分段式層流冷卻系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種分段式層流冷卻系統(tǒng)，包括精軋機(jī)組、層流冷卻控制模塊、輸出輥道、卷取機(jī)夾送輥、卷取機(jī)、卷取機(jī)助卷輥、層流冷卻前段冷卻集管、層流冷卻后段冷卻集管、精軋出口測溫計、設(shè)置在層流冷卻后段冷卻集管與卷取機(jī)夾送輥之間的卷取機(jī)前端測溫計，它還包括設(shè)置在層流冷卻前段冷卻集管和層流冷卻后段冷卻集管之間的層流冷卻中部測溫計，所述層流冷卻中部測溫計的信號輸出端連接層流冷卻控制模塊的信號輸入端。本實用新型通過增設(shè)層流冷卻中部測溫計，實現(xiàn)了層流冷卻溫度的分段測量，進(jìn)一步提高了帶鋼層流冷卻過程中的控制精度。
【專利說明】分段式層流冷卻系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及熱軋板帶鋼軋后的冷卻控制【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地指一種分段式層流冷卻系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]層流冷卻是熱軋板帶生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。熱連軋板帶廠普遍采用層流冷卻系統(tǒng)控制鋼帶的軋后冷卻速度和卷取溫度，使板帶獲得良好的金相組織和力學(xué)性能。精確地控制卷取溫度對帶鋼獲得理想的組織和性能具有十分重要的意義，熱軋帶鋼的實際卷取溫度是否能控制在要求的范圍內(nèi)，則主要取決于對精軋機(jī)后帶鋼冷卻系統(tǒng)的控制。
[0003]卷取溫度的控制精度直接影響到帶鋼的力學(xué)性能和微觀組織，常規(guī)的層流冷卻系統(tǒng)只有精軋機(jī)組出口輥道上方和卷取機(jī)前輥道上方各設(shè)有一組測溫計，無層流冷卻中部測溫計。上述冷卻系統(tǒng)存在以下兩個問題:1)帶鋼頭部的卷取溫度命中率(溫度控制設(shè)定一個目標(biāo)值，另設(shè)定目標(biāo)值的上下波動溫度，帶鋼溫度在設(shè)定的波動溫度范圍內(nèi)的長度與總長度之比稱為帶鋼溫度的命中率，例如:帶鋼的目標(biāo)溫度是600°c，上下允許波動是±20°C，帶鋼長度是1000m，實際檢測的溫度在580-620°C的帶鋼長度是900m，溫度命中率是90%)偏低(卷取溫度偏低或偏高)；2)雙相鋼生產(chǎn)時，層流冷卻采用的是水冷、空冷和水冷三段式冷卻工藝，為獲得需要的金相組織，第一段水冷卻后的帶鋼溫度有嚴(yán)格要求，常規(guī)的層流冷卻系統(tǒng)中沒有測溫裝置，無法實現(xiàn)帶鋼各段的精準(zhǔn)控制。因此，需要一套既能精準(zhǔn)控制帶鋼頭部溫度又能實現(xiàn)分段式控制的層流冷卻設(shè)備。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型的目的就是要提供一種分段式層流冷卻系統(tǒng)，該裝置有效的解決了帶鋼頭部卷取溫度命中率差的問題，提高了帶鋼性能的均勻性，另外，該裝置還能進(jìn)一步提高層流冷卻的精準(zhǔn)控制。
[0005]為實現(xiàn)此目的，本實用新型所設(shè)計的分段式層流冷卻系統(tǒng)，它包括精軋機(jī)組、層流冷卻控制模塊、輸入口設(shè)置在精軋機(jī)組輸出端的輸出輥道、設(shè)置在輸出輥道輸出口的卷取機(jī)夾送輥、設(shè)置在卷取機(jī)夾送輥輸出端的卷取機(jī)、設(shè)置在卷取機(jī)上的卷取機(jī)助卷輥、并排設(shè)置在輸出輥道上方的層流冷卻前段冷卻集管和層流冷卻后段冷卻集管、設(shè)置在精軋機(jī)組與層流冷卻前段冷卻集管之間的精軋出口測溫計、設(shè)置在層流冷卻后段冷卻集管與卷取機(jī)夾送輥之間的卷取機(jī)前端測溫計、其中，層流冷卻控制模塊的信號輸入端分別與精軋出口測溫計和卷取機(jī)前端測溫計的信號輸出端連接，層流冷卻控制模塊的信號輸出端分別與層流冷卻前段冷卻集管和層流冷卻后段冷卻集管的控制端連接，其特征在于:它還包括設(shè)置在層流冷卻前段冷卻集管和層流冷卻后段冷卻集管之間的層流冷卻中部測溫計，所述層流冷卻中部測溫計的信號輸出端連接層流冷卻控制模塊的信號輸入端。
[0006]所述精軋出口測溫計、層流冷卻中部測溫計和卷取機(jī)前端測溫計均包括紅外輻射接收器、電流信號轉(zhuǎn)化器、二次儀表接收電流信號器和計算機(jī)模塊，其中，所述紅外輻射接收器的信號輸入端感應(yīng)對應(yīng)區(qū)域的實時溫度信號，紅外輻射接收器的信號輸出端連接電流信號轉(zhuǎn)化器的信號輸入端，電流信號轉(zhuǎn)化器的輸出端通過二次儀表接收電流信號器連接計算機(jī)模塊的信號輸入端，計算機(jī)模塊的信號輸出端連接層流冷卻控制模塊的信號輸入端。
[0007]所述精軋出口測溫計、層流冷卻中部測溫計和卷取機(jī)前端測溫計均還包括溫度顯示器，所述計算機(jī)模塊的信號輸出端連接溫度顯示器。
[0008]上述技術(shù)方案中，它還包括固定在地面上的層流冷卻裝置機(jī)架、固定在層流冷卻裝置機(jī)架上的多個測溫計支架，所述精軋出口測溫計、層流冷卻中部測溫計和卷取機(jī)前端測溫計固定在對應(yīng)的測溫計支架上。
[0009]上述技術(shù)方案中，它還包括設(shè)置在輸出輥道上方的帶鋼位置跟蹤裝置，所述帶鋼位置跟蹤裝置的信號輸出端連接層流冷卻控制模塊的信號輸入端。
[0010]本實用新型在精軋出口測溫計和卷取機(jī)前端測溫計之間設(shè)置層流冷卻中部測溫計作為新增的控制點，實際上可以認(rèn)為這是一個校正控制測溫計，將這個測溫計安放在層流冷卻中部(層流冷卻前段冷卻集管和層流冷卻后段冷卻集管之間的空冷段)，一方面受水汽影響較小，便于測溫；另一方面保證控制間距合適。本裝置的控制思想是，三點雙閉環(huán)控制，層流冷卻中部測溫計相應(yīng)也有一個目標(biāo)溫度，在帶鋼正常設(shè)定完成之后，冷卻過程中，三個測溫計同時采集各自的過程信號，層流冷卻中部測溫計同樣按照反饋思路接近目標(biāo)值，保證前段的溫度穩(wěn)定，然后到達(dá)卷取機(jī)前端測溫計，此時從層流冷卻中部測溫計經(jīng)過的帶鋼溫度已經(jīng)趨于穩(wěn)定，如客觀條件較滿足的情況下，后段水量調(diào)整量不大，但如果此時卷取機(jī)前端測溫計實測溫度異常，依據(jù)反饋控制對后段水量進(jìn)行調(diào)整。層流冷卻中部測溫計在信號傳輸過程中起到反饋和校正的作用，一方面對前段水閥進(jìn)行反饋，另一方面對后段水閥進(jìn)行前饋，兩者同時作用。
[0011]本實用新型通過增設(shè)層流冷卻中部測溫計，實現(xiàn)了層流冷卻溫度的分段測量，進(jìn)一步提高了帶鋼層流冷卻過程中的控制精度，常規(guī)熱軋板帶鋼卷取溫度控制精度一般為±20°C，本實用新型下可實現(xiàn)±10°c的控制，降低了板帶鋼的卷取溫度波動。另外，本實用新型由于在層流冷卻中部設(shè)置了溫度反饋控制，帶鋼頭部的溫度控制是依據(jù)層流冷卻控制模塊計算給出冷卻水，待檢測到實際溫度后與目標(biāo)溫度進(jìn)行比較，通過加大或減少水量實現(xiàn)溫度的準(zhǔn)確控制，層流冷卻中部加測溫計后，層流冷卻中部測溫計檢測到溫度后可通過控制后段的層流冷卻水量，相當(dāng)于提前對溫度進(jìn)行了調(diào)整，實現(xiàn)帶鋼頭部的準(zhǔn)確控制。這樣能顯著提高帶鋼頭部卷取溫度命中率和帶鋼性能的均勻性。另外，由于本實用新型在層流冷卻系統(tǒng)的中部設(shè)置了層流冷卻中部測溫計，使得本實用新型能滿足雙相鋼生產(chǎn)時所需的三段式冷卻工藝對帶鋼溫度控制的要求。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2為本實用新型中層流冷卻中部測溫計的結(jié)構(gòu)框圖。
[0014]其中，1一精軋機(jī)組、2—輸出棍道、3—卷取機(jī)夾送棍、4一卷取機(jī)、5—卷取機(jī)助卷輥、6—層流冷卻前段冷卻集管、7—層流冷卻后段冷卻集管、8—精軋出口測溫計、9 一卷取機(jī)前端測溫計、10—層流冷卻控制模塊、11—層流冷卻中部測溫計、12—紅外輻射接收器、13 一電流彳目號轉(zhuǎn)化器、14 一二次儀表接收電流/[目號器、15 一計算機(jī)模塊、16 一溫度顯不器、17—層流冷卻裝置機(jī)架、18—測溫計支架、19 一帶鋼位置跟蹤裝置。
【具體實施方式】
[0015]以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明:
[0016]如圖1所示的分段式層流冷卻系統(tǒng)，它包括精軋機(jī)組1、層流冷卻控制模塊10、輸入口設(shè)置在精軋機(jī)組I輸出端的輸出輥道2、設(shè)置在輸出輥道2輸出口的卷取機(jī)夾送輥3、設(shè)置在卷取機(jī)夾送輥3輸出端的卷取機(jī)4、設(shè)置在卷取機(jī)4上的卷取機(jī)助卷輥5、并排設(shè)置在輸出輥道2上方的層流冷卻前段冷卻集管6和層流冷卻后段冷卻集管7、設(shè)置在精軋機(jī)組I與層流冷卻前段冷卻集管6之間的精軋出口測溫計8、設(shè)置在層流冷卻后段冷卻集管7與卷取機(jī)夾送輥3之間的卷取機(jī)前端測溫計9、其中，層流冷卻控制模塊10的信號輸入端分別與精軋出口測溫計8和卷取機(jī)前端測溫計9的信號輸出端連接，層流冷卻控制模塊10的信號輸出端分別與層流冷卻前段冷卻集管6和層流冷卻后段冷卻集管7的控制端連接，它還包括設(shè)置在層流冷卻前段冷卻集管6和層流冷卻后段冷卻集管7之間的層流冷卻中部測溫計11，所述層流冷卻中部測溫計11的信號輸出端連接層流冷卻控制模塊10的信號輸入端。上述精軋出口測溫計8的測溫范圍為700-1000°C，層流冷卻中部測溫計11的測溫范圍為300?900°C，卷取機(jī)前端測溫計9的測溫范圍為150?850°C。
[0017]上述技術(shù)方案中，所述精軋出口測溫計8、層流冷卻中部測溫計11和卷取機(jī)前端測溫計9均包括紅外輻射接收器12、電流信號轉(zhuǎn)化器13、二次儀表接收電流信號器14和計算機(jī)模塊15，其中，所述紅外輻射接收器12的信號輸入端感應(yīng)對應(yīng)區(qū)域的實時溫度信號，紅外輻射接收器12的信號輸出端連接電流信號轉(zhuǎn)化器13的信號輸入端，電流信號轉(zhuǎn)化器13的輸出端通過二次儀表接收電流信號器14連接計算機(jī)模塊15的信號輸入端，計算機(jī)模塊15的信號輸出端連接層流冷卻控制模塊10的信號輸入端。其中，層流冷卻中部測溫計11的結(jié)構(gòu)如圖2所示。上述紅外輻射接收器12測量的紅外輻射通過電流信號轉(zhuǎn)化器13轉(zhuǎn)換成電流信號，紅外輻射轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的電流值，由電流的大小直觀感知紅外熱輻射的大小，實現(xiàn)間接的溫度測量。上述二次儀表接收電流信號器14用于對電流信號轉(zhuǎn)化器13轉(zhuǎn)換成的電流進(jìn)行測量與讀取。
[0018]上述技術(shù)方案中，所述精軋出口測溫計8、層流冷卻中部測溫計11和卷取機(jī)前端測溫計9均還包括溫度顯示器16，所述計算機(jī)模塊15的信號輸出端連接溫度顯示器16。溫度顯示器16方便技術(shù)人員讀取當(dāng)前的溫度。
[0019]上述技術(shù)方案中，它還包括固定在地面上的層流冷卻裝置機(jī)架17、固定在層流冷卻裝置機(jī)架17上的多個測溫計支架18，所述精軋出口測溫計8、層流冷卻中部測溫計11和卷取機(jī)前端測溫計9固定在對應(yīng)的測溫計支架18上。
[0020]上述技術(shù)方案中，它還包括設(shè)置在輸出輥道2上方的帶鋼位置跟蹤裝置19，所述帶鋼位置跟蹤裝置19的信號輸出端連接層流冷卻控制模塊10的信號輸入端。所述帶鋼位置跟蹤裝置19與層流冷卻裝置機(jī)架17固定連接。
[0021]本實用新型的層流冷卻控制方法包括如下步驟:
[0022]步驟1:精軋出口測溫計8測得軋機(jī)末端的實時溫度Tl，并將溫度Tl傳輸?shù)綄恿骼鋮s控制模塊10，并在層流冷卻控制模塊10內(nèi)輸入層流冷卻中部測溫計11的帶鋼目標(biāo)溫度值t2，在層流冷卻控制模塊10內(nèi)輸入卷取機(jī)前端測溫計9的帶鋼目標(biāo)溫度值t3，在層流冷卻控制模塊10內(nèi)計算溫度差值」1 (」1=實時溫度T1-帶鋼目標(biāo)溫度值t2)，再根據(jù)輸出輥道2的速度v換算出冷卻需要的水量hi (根據(jù)每根層流冷卻前段冷卻集管6的冷卻能力，層流冷卻控制模塊10會計算出需要開幾組冷卻水，這幾組冷卻水的流量和就是水量hi )，層流冷卻控制模塊10控制水量hi分配給層流冷卻前段冷卻集管6 ；
[0023]步驟2:帶鋼位置跟蹤裝置19對層流冷卻內(nèi)的帶鋼位置進(jìn)行實時跟蹤，并將實時的帶鋼位置信息發(fā)送給層流冷卻控制模塊10，根據(jù)帶鋼在層流冷卻下方的跟蹤信號，當(dāng)帶鋼頭部到達(dá)層流冷卻中部測溫計11處時，層流冷卻中部測溫計11檢測出帶鋼頭部的瞬時溫度，每0.20秒檢測一次，每4個點取平均值，得出層流冷卻中部測溫計11的實測溫度值T2，實測溫度值T2與層流冷卻中部測溫計11的帶鋼目標(biāo)溫度值t2進(jìn)行比對，得出溫度差值」2 (」2=實測溫度值T2-帶鋼目標(biāo)溫度值t2)，再根據(jù)輸出輥道2的速度v換算出水量h2，層流冷卻控制模塊10控制水量h2補(bǔ)償給層流冷卻前段冷卻集管6，具體控制時，當(dāng)溫度差值」2 < -10°C，層流冷卻控制模塊10控制減少層流冷卻前段冷卻集管6的水量，當(dāng)溫度差值^ 2 > 10°C，層流冷卻控制模塊10控制增加層流冷卻前段冷卻集管6的水量，當(dāng)-10°C≤溫度差值」2 ( 10°C時，層流冷卻控制模塊10認(rèn)為處于正常計算偏差范圍內(nèi)，層流冷卻控制模塊10不進(jìn)行水量調(diào)整；
[0024]步驟3:在層流冷卻控制模塊10內(nèi)將層流冷卻中部測溫計11的實測溫度值T2與卷取機(jī)前端測溫計9的帶鋼目標(biāo)溫度值t3進(jìn)行比對，得出溫度差值」3(」1=帶鋼目標(biāo)溫度值t3-實測溫度值T2)，再根據(jù)輸出輥道2的速度v換算出水量h3，層流冷卻控制模塊10控制水量h3分配給層流冷卻后段冷卻集管7 ；
[0025]步驟4:帶鋼位置跟蹤裝置19對層流冷卻內(nèi)的帶鋼位置進(jìn)行實時跟蹤，并將實時的帶鋼位置信息發(fā)送給層流冷卻控制模塊10，根據(jù)帶鋼在層流冷卻下方的跟蹤信號，當(dāng)帶鋼頭部到達(dá)卷取機(jī)前端測溫計9處時，卷取機(jī)前端測溫計9會檢測出帶鋼的瞬時溫度，每
0.20秒檢測一次，每4個點取平均值，得出實測溫度值T3，實測溫度值T3與帶鋼目標(biāo)溫度值t3進(jìn)行比對，得出溫度差值」3 (」3=實測溫度值T3-帶鋼目標(biāo)溫度值t3)，再根據(jù)輸出輥道2的速度v換算出水量h4補(bǔ)償給層流冷卻后段冷卻集管7，具體控制時，當(dāng)溫度差值」3 < -10°C，層流冷卻控制模塊10控制減少層流冷卻后段冷卻集管7的水量，當(dāng)溫度差值」3 > 10°C，層流冷卻控制模塊10控制增加層流冷卻后段冷卻集管7的水量，當(dāng)-10°C<溫度差值」3 ( 10°C時，層流冷卻控制模塊10認(rèn)為處于正常計算偏差范圍內(nèi)，層流冷卻控制模塊10不進(jìn)行水量調(diào)整，完成層流冷卻中部測溫計11與卷取機(jī)前端測溫計9的反饋計算及閉環(huán)控制。
[0026]上述控制步驟中，精軋出口測溫計8、層流冷卻中部測溫計11和卷取機(jī)前端測溫計9不間斷的檢測，當(dāng)檢測的溫度大于對應(yīng)測溫計最小量程時，對應(yīng)的測溫計會將瞬時實測值傳輸給層流冷卻控制模塊10，層流冷卻控制模塊10將源數(shù)據(jù)進(jìn)行平均計算，將計算后的平均值描出曲線，實現(xiàn)帶鋼卷取溫度的精準(zhǔn)控制。
[0027]本說明書未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。
【權(quán)利要求】
1.一種分段式層流冷卻系統(tǒng)，它包括精軋機(jī)組(1)、層流冷卻控制模塊(10)、輸入口設(shè)置在精軋機(jī)組(1)輸出端的輸出輥道(2 )、設(shè)置在輸出輥道(2 )輸出口的卷取機(jī)夾送輥(3 )、設(shè)置在卷取機(jī)夾送輥(3 )輸出端的卷取機(jī)(4 )、設(shè)置在卷取機(jī)(4 )上的卷取機(jī)助卷輥(5 )、并排設(shè)置在輸出輥道(2)上方的層流冷卻前段冷卻集管(6)和層流冷卻后段冷卻集管(7)、設(shè)置在精軋機(jī)組(1)與層流冷卻前段冷卻集管(6)之間的精軋出口測溫計(8)、設(shè)置在層流冷卻后段冷卻集管(7)與卷取機(jī)夾送輥(3)之間的卷取機(jī)前端測溫計(9)、其中，層流冷卻控制模塊(10)的信號輸入端分別與精軋出口測溫計(8)和卷取機(jī)前端測溫計(9)的信號輸出端連接，層流冷卻控制模塊(10)的信號輸出端分別與層流冷卻前段冷卻集管(6)和層流冷卻后段冷卻集管(7)的控制端連接，其特征在于:它還包括設(shè)置在層流冷卻前段冷卻集管(6)和層流冷卻后段冷卻集管(7)之間的層流冷卻中部測溫計(11)，所述層流冷卻中部測溫計(11)的信號輸出端連接層流冷卻控制模塊(10)的信號輸入端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分段式層流冷卻系統(tǒng)，其特征在于:所述精軋出口測溫計(8)、層流冷卻中部測溫計(11)和卷取機(jī)前端測溫計(9)均包括紅外輻射接收器(12)、電流信號轉(zhuǎn)化器(13)、二次儀表接收電流信號器(14)和計算機(jī)模塊(15)，其中，所述紅外輻射接收器(12)的信號輸入端感應(yīng)對應(yīng)區(qū)域的實時溫度信號，紅外輻射接收器(12)的信號輸出端連接電流信號轉(zhuǎn)化器(13)的信號輸入端，電流信號轉(zhuǎn)化器(13)的輸出端通過二次儀表接收電流信號器(14)連接計算機(jī)模塊(15)的信號輸入端，計算機(jī)模塊(15)的信號輸出端連接層流冷卻控制模塊(10)的信號輸入端。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的分段式層流冷卻系統(tǒng)，其特征在于:所述精軋出口測溫計(8)、層流冷卻中部測溫計(11)和卷取機(jī)前端測溫計(9)均還包括溫度顯示器(16)，所述計算機(jī)模塊(15)的信號輸出端連接溫度顯示器(16)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分段式層流冷卻系統(tǒng)，其特征在于:它還包括固定在地面上的層流冷卻裝置機(jī)架(17)、固定在層流冷卻裝置機(jī)架(17)上的多個測溫計支架(18)，所述精軋出口測溫計(8)、層流冷卻中部測溫計(11)和卷取機(jī)前端測溫計(9)固定在對應(yīng)的測溫計支架(18)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的分段式層流冷卻系統(tǒng)，其特征在于:它還包括設(shè)置在輸出輥道(2)上方的帶鋼位置跟蹤裝置(19)，所述帶鋼位置跟蹤裝置(19)的信號輸出端連接層流冷卻控制模塊(10)的信號輸入端。
【文檔編號】B21B45/02GK203541110SQ201320668811
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年10月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月28日
【發(fā)明者】張超, 宋波, 田軍利, 張帆, 陳猛, 李國全, 張永錕 申請人:武漢鋼鐵(集團(tuán))公司