CN110479775A - 一种缩短高线水冷截面温差的工艺控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种缩短高线水冷截面温差的工艺控制方法，优先使用精轧机组、减径机组和吐丝机的前道次水箱，当精轧机组前水箱水量超过150m3/h、精轧机组后水箱水量超过120m3/h时，则依次使用后道次水箱，并将闲置水箱水量控制在5m3/h以内，在正常生产过程中，开启水箱内穿水导槽的一组正吹气、两组反吹气和两组反吹水，一方面是为了封住水箱内冷却水，增加冷却效果，另一面是为了去除红钢出水箱后部分位置的表面水渍，减少截面温差，从而将红钢表面截面温差最大值控制在25℃以内，保证红钢进入下一道轧制工序或吐丝工序的温度均匀性。
Description
技术领域
本发明涉及轧钢技术领域，尤其是一种缩短高线水冷截面温差的工艺控制方法，用于对高速线材在轧制过程中通条水冷均匀性控制。
背景技术
高线生产的核心技术是控轧控冷，而高线的控冷是由轧后的水冷和风冷组成。水冷控制直接影响高速轧区的生产顺行、设备稳定和重点温度控制。水冷控制不当容易产生中高碳钢黑头、易切削钢劈头等生产事故，造成帘线钢氧化层结构改变、低合金钢马氏体等质量事故，另外诱发大规格低碳钢在滑动导槽中的头部划伤。
目前高线厂的高速区设备配置主要分为精轧机组、精轧机组+4架减定径机组、精轧机组+2架减径机组等，该类设备前后位置都安装若干个水箱用于吐丝前控冷。在控冷的过程中，为了减少生产事故，红钢头部通常设置不同程度的高温段，而头部高温段比中间正常温度高约50-100℃。为了保证产品质量，后续需要加剪修料，从而增加生产成本。
由于单一精轧机组后道工序不涉及轧制过程，红钢头部不再进行轧制变形，所以后续的水冷过程控制相对简单。由于精轧机组+4架减定径机组通常用于生产Φ16.0mm以上规格产品，而精轧机组+2架减径机组一般用于生产Φ5.5-16.0mm规格产品，所以精轧机组+4架减定径机组的水冷控制比精轧机组+2架减径机组要相对简单。当生产Φ5.5-6.5mm规格产品时，2架减径机组的终轧速度要达到100m/s以上，红钢在生产过程中要克服穿水堆钢、头部高温段偏长等困难。因此，解决精轧机组+2架减径机组的水冷控制问题即可基本解决目前高线厂其他高速区设备配置的水冷控制问题。
对于开轧温度高于1040℃的高碳钢或开轧温度低于940℃的低合金钢，因受终轧速度过快、降温幅度大、轧制升温快等因素影响，红钢经过水箱穿水冷却后在轧制高速区沿轧制方向出现通条发黑现象，即同一截面上具有明显的阴阳面。经测温得知，该表面截面温差最大值达到70-100℃。这类问题一方面增加生产质量事故隐患，另一方面增大主体设备和工艺件损坏的不确定性。经某厂现场生产数据分析，上述钢种的各类吨钢故障率要远大于其他钢种，而这类问题归根于水冷控制的不均匀性。
目前关于高线水冷均匀性没有公开的控制技术，同时仅各水箱控制模式组合就有上百种。当下，提升中高端线材产品的生产过程稳定性迫切需要一种有效的水冷控制方法。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术中之不足，本发明提供一种缩短高线水冷截面温差的工艺控制方法，通过控制各水箱使用模式、参数设置以及在线高温计监控，达到优化水冷过程的工艺控制。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种缩短高线水冷截面温差的工艺控制方法，具有如下步骤：
a、通过安装在精轧机组、减径机组和吐丝机前后的在线高温计采集电信号实时反馈温度信号，通过PDA中存储的温度与时间的关系数据，推算红钢头部温度与中间平稳温度相差25℃的高温段长度，通过PDA中温度波动情况，判断精轧机组、减径机组和吐丝机前各区间红钢通条温差的控制水平，通过手持测温枪测温，判断红钢同一截面温差的控制水平；
b、正常作业时，开启精轧机组前连接第一水箱的三通阀，关闭连接第二水箱的三通阀，开启减径机组前连接第三水箱的三通阀，关闭连接第四水箱、第五水箱的三通阀，开通吐丝机前连接第六水箱的三通阀，关闭连接第七水箱的三通阀，同步开启第一水箱、第三水箱和第六水箱内穿水导槽的一组正吹气、两组反吹气和两组反吹水，同时关闭连接第一水箱、第三水箱和第六水箱穿水导槽三个二次阀之中间的二次阀；
c、当精轧机组前第一水箱水量超过150m3/h、精轧机组后第三水箱水量超过120m3/h时，则依次使用后道次水箱，即精轧机组前开启第二水箱，减径机组前依次开启第四水箱、第五水箱，吐丝机前开启第七水箱；
d、上述使用中的各水箱的水压控制在0.1～1.0MPa范围内。
优选地，所述的三通阀采用流量控制模式，使得开始水流量大于中间过程水流量，与红钢头部温度高而中间温度低形成冷却互补而达到降低通条截面温差的效果。
进一步地，所述三通阀启动瞬间，所使用的水箱水压要大于0.2MPa，当压力达不到控制范围时，以1％的幅度减小与三通阀相连的溢流阀的开度。
本发明的有益效果是：本发明优先使用前道次水箱增加红钢在强冷后的回温段时间，另外利用水箱进出口水封和气封除去红钢表面的水膜，将红钢表面截面温差最大值控制在25℃以内，保证红钢进入下一道轧制工序或吐丝工序的温度均匀性。通过改变水箱使用数量和溢流阀开度控制来实现使用水箱增压的效果，当水压增大时，红钢在穿水导槽内因浮力增大而提高同一截面的冷却均匀性。另外，在水冷过程中使用部分水箱集中冷却模式取代所有水箱分散冷却模式，通过减少水箱的使用数量来减少各水箱控冷过程中红钢头部高温段不重叠的过渡长度。再者，水箱三通阀采用流量控制模式，使得开始水流量大于中间过程水流量，这与红钢头部温度高而中间温度低形成冷却互补，从而达到降低通条截面温差的效果。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明所述高速线材轧制设备布局结构示意图。
图2是图1中水箱导槽布局及水箱水***控制示意图。
图中：1.精轧机组，2.减径机组，3.吐丝机，4.夹送辊，5.第一水箱6.第二水箱，7.第三水箱，8.第四水箱，9.第五水箱，10.第六水箱，11.第七水箱，12.飞剪，13.穿水导槽，14.正吹气，15.反吹气，16.反吹水17.二次阀，18.三通阀，19.溢流阀。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1、图2所示，一种高速线材轧制设备，包括沿高速线材轧制方向依次排列的精轧机组1、减径机组2以及吐丝机3，吐丝机3前设有一对夹送辊4，位于精轧机组1前设有第一水箱5、第二水箱6，精轧机组1与减径机组2之间设有第三水箱7、第四水箱8和第五水箱9，减径机组2与吐丝机3之间设有第六水箱10和第七水箱11，精轧机组1前还设有飞剪12。图1、图2中箭头表示轧制方向。
上述各水箱中沿轧制方向，均排列有若干穿水导槽13，水箱端部的穿水导槽13连接有正吹气14，水箱尾端的穿水导槽13分别连接两组反吹气15和两组反吹水16，两组反吹气15和两组反吹水16交错设置，中间的三个穿水导槽13分别连接有二次阀17，并连接有三通阀18和溢流阀19。
一种缩短高线水冷截面温差的工艺控制方法，具有如下步骤：
a、通过安装在精轧机组1、减径机组2和吐丝机3前后的在线高温计采集电信号实时反馈温度信号，通过PDA中存储的温度与时间的关系数据，推算红钢头部温度与中间平稳温度相差25℃的高温段长度，通过PDA中温度波动情况，判断精轧机组1、减径机组2和吐丝机3前各区间红钢通条温差的控制水平，通过手持测温枪测温，判断红钢同一截面温差的控制水平；
b、正常作业时，开启精轧机组1前连接第一水箱5的三通阀18，关闭连接第二水箱6的三通阀18，开启减径机组2前连接第三水箱7的三通阀18，关闭连接第四水箱8、第五水箱9的三通阀18，开通吐丝机3前连接第六水箱10的三通阀18，关闭连接第七水箱11的三通阀18，同步开启第一水箱5、第三水箱7和第六水箱10内穿水导槽13的一组正吹气14、两组反吹气15和两组反吹水16，同时关闭连接第一水箱5、第三水箱7和第六水箱10穿水导槽13三个二次阀17之中间的二次阀17；
c、当精轧机组1前第一水箱5水量超过150m3/h、精轧机组1后第三水箱7水量超过120m3/h时，则依次使用后道次水箱，即精轧机组1前开启第二水箱6，减径机组2前依次开启第四水箱8、第五水箱9，吐丝机3前开启第七水箱11；
d、上述使用中的各水箱的水压控制在0.1～1.0MPa范围内，其中处于闲置状态的各水箱水量控制在5m3/h以内。
优选地，所述的三通阀18采用流量控制模式，使得开始水流量大于中间过程水流量，与红钢头部温度高而中间温度低形成冷却互补而达到降低通条截面温差的效果。
进一步地，所述三通阀18启动瞬间，所使用的水箱水压要大于0.2MPa，当压力达不到控制范围时，以1％的幅度减小与三通阀18相连的溢流阀19的开度。
实施例1：一种缩短Φ5.5mm高碳钢线材水冷截面温差的工艺控制方法。
160mm2方坯的高碳钢经过二架式减径机组2以100m/s的终轧速度轧制成Φ5.5mm线材，其开轧温度为1040±30℃，精轧前温度900±20℃，减径机组2前温度900±20℃，吐丝温度930±15℃，具体水冷工艺控制方法如下：
(1)如图1、图2，精轧机组1前开启第一水箱5的三通阀18，关闭第二水箱6的三通阀18，第一水箱5开启穿水导槽13的正吹气14、反吹气15和反吹水16，关闭连接第一水箱5的三个二次阀17中的第二个二次阀17，水量设置为50～70m3/h，水压设置大于0.1MPa，精轧前红钢同方向的通条温差控制在25℃以内，截面温差控制在20℃以内；
(2)减径机组2前开启第三水箱7的三通阀18，关闭第四水箱8、第五水箱9的三通阀18；第三水箱7开启穿水导槽13的正吹气14、反吹气15和反吹水16，关闭连接第三水箱7的三个二次阀17中的第二个二次阀17，水量设置为70～90m3/h，水压设置大于0.1MPa，溢流阀19开度小于35％，减径机组2前红钢除高温段以外的同方向通条温差控制在20℃以内，截面温差控制在20℃以内；
(3)吐丝机3前开启第六水箱10的三通阀18，关闭第七水箱11的三通阀18，第六水箱10开启穿水导槽13的正吹气14、反吹气15和反吹水16，关闭连接第六水箱10的三个二次阀17中的第二个二次阀17，水量设置为40～60m3/h，水压设置大于0.1MPa，溢流阀19开度小于30％，吐丝前红钢除高温段以外的同方向通条温差控制在20℃以内，截面温差控制在15℃以内，吐丝头部高温段控制在20圈以内。
实施例2：一种缩短Φ8.0mm低合金钢线材水冷截面温差的工艺控制方法。
160mm2方坯的低合金钢经过二架式的减径机组2以58m/s的终轧速度轧制成Φ8.0mm线材，其开轧温度为930±30℃，精轧前温度900±20℃，减径机组2前温度840±20℃，吐丝温度790±15℃，具体水冷工艺控制方法如下：
(1)如图1、图2，精轧机组1前开启第一水箱5的三通阀18，关闭第二水箱6的三通阀18，第一水箱5开启穿水导槽13的正吹气14、反吹气15和反吹水16，关闭连接第一水箱5的三个二次阀17中的第二个二次阀17，水量设置为90～110m3/h，水压设置大于0.1MPa，精轧前红钢同方向的通条温差控制在25℃以内，截面温差控制在25℃以内；
(2)减径机组2前开启第三水箱7、第四水箱8的三通阀18，关闭第五水箱9的三通阀18；第三水箱7开启穿水导槽13的正吹气14、反吹气15和反吹水16，关闭连接第三水箱7的三个二次阀17中的第二个二次阀17，水量设置120m3/h，水压设置大于0.1MPa，溢流阀19开度小于40％，第四水箱8开启穿水导槽13的正吹气14、反吹气15和反吹水16，关闭连接第四水箱8的三个二次阀17中的第二个二次阀17，水量设置50～80m3/h，水压设置大于0.1MPa，溢流阀开度小于40％，减径机组2前红钢除高温段以外同方向的通条温差控制在25℃以内，截面温差控制在20℃以内。
(3)吐丝机3前开启第六水箱10、第七水箱11的三通阀18，第六水箱10开启穿水导槽13的正吹气14、反吹气15和反吹水16，关闭第六水箱10的第二个二次阀17，水量设置120m3/h，水压设置大于0.1MPa，溢流阀19开度小于35％；第七水箱11开启穿水导槽13的正吹气14、反吹气15和反吹水16，关闭第七水箱11的第二个二次阀17，水量设置50～80m3/h，水压设置大于0.1MPa，溢流阀19开度小于35％，吐丝前红钢除高温段以外同方向的通条温差控制在20℃以内，截面温差控制在20℃以内，吐丝头部高温段控制在10圈以内。
实施例3：一种缩短Φ13.0mm钢绞线用钢线材水冷截面温差的工艺控制方法。
160mm2方坯的高碳钢经过二架式的减径机组2以32m/s的终轧速度轧制成Φ13.0mm线材，其开轧温度为1080±30℃，精轧前温度900±20℃，减径前温度840±20℃，吐丝温度900±15℃，具体水冷工艺控制方法如下：
(1)如图1、图2，精轧机组1前开启第一水箱5、第二水箱6的三通阀18，第一水箱5开启穿水导槽13的正吹气14、反吹气15和反吹水16，关闭第一水箱5的第二个二次阀17，水量设置150m3/h，水压设置大于0.1MPa；第二水箱6开启穿水导槽13的正吹气14、反吹气15和反吹水16，关闭第二水箱6的第二个二次阀17，水量设置90～120m3/h，水压设置大于0.1MPa，精轧前红钢同方向的通条温差控制在25℃以内，截面温差控制在25℃以内。
(2)减径机组2前开启第三水箱7的三通阀18，关闭第四水箱8、第五水箱9的三通阀18，第三水箱7开启穿水导槽13的正吹气14、反吹气15和反吹水16，关闭第三水箱7的第二个二次阀17，水量设置40～70m3/h，水压设置大于0.1MPa，溢流阀开度小于35％，减径机组2前红钢除高温段以外的同方向通条温差控制在20℃以内，截面温差控制在20℃以内。
(3)吐丝机3前开启第六水箱10的三通阀18，关闭第七水箱11的三通阀18，第六水箱10开启穿水导槽13的正吹气14、反吹气15和反吹水16，关闭第六水箱10的第二个二次阀17，水量设置60～90m3/h，水压设置大于0.1MPa，溢流阀19开度小于30％，吐丝前红钢除高温段以外的同方向通条温差控制在20℃以内，截面温差控制在15℃以内，吐丝头部高温段控制在4圈以内。
在正常生产过程中，开启第一水箱5、第三水箱7和第六水箱10内穿水导槽13的一组正吹气14、两组反吹气15和两组反吹水16，一方面是为了封住各水箱内的冷却水，增加冷却效果，另一面是为了去除红钢出水箱后部分位置的表面水渍，从而减少截面温差。
本发明经过多次现场试验得出，在水冷过程中各使用水箱的水压一般控制在0.1～1.0MPa范围内，可使各规格线材水冷均匀性得到明显改善。当压力达不到控制范围时，则从后往前依次关闭各水箱的二次阀17。另外，各使用水箱的三通阀18采用流量控制模式，溢流阀19采用开度控制模式。三通阀18采用流量控制模式是为了保证水流量稳定，不受外界水压干扰，从而保证轧线重点温度稳定控制。溢流阀19采用开度控制模式是为了产生憋压效果，从而增大开始时水流量。在三通阀18启动瞬间，对应水箱内的水压要大于0.2MPa，当压力达不到控制范围时，则以1％的幅度减小溢流阀19开度。
本发明的优势在于：优先使用前道次水箱增加红钢在强冷后的回温段时间，另外利用水箱进出口水封和气封除去红钢表面的水膜，将红钢表面截面温差最大值控制在25℃以内，保证红钢进入下一道轧制工序或吐丝工序的温度均匀性。通过改变水箱使用数量和溢流阀19开度控制来实现各使用水箱增压的效果，当水压增大时，红钢在穿水导槽13内因浮力增大而提高同一截面的冷却均匀性。另外，在水冷过程中使用部分水箱集中冷却模式取代所有水箱分散冷却模式，通过减少水箱的使用数量来减少各水箱控冷过程中红钢头部高温段不重叠的过渡长度。再者，各水箱的三通阀18采用流量控制模式，使得开始水流量大于中间过程水流量，这与红钢头部温度高而中间温度低形成冷却互补，从而达到降低通条截面温差的效果。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (3)
1.一种缩短高线水冷截面温差的工艺控制方法，其特征是：具有如下步骤：
a、通过安装在精轧机组、减径机组和吐丝机前后的在线高温计采集电信号实时反馈温度信号，通过PDA中存储的温度与时间的关系数据，推算红钢头部温度与中间平稳温度相差25℃的高温段长度，通过PDA中温度波动情况，判断精轧机组、减径机组和吐丝机前各区间红钢通条温差的控制水平，通过手持测温枪测温，判断红钢同一截面温差的控制水平；
b、正常作业时，开启精轧机组前连接第一水箱的三通阀，关闭连接第二水箱的三通阀，开启减径机组前连接第三水箱的三通阀，关闭连接第四水箱、第五水箱的三通阀，开通吐丝机前连接第六水箱的三通阀，关闭连接第七水箱的三通阀，同步开启第一水箱、第三水箱和第六水箱内穿水导槽的一组正吹气、两组反吹气和两组反吹水，同时关闭连接第一水箱、第三水箱和第六水箱穿水导槽三个二次阀之中间的二次阀；
c、当精轧机组前第一水箱水量超过150m3/h、精轧机组后第三水箱水量超过120m3/h时，则依次使用后道次水箱，即精轧机组前开启第二水箱，减径机组前依次开启第四水箱、第五水箱，吐丝机前开启第七水箱；
d、上述使用中的各水箱的水压控制在0.1～1.0MPa范围内。
2.如权利要求1所述的缩短高线水冷截面温差的工艺控制方法，其特征是：所述的三通阀采用流量控制模式，使得开始水流量大于中间过程水流量，与红钢头部温度高而中间温度低形成冷却互补而达到降低通条截面温差的效果。
3.如权利要求2所述的缩短高线水冷截面温差的工艺控制方法，其特征是：所述三通阀启动瞬间，所使用的水箱水压要大于0.2MPa，当压力达不到控制范围时，以1％的幅度减小与三通阀相连的溢流阀的开度。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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