专利名称：一种等效层流冷却方法
技术领域：
本发明属于轧钢冷却工艺技术领域，尤其涉及一种控制热轧带钢沿横向宽度方向上的层流冷却强度，实现带钢冷却速度和效果均衡一致的方法。
背景技术：
热轧是压力加工生产领域中产量最大、生产效率最高的成材生产工艺。层流冷却工艺则是一项合理控制热轧板冷却速率，从而控制和改善钢板内部组织结构的成熟工艺。 层流冷却装置大多设置在热轧生产线的末端，即末架精轧机的后部。而迄今为止所有热轧厂的层流冷却集管上的出水管均是采用相同直径的出水管和相同口径的出水口，因此在横向宽度方向上层流冷却能力是相同的，也就是说，沿带钢横向宽度方向上的冷却强度是一致的。然而，由于带钢边部散热快而中间散热慢，造成带钢边部温降大，从而导致带钢边部应力增大，强度和硬度升高，故而形成边浪或瓢曲缺陷，不仅直接影响带钢的表面质量和板型，而且最终对带钢横向性能的均勻性和一致性产生极大地影响，其危害将波及带钢使用厂家。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述缺陷，进而提供一种简单实用，便于操作，能使带钢横向宽度方向上的冷却速度均衡一致，从而确保带钢横向性能均勻，避免形成边浪和瓢曲缺陷的等效层流冷却方法。为此，本发明采取了如下技术解决方案一种等效层流冷却方法，通过合理改变层流冷却集管上的出水管直径，使横向宽度方向上的层流冷却集管上的出水管直径由中心向两侧逐渐缩小，层流冷却强度沿带钢横向宽度方向呈正弦分布，层流冷却能力从带钢两侧到中心逐步增强，带钢横向宽度方向上的冷却速度均衡一致，从而实现带钢横向宽度方向上的性能均勻，控制边浪和瓢曲缺陷的生成；分布在层流冷却集管上的出水管直径的选取计算公式为Di = AXSin(Lu/B)+C式中Di_第i根出水管直径，mm ；A-出水口直径最大调节值，mm ；L-该出水管上出水口距层流冷却集管横向边部位置的距离，mm;
B-层流冷却集管沿横向宽度方向的长度，mm。C-出水口直径基本值，mm。本发明的有益效果为从分布在层流冷却集管上的出水管直径计算公式中可以看出，公式中层流冷却集管沿横向宽度方向的长度B和出水口直径基本值C及出水管上出水口距层流冷却集管横向边部位置的距离L均为已知的；即使对于新建层流冷却装置来说，B、C与L的具体数值也是预先设定的。而出水口直径最大调节值A亦即处于带钢中心位置的出水口，也是根据冷却强度和冷却速率的需要而预先计算确定的，故出水管直径计算公式中的数据均为已知的， 一旦出水管上出水口的位置确定后，即可计算出任意一根即第i根出水管直径Di。而且Di 值是将出水口直径最大调节值A乘上一正弦值再加上出水口直径基本值而得出的，由于B 为定值，因此L越小则其正弦值越小，亦即出水管直径Di越小。换句话说出水管上出水口距层流冷却集管横向边部位置的距离L越近，L值越小，其对应的Di也就越小，从而使层流冷却集管上的出水管直径沿带钢横向长度方向由中心向两侧逐次减少，层流冷却强度亦由中心向两侧逐渐减弱，而沿带钢横向长度方向上的冷却速度却趋于均衡一致，并最终体现在层流冷却后的带钢横向性能均勻一致，消除了边部温降造成的应力集中，避免了带钢边浪或瓢曲缺陷，提高了带钢的表面质量和内在质量。
具体实施例方式下面，结合实施例对本发明加以具体说明。实施例本发明主要是通过合理改变层流冷却集管上的出水管直径，控制各出水管的出水量，根据带钢边部散热快、中间散热慢的特点，沿带钢横向宽度方向预先提供不同的出水量，使层流冷却强度沿带钢横向宽度方向呈正弦分布，横向宽度方向上的层流冷却集管上的出水管直径由中心向两侧逐渐缩小，从而使层流冷却能力从带钢两侧到中心逐步增强， 带钢横向宽度方向上的冷却速度保持均衡一致，并最终确保带钢横向宽度方向上的性能均勻，控制核减少边浪和瓢曲缺陷的产生。据此提供的出水管直径计算公式为Di = AXSin(Lu/B)+C式中Di_第i根出水管直径，mm ；A-出水口直径最大调节值，mm;L-该出水管上出水口距层流冷却集管横向边部位置的距离，mm ；B-层流冷却集管沿横向宽度方向的长度，mm。C-出水口直径基本值，mm。实施例给定的出水管根数imax = 35根，即处于中心位置的为第18根，两侧各等距离对称分布17根。根据冷却速率的需要，确定出水口直径最大调节值A为5mm;层流冷却集管沿横向宽度方向的长度B为1750mm ；出水口直径基本值C为20mm。各出水管上出水口距层流冷却集管横向边部位置的距离L分别为L1 = 25mm，L2 = 75mm，L3 = 125mm，L4 = 175mm......L17 = 825mm。由于两侧出水管是等距离对称布置的，故计算出一侧的各L值后，便可对应得到另一侧的各L值。将确定完的A、B及L值分别代入出水管直径计算公式Di = AXSin(Lu/B)+C便可得出两侧各出水管直径分别为D1 = 20. 224mm, D2 = 20. 671mm, D3 = 21. 113mm......D17 = 25mm。以此类推，即可得出另一侧的各出水管直径。
权利要求
1. 一种等效层流冷却方法，其特征在于，通过合理改变层流冷却集管上的出水管直径， 使横向宽度方向上的层流冷却集管上的出水管直径由中心向两侧逐渐缩小，层流冷却强度沿带钢横向宽度方向呈正弦分布，层流冷却能力从带钢两侧到中心逐步增强，带钢横向宽度方向上的冷却速度均衡一致，从而实现带钢横向宽度方向上的性能均勻，控制边浪和瓢曲缺陷的生成；分布在层流冷却集管上的出水管直径的选取计算公式为 Di = AX Sin (Lu /B) +C 式中Di-第i根出水管直径，mm; A-出水口直径最大调节值，mm ；L-该出水管上出水口距层流冷却集管横向边部位置的距离，mm ； B-层流冷却集管沿横向宽度方向的长度，mm。 C-出水口直径基本值，mm。
全文摘要
本发明提供一种等效层流冷却方法，通过计算得出层流冷却各出水管直径，使横向宽度方向上的出水管直径由中心向两侧逐渐缩小，层流冷却强度沿带钢横向宽度方向呈正弦分布，层流冷却能力从带钢两侧到中心逐步增强，从而使带钢横向长度方向上的冷却速度趋于均衡一致，并最终体现在层流冷却后的带钢横向性能的均匀一致，从而消除由于带钢边部温降而造成的应力集中现象，避免和减少带钢产生边浪或瓢曲缺陷，提高带钢的表面质量和内在质量。
文档编号B21B45/02GK102397891SQ20101028294
公开日2012年4月4日 申请日期2010年9月16日 优先权日2010年9月16日
发明者刘威, 杨宏凯, 王健, 白雪莲, 阎东宇 申请人:鞍钢股份有限公司