气管道的末端均分成三路支管，通过中间配管与各自喷淋管相连，喷淋管连接所述喷嘴。

8.根据权利要求7所述的热轧H型钢冷床气雾冷却装置，其特征在于：所述喷嘴的喷射角为75°。

9.根据权利要求7所述的热轧H型钢冷床气雾冷却装置，其特征在于：所述每组喷淋管设置有八个喷嘴，喷嘴与冷床静齿条的下表面的距离为90mm。

10.根据权利要求7所述的热轧H型钢冷床气雾冷却装置，其特征在于：所述中间配管上设手动球阀或流量调节阀。