一種型鋼冷卻裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種熱乳鋼冷卻裝置,特別是一種適用于對(duì)型鋼,尤其是Η型鋼進(jìn)行風(fēng)冷的冷卻裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]型鋼是一種有一定截面形狀和尺寸的條型鋼材,是鋼材四大品種(板、管、型、絲)之一。根據(jù)斷面形狀,型鋼分簡(jiǎn)單斷面型鋼和復(fù)雜斷面型鋼,后者又稱(chēng)異型鋼,包括后者指Η型鋼、槽鋼、鋼軌、窗框鋼、彎曲型鋼等,以及造船用的球扁鋼。復(fù)雜型鋼得制備方法又分為焊接和熱乳兩種,前者存在強(qiáng)度缺陷,故而目前熱乳型鋼應(yīng)用面更廣泛。
[0003]熱乳的終止溫度一般為800?900°C,之后需要進(jìn)行冷卻到80°C左右,根據(jù)冷卻介質(zhì)不同,冷卻分為空冷、油冷、風(fēng)冷、水冷等。冷卻工藝的控制要點(diǎn)是冷卻速度,上述冷卻速度水冷最快,空冷最慢,而油冷、風(fēng)冷介于二者之間。冷卻速度和冷卻方法會(huì)造成鋼材組織與性能的波動(dòng):為了獲得優(yōu)越性能,在終乳后采取強(qiáng)制冷卻措施,使得鋼的晶粒細(xì)化,交貨鋼材有較高的綜合力學(xué)性能。目前控冷熱乳工藝多應(yīng)用于盤(pán)條熱乳,對(duì)于復(fù)雜型鋼熱乳,強(qiáng)制冷卻容易影響鋼材組織及其截面形狀,造成成品質(zhì)量缺陷。強(qiáng)制快速冷卻可以增加鋼材性能,緩冷坑保溫緩慢降溫能夠降低冷卻帶來(lái)的變形影響,冷卻速度和冷卻帶來(lái)形變這二者之間的矛盾是復(fù)雜型鋼熱乳冷卻工藝中最大的難點(diǎn),這一矛盾在規(guī)格比較大的軌梁型材生產(chǎn)中更是突出。
[0004]此外,型鋼在生產(chǎn)過(guò)程中需要冷卻到一定溫度時(shí)才能進(jìn)行矯直處理,冷卻不及時(shí),則會(huì)導(dǎo)致被迫減緩型鋼的生產(chǎn)速度。
[0005]為了緩解這一矛盾,解決緩冷冷床自然冷卻能力不足的問(wèn)題,目前的慣用工藝通常會(huì)在冷床上直接采用噴霧或噴水的冷卻方式,以求加速冷卻,但該種工藝并不能解決上述問(wèn)題,仍然存在下述缺陷:①?lài)娝鋮s會(huì)使復(fù)雜型鋼由于冷卻不均,從而出現(xiàn)彎曲形變;②水霧附著在型鋼表面,容易使型鋼產(chǎn)生銹蝕;③由于在冷卻過(guò)程中水蒸氣不能及時(shí)排出,從而對(duì)冷床區(qū)域行車(chē)及鋼結(jié)構(gòu)造成腐蝕;④水資源不能集中回收,造成水資源的極大浪費(fèi)。
[0006]為了減少?lài)娝畮?lái)的不利影響,部分企業(yè)也試圖用風(fēng)冷來(lái)進(jìn)行冷卻,但是由于普通風(fēng)冷的冷卻速度較水冷慢,限制了產(chǎn)品的生產(chǎn)效率。且普通單一風(fēng)冷仍會(huì)造成彎曲形變,且風(fēng)冷強(qiáng)度增加后,外界環(huán)境溫差較大,加劇了鋼材內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定。
[0007]因此,就需要一種能夠?qū)π弯撨M(jìn)行快速冷卻、改善型鋼冷卻均勻性、提高型鋼生產(chǎn)效率的冷卻裝置。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0008]本發(fā)明的技術(shù)任務(wù)是針對(duì)以上現(xiàn)有技術(shù)的不足,提供一種型鋼冷卻裝置,以期增強(qiáng)冷卻速度,提高鋼材生產(chǎn)效率,且不會(huì)帶來(lái)形變?nèi)毕荨?br>[0009]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案是:一種型鋼冷卻裝置,包括冷床廠房和冷床,其特征在于:所述冷床廠房的冷床入口和冷床出口處設(shè)有入口基坑和出口基坑,冷床廠房的頂部設(shè)有通風(fēng)器;冷床的下方安裝有強(qiáng)冷風(fēng)機(jī);入口基坑和出口基坑均伸出冷床廠房外,入口基坑與出口基坑通過(guò)冷床下方基坑相通;所述的入口基坑長(zhǎng)度、深度分別小于出口基坑,基坑為階梯狀,下階與出口基坑水平,上階與入口基坑水平。
[0010]上述的基坑的寬度大于或等于冷床的寬度。
[0011]上述的強(qiáng)冷風(fēng)機(jī)和通風(fēng)器為多個(gè),多個(gè)通風(fēng)器呈線性排列,且通風(fēng)器線性排列的寬度與冷床寬度一致,所述的多個(gè)強(qiáng)冷風(fēng)機(jī)呈線性排列,強(qiáng)冷風(fēng)機(jī)線性排列的寬度與冷床寬度一致,相鄰的兩強(qiáng)冷風(fēng)機(jī)的間距能夠使兩強(qiáng)冷風(fēng)機(jī)吹向冷床的氣流能相互交叉。
[0012]上述的強(qiáng)冷風(fēng)機(jī)和通風(fēng)器數(shù)目相等,強(qiáng)冷風(fēng)機(jī)的出風(fēng)口與通風(fēng)器之間的角度為15°?20°。
[0013]上述的強(qiáng)冷風(fēng)機(jī)安裝在冷床中后三分之一處。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比較,本發(fā)明具有以下突出的有益效果:
[0015]1、采用兩端的基坑設(shè)計(jì),使空氣由冷床廠房的兩端的基坑進(jìn)入冷床,冷熱空氣在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中形成強(qiáng)對(duì)流,實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)風(fēng)冷。
[0016]2、無(wú)需使用水霧對(duì)型鋼進(jìn)行冷卻,因此型鋼和冷床區(qū)域行車(chē)及鋼結(jié)構(gòu)無(wú)銹蝕現(xiàn)象出現(xiàn)。
[0017]3、通過(guò)強(qiáng)制控冷,提升降溫速率,減少熱乳到矯正之間的時(shí)間消耗,提高鋼材生產(chǎn)效率,可以滿(mǎn)足大規(guī)模高速度生產(chǎn)產(chǎn)量需求。
[0018]4、階梯氣冷技術(shù),雖然降溫速度膏,但是型鋼表面冷卻均勻,彎曲變形小。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1是本發(fā)明對(duì)比例的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖2是本發(fā)明實(shí)施例1的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021 ]圖3是本發(fā)明實(shí)施例2的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖4是本發(fā)明實(shí)施例2中冷凝排管部分的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖5是本發(fā)明實(shí)施例3的BD1乳制過(guò)程示意圖。
[0024]圖6是本發(fā)明實(shí)施例3BD2、DrDf乳制過(guò)程示意圖。
[0025]圖7是本發(fā)明實(shí)施例3經(jīng)BD2乳制所得料型板部截面示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
[0027]為了便于敘述,以走鋼方向?yàn)闇?zhǔn),進(jìn)鋼方向?yàn)榍?,出鋼方向?yàn)楹蟆?br>[0028]對(duì)比例(常規(guī)風(fēng)冷組):針對(duì)Q235B和Q345B,規(guī)格為:500 X 200 X 10 X 16mm。
[0029]如圖1所示,采取常規(guī)風(fēng)冷冷卻裝置,冷床6的下方設(shè)置有一靜壓箱16,所述的靜壓箱16上設(shè)置有多條縫形噴口 17,縫形噴口 17的寬度與冷床6的寬度一致。當(dāng)向靜壓箱16的進(jìn)氣口通過(guò)鼓風(fēng)機(jī)輸入空氣時(shí),空氣經(jīng)靜壓箱16由縫形噴口 17排出,空氣氣流直接吹在Η型鋼的表面上對(duì)其進(jìn)行冷卻。采用上述常規(guī)風(fēng)冷方式的對(duì)照例950°C降至80°C,冷卻速度為14.75°C/min。
[0030]實(shí)施例1 (強(qiáng)制風(fēng)冷組):針對(duì)Q235B和Q345B,規(guī)格為:500 X 200 X 10 X 16mm。
[0031 ] 如圖2所示,冷床廠房2的冷床入口 1和冷床出口 7處分別設(shè)有入口基坑31和出口基坑37,基坑的寬度大于或等于冷床6的寬度,入口基坑31和出口基坑37均伸出冷床廠房2外,入口基坑31與出口基坑37與冷床6下方基坑3相通。冷床廠房2的頂部設(shè)有一個(gè)或多個(gè)通風(fēng)器4,如為多個(gè),則多個(gè)通風(fēng)器4呈線性排列,且通風(fēng)器4線性排列的寬度與冷床6寬度一致。冷床6的下方安裝有一個(gè)或多個(gè)強(qiáng)冷風(fēng)機(jī)5,多個(gè)強(qiáng)冷風(fēng)機(jī)5呈線性排列,強(qiáng)冷風(fēng)機(jī)5線性排列的寬度與冷床6寬度一致,相鄰的兩強(qiáng)冷風(fēng)機(jī)5的間距能夠使兩強(qiáng)冷風(fēng)機(jī)5吹向冷床6的氣流能相互交叉,不會(huì)產(chǎn)生死角,從而能夠避免Η型鋼冷卻不均。強(qiáng)冷風(fēng)機(jī)5和通風(fēng)器4數(shù)目相等,位置依據(jù)熱空氣走向安置。優(yōu)化方案中使用的為多個(gè)強(qiáng)冷風(fēng)機(jī)5和多個(gè)通風(fēng)器4,數(shù)量和間距依據(jù)冷床6長(zhǎng)度、強(qiáng)冷風(fēng)機(jī)5和通風(fēng)器4參數(shù)以及待冷卻的鋼材相關(guān),但為了在附圖中更好的表現(xiàn)氣流方向,附圖中僅畫(huà)出了一對(duì)強(qiáng)冷風(fēng)機(jī)5和通風(fēng)器4。強(qiáng)冷風(fēng)機(jī)5安裝在冷床6中后三分之一處附近,具體分布以冷床6中后三分之一交界為中心,總分布距離不超過(guò)冷床長(zhǎng)度四分之一。本實(shí)施例中強(qiáng)冷風(fēng)機(jī)5參數(shù)為進(jìn)出風(fēng)口直徑1000mm,風(fēng)量36916立方米/小時(shí),風(fēng)壓371帕,兩臺(tái)強(qiáng)冷風(fēng)機(jī)5之間的間距1.5米左右。強(qiáng)冷風(fēng)機(jī)5出風(fēng)方向朝向進(jìn)鋼方向,以便于將強(qiáng)冷風(fēng)機(jī)5產(chǎn)生的冷風(fēng)吹向所述的冷床廠房2的頂部通風(fēng)器4,并以此引導(dǎo)整個(gè)冷床6區(qū)的氣流流向通風(fēng)器4處。
[0032]本實(shí)施例中,所述的入口基坑31長(zhǎng)度、深度分別小于出口基坑37??諝庥衫浯矎S房2的兩端的基坑進(jìn)入冷床6:入口基坑31入風(fēng)進(jìn)行基礎(chǔ)風(fēng)冷,吸熱上升,由冷床6上方通風(fēng)器4排除,不斷地吸引冷風(fēng)從基坑進(jìn)入;入口基坑31相對(duì)比較淺,內(nèi)部無(wú)支柱和底面折返設(shè)計(jì),其原因在于入口處鋼材的溫度最高,空氣需要迅速帶走熱量,但是該段又不能過(guò)度強(qiáng)冷,初始冷卻速率過(guò)高則影響鋼材產(chǎn)品性能;出口基坑37較長(zhǎng)較深,其目的在于確保進(jìn)入冷風(fēng)的溫度,較低溫度進(jìn)風(fēng)一方面實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)風(fēng)冷,一方面通過(guò)強(qiáng)冷風(fēng)機(jī)5實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制風(fēng)冷。強(qiáng)冷風(fēng)機(jī)5的出風(fēng)口與通風(fēng)器4之間的角度為15°?20°,該角度綜合考慮了熱空氣的升騰,確保高效流動(dòng)。入口基坑31與出口基坑37通過(guò)冷床6下方相通成基坑3,基坑3呈現(xiàn)階梯狀,下階與出口基坑37水平,上階與入口基坑31水平,且冷床6下基坑3內(nèi)有多個(gè)支柱,所述支柱的目的在于使冷空氣在基坑處形成多項(xiàng)折返,增加散熱效應(yīng),當(dāng)冷空氣吸熱到一定溫度上升超出冷床6水平時(shí),方能夠迅速?gòu)耐L(fēng)器4逸散。在具體實(shí)施的優(yōu)化設(shè)計(jì)中,基坑3可以底面凹凸不平,優(yōu)選為與走鋼方向垂直的多條溝槽。其目的亦在于:一部分強(qiáng)風(fēng)遇到鋼材阻擋被折射回基坑內(nèi),通過(guò)溝槽折射到更熱的鋼段,實(shí)現(xiàn)循環(huán)流動(dòng),互相摻和,使溫度趨于均勻,而且從入口基坑31與從出口基坑37進(jìn)入廠房的兩股空氣在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中形成強(qiáng)對(duì)流,并由冷床廠房2上方通風(fēng)器4排除,兩股空氣在對(duì)流過(guò)程中,較熱的空氣上升,較冷的空氣下降,這樣極大的提高了空氣帶走熱量的速度。在冷床6后三分之一部分的基坑3中安裝橫向折返擋條。
[0033]本實(shí)施例的具體優(yōu)選參數(shù)為:冷床6長(zhǎng)度為40000mm,入口基坑31伸出廠房外5500mm,出口基坑37伸出廠房外9000mm。在具體實(shí)施時(shí),需根據(jù)待冷卻鋼型,冷卻需求等進(jìn)行參數(shù)調(diào)整。
[0034]實(shí)施例1的特點(diǎn)是,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,Η型鋼在冷卻過(guò)程中直接由950°C降至80°C,可以勻速前進(jìn),無(wú)需分階段冷卻。Η型鋼平均冷卻速度約為21.75°C/min。本發(fā)明采用兩端基坑設(shè)計(jì)和階梯氣冷技術(shù),空氣由冷床廠房的兩端的基坑進(jìn)入冷床,冷床6中后三分之一交界處設(shè)置強(qiáng)冷風(fēng)機(jī)5。冷床6前三分之一空氣從淺、短的入口基坑31進(jìn)入,無(wú)折返設(shè)計(jì),迅速與高熱鋼材進(jìn)行熱交換,熱空氣迅速?gòu)耐L(fēng)器4逸出;冷床6中三分之一通過(guò)強(qiáng)冷風(fēng)機(jī)5實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制風(fēng)冷,并通過(guò)支柱和底面溝槽進(jìn)行多次折返,增加熱交換效能,充分換熱后方從通風(fēng)器4逸出;冷床6后三分之一空氣從深、長(zhǎng)的出口基坑37進(jìn)入,橫向折返設(shè)計(jì),對(duì)于已進(jìn)行強(qiáng)冷降溫的鋼材進(jìn)行二次降溫。使用該種冷卻方式,冷卻速度提升,且鋼材下冷床的通條溫度差小于10°C,從而保證了在增加冷卻速率的同時(shí),保證了冷卻均勻性。
[0035]實(shí)施例2(混合風(fēng)冷組):針對(duì)Q235B和Q345B,規(guī)格為:50