专利名称：一种带钢冷却系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种冶金辅助装置，尤其涉及一种带钢冷却系统。
背景技术：
为提高带钢的性能，退火热处理机组在退火后必须配备冷却工艺段。冷却方法和冷却速率控制精度会直接影响带钢的组织性能和力学性能，是保证带钢质量和板形良好的重要因素。常用的冷却方法有干冷(例如气体喷射冷却，辊冷等)和湿冷(例如水淬)，通常根据带钢退火工艺曲线要求的各区段冷却能力来选择合适的冷却方式。其中水冷的冷却 速度最快，但冷却过程中带钢表面易氧化，且会带来严重的板形问题，因此某些对表面组织有要求的、极薄且附加值高的带钢均采用干冷的方式进行冷却。目前，在卧式连续退火机组上，极薄带钢需要对在还原性保护气氛下进行光亮式退火，退火曲线要求均热后的带钢以低于20°C /s的速度缓慢冷却至目标温度，以便后续热处理；并且其对带钢宽度方向的板温均匀性有较高的要求；采用喷射式冷却，在冷却过程中喷射气体易引起运行中带钢颤动，会造成带钢表面划伤；此外，为保证板温均匀还必须沿带钢宽度方向布置多个喷嘴以及控制气量的多个挡板，为保证每个喷嘴的介质压力一致，增加多处阀门和接头，从而使得设备结构复杂，故障点较多，检测维修极其不便。
发明内容本实用新型的发明目的是提供带钢冷却系统，该冷却系统在冷却带钢的过程中，应当能够保证带钢在沿其宽度方向上的温度均匀，以保证带钢板形良好；同时，该冷却系统应当结构简单，便于维护。根据上述发明目的，本实用新型提出了一种带钢冷却系统，其包括一冷却段；冷却段包括一密封的第一冷却区和一密封的第二冷却区，第一冷却区和第二冷却区分别具有一排风口，第一冷却区和第二冷却区的出口处还分别设有一板温计；—排气风机，其通过管路分别与第一冷却区和第二冷却区的排风口连接；一第一电动挡板，其设于排气风机与第一冷却区的排风口之间的管路上；一第二电动挡板，其设于排气风机与第二冷却区的排风口之间的管路上；若干个第一辐射管，其沿着第一冷却区的长度方向在第一冷却区内上下交错布置；若干个第二辐射管，其沿着第二冷却区的长度方向在第二冷却区内上下交错布置；一第一电阻丝组件，其设于第一冷却区内；一第二电阻丝组件，其设于第二冷却区内；一第一 PID控制器，其与第一电动挡板和第一冷却区的板温计分别连接，控制第一电动挡板的开度；一第二 PID控制器，其与第二电动挡板和第二冷却区的板温计分别连接，控制第二电动挡板的开度；一第三PID控制器，其与第一电阻丝组件和第一冷却区的板温计分别连接；一第四PID控制器，其与第二电阻丝组件和第二冷却区的板温计分别连接。在本技术方案中，第一辐射管与第二辐射管内均为负压，冷却气体进入辐射管内，持续带走带钢传递给辐射管的热量，从而对带钢进行间接冷却。温度升高后的冷却气体由排气风机抽出。第一电动挡板与第二电动挡板分别由第一 PID控制器与第二 PID控制器控制，用以控制第一辐射管与第二辐射管内冷却气体的流量。第一 PID控制器与第二 PID控制器分别根据第一冷却区与第二冷却区的板温计测得的板温值，闭环控制第一电动挡板与第二电动挡板的开度，以实时地控制第一冷却区与第二冷却区的冷却速度。第三PID控制器与第四PID控制器分别用以当冷却速度低于某个阈值或带钢在其宽度方向上温差较大时，闭环控制第一电阻丝组件与第二电阻丝组件的投入率，以保证带钢在沿其宽度方向上的温度均匀。优选地，在上述的带钢冷却系统中，第一电阻丝组件和第二电阻丝组件均分别包 括三列电阻丝，其分别沿着带钢的宽度方向设置于两侧和中央。优选地，在上述的带钢冷却系统中，第一冷却区的长度为第二冷却区的I. 5-2倍。带钢进入第一冷却区时的初始板温较高，此时若冷却速度过快，不利于带钢板形的控制，因此设置较长的第一冷却区能够保证高板温的带钢在低冷却速度下充分地进行冷却。本实用新型所述的带钢冷却系统具有以下优点(I)本实用新型所述的带钢冷却系统在带钢冷却的过程中，能够保证带钢在沿其宽度方向上的温度均匀，从而保证带钢板形良好，提高了带钢的品质；(2)本实用新型所述的带钢冷却系统的温度控制精度高，系统稳定性强，并且不会对板形造成不良影响，从而进一步提闻了带钢的品质与生广效率；(3)本实用新型所述的带钢冷却系统在带钢冷却过程中，不会出现因带钢颤动而造成带钢表面划伤的情况，从而保证了带钢的品质；(4)本实用新型所述的带钢冷却系统结构简单，便于维护与检修。
图I是本实用新型所述的带钢冷却系统在一种实施方式下的结构示意图。图2是本实用新型所述的带钢冷却系统在一种实施方式下的结构剖面图。
具体实施方式
下面将结合说明书附图和具体的实施例对本实用新型所述的带钢冷却系统做进一步的详细说明。图I显示了本实用新型所述的带钢冷却系统在本实施例中的结构。图2是本实用新型所述的带钢冷却系统在本实施例中的剖面视图。如图I、图2所示，密封室9设于冷却段的两端，每个密封室9均包括一个隔离帘和密封辊，室内通入高压氮气，以避免前后炉段气氛互串。冷却段包括第一冷却区A与第二冷却区B ;在本实施例中，第一冷却区A的长度为15m，第二冷却区B的长度为10m，第一冷却区A的长度为第二冷却区B的长度的I. 5倍；第一冷却区A和第二冷却区B之间由炉喉10隔开，带钢通过炉喉10上的较小通道从第一冷却区A进入到第二冷却区B。在第一冷却区A和第二冷却区B的出ロ处均设有一个板温计(图I、图2中均未示出)，该板温计为三点式扫描板温检测计，分别设于沿带钢宽度方向的两侧和中央，以检测带钢沿其宽度方向的两侧和中央的温度。第一冷却区A和第二冷却区B分别具有一个排风ロ，排气风机4通过管路分别与第一冷却区A和第二冷却区B的排风ロ连接。第一电动挡板2与第二电动挡板3分别设于排气风机4与两个冷却区的排风ロ之间的管路上。若干个第一辐射管Ia与第二辐射管Ib分别沿着第一冷却区A与第二冷却区B的长度方向在第一冷却区A与第二冷却区B内上下交错布置，第一辐射管Ia的数量为第二辐射管Ib的数量的I. 5倍，每个辐射管长度为lm。第一电阻丝组件7a与第二电阻丝组件7b分别设于第一冷却区A与第二冷却区B内，第一电阻丝组件7a与第二电阻丝组件7b分别包括三列电阻丝，其分别沿着帯钢的宽度方向设置于两侧和中央。第一 PID控制器5与第一电动挡板2以及第一冷却区A的板温计分别连接；第二 PID控制器6与第二电动挡板3以及第二冷却区B的板温计分别连接；第一 PID控制器5与第二 PID控制器6分别用以控制第一电动挡板2与第二电动挡板3的开度，以实时地控制第一冷却区A与第二冷却区B的冷却速度。第三PID控制器(图I、图2中均未示出)与第一电阻丝组件7a以及第一冷却区A的板温计分别连接；第四PID控制器8与第二电阻丝组件7b以及第二冷却区B的板温计分别连接；第三PID控制器与第四PID控制器8分别用以控制第一电阻丝组件7a·与第二电阻丝组件7b的投入量，以保证带钢在沿其宽度方向上的温度均匀。请继续參阅图I、图2，第一辐射管Ia与第二辐射管Ib内均为负压，冷却气体进入辐射管内，能够持续带走带钢传递给辐射管的热量，从而对带钢进行间接冷却。温度升高后的冷却气体由排气风机4抽出。在带钢冷却的过程中，冷却段出入口密封室9的密封帘压下至带钢上方3mm处，密封室9内注入氮气，保持密封室9的炉压在10_25Pa的范围内，以避免前后エ艺段内的气氛互串。第一冷却区A的长度与辐射管的数量均为第二冷却段B的
I.5倍，从而使高温带钢在第一冷却区A内能够慢速地、充分地冷却，以保证良好的板形，然后在第二冷却区B内快速冷却到目标温度。第一冷却区A内的炉压为60 70Pa，第二冷却区B内的炉压为65 75Pa，第二冷却区B内的炉压略高于第一冷却区A内的炉压，以使保护气氛从第二冷却区B通过炉喉10的通道向第一冷却区A流动(与带钢运行方向相反)，从而防止了由于保护气氛流向不稳而对冷却的均匀性造成的影响。在带钢冷却过程中，第一 PID控制器5与第二 PID控制器6根据第一冷却区A与第二冷却区B的出入口温度以及带钢的运行速度来闭环控制第一电动挡板2与第二电动挡板3的开度，以控制第一冷却区A与第二冷却区B内的冷却速度。第三PID控制器与第四PID控制器8分别根据第一冷却区A与第二冷却区B出口的板温计的实测值以及第一冷却区A与第二冷却区B所需的冷却速度来控制第一电阻丝组件7a与第二电阻丝组件7b的投入率，以保证带钢在沿其宽度方向上的温度均匀；当所需的冷却速度低于12°C /s或者板温计测得的三点(沿带钢宽度方向两侧与中央)温差大于1°C时，相应的PID控制器控制相应的电阻丝组件投入加热，以保证带钢在沿其宽度方向上的温度均匀。要注意的是，以上列举的仅为本实用新型的具体实施例，显然本实用新型不限于以上实施例，随之有着许多的类似变化。本领域的技术人员如果从本实用新型公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应属于本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种带钢冷却系统，其包括一冷却段；其特征在于 所述冷却段包括一密封的第一冷却区和一密封的第二冷却区，所述第一冷却区和第二冷却区分别具有一排风口，所述第一冷却区和第二冷却区的出口处还分别设有一板温计；一排气风机，其通过管路分别与第一冷却区和第二冷却区的排风口连接； 一第一电动挡板，其设于所述排气风机与第一冷却区的排风口之间的管路上； 一第二电动挡板，其设于所述排气风机与第二冷却区的排风口之间的管路上； 若干个第一辐射管，其沿着第一冷却区的长度方向在所述第一冷却区内上下交错布置； 若干个第二辐射管，其沿着第二冷却区的长度方向在所述第二冷却区内上下交错布置； 一第一电阻丝组件，其设于所述第一冷却区内； 一第二电阻丝组件，其设于所述第二冷却区内； 一第一 PID控制器，其与所述第一电动挡板和第一冷却区的板温计分别连接，控制第一电动挡板的开度； 一第二 PID控制器，其与所述第二电动挡板和第二冷却区的板温计分别连接，控制第二电动挡板的开度； 一第三PID控制器，其与所述第一电阻丝组件和第一冷却区的板温计分别连接； 一第四PID控制器，其与所述第二电阻丝组件和第二冷却区的板温计分别连接。
2.如权利要求I所述的带钢冷却系统，其特征在于，所述第一电阻丝组件和第二电阻丝组件均分别包括三列电阻丝，其分别沿着带钢的宽度方向设置于两侧和中央。
3.如权利要求I或2所述的带钢冷却系统，其特征在于，所述第一冷却区的长度为第二冷却区的I. 5-2倍。
专利摘要本实用新型公开了一种带钢冷却系统，其包括一冷却段；该冷却段包括一密封的第一冷却区、一密封的第二冷却区、一排气风机、一第一电动挡板、一第二电动挡板、若干个第一辐射管、若干个第二辐射管、一第一电阻丝组件、一第二电阻丝组件、一第一PID控制器、一第二PID控制器、一第三PID控制器以及一第四PID控制器；第一冷却区和第二冷却区分别具有一排风口，第一冷却区和第二冷却区的出口处还分别设有一板温计。第一PID控制器与第二PID控制器用以闭环控制各冷却区内的冷却速度；第三PID控制器与第四PID控制器用以保证带钢在沿其宽度方向上的温度均匀，从而保证了带钢的板形，提高了带钢成品的品质。
文档编号C21D11/00GK202595217SQ20122005161
公开日2012年12月12日 申请日期2012年2月17日 优先权日2012年2月17日
发明者张荣康, 崔光华 申请人:宝山钢铁股份有限公司