中厚板热处理炉炉后快冷方法及快冷装置

摘要

本发明提供的一种中厚板热处理炉炉后快冷方法，是在钢板经热处理炉处理后的输送过程中，首先采用气体喷吹方式使钢板初步降温，然后采用接触式冷却方式使钢板进一步降温的方法。本发明提供的一种中厚板热处理炉炉后快冷装置，包括依次设置于热处理炉后的气冷机构和辊冷机构；所述气冷机构包括用于输送钢板的辊道，气冷机构还包括冷却喷管，用于在输送过程中向钢板喷射冷却气体；所述辊冷机构包括若干水冷输送辊，用于在输送过程中与钢板进行热交换。与冷床设备及其冷却方式相比，本快冷装置及方法无需上料、卸料等辅助设备及过程，实现了钢板在输送过程中的冷却，既降低了设备成本，也提高了冷却效率。

说明书

技术领域

本发明属于板材的热处理领域，具体地指一种中厚板热处理炉炉后快冷方法及快冷装置。

背景技术

与热轧宽厚板相比，热轧钢卷横切板具有厚度薄（最薄可达4mm）、单位面积重量小、生产节奏快等特点。热轧钢卷横切板热处理线旨在提供上述高性能、薄规格、高附加值的中厚板材，因此热处理线上的设备均需要满足快节奏生产的需求。现有热处理炉后的冷却一般由冷床设备完成，冷床设备分为步进梁式冷床、盘轮式冷床、链子格板式冷床、滚动爪子式冷床和载链式冷床等五种形式，无论哪种形式的冷床都需要完成上料、冷却和卸料的过程，每一过程都需要特有设备和机构来完成，且冷却过程采用的是自然冷却的方式，所以传统意义的冷床设备并不适合快节奏生产需要。

另外，由于冷床采用了自然冷却方式，所以冷却时间是决定钢板最终冷却温度的主要因素。要满足热处理线高产能、快节奏的需要，那么冷床就必须有足够大的面积，以使大量产品有充足的冷却时间，这无疑会增加设备投资，而且需要更大的厂房面积（特别是热处理跨宽度时）。

因此，为适应热轧钢卷横切板热处理线快节奏生产的需求，解决现有冷却方式及设备在该类型热处理线上的弊端，亟需设计一种热处理炉炉后快冷方法及装置，以实现热处理钢板的冷却。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是提供一种中厚板热处理炉炉后快冷方法及快冷装置，能够实现钢板在输送过程中的冷却，显著减少冷却时间。

为解决上述技术问题，本发明提供的一种中厚板热处理炉炉后快冷方法，是在钢板经热处理炉处理后的输送过程中，首先采用气体喷吹方式使钢板初步降温，然后采用接触式冷却方式使钢板进一步降温的方法。

上述技术方案中，所述气体喷吹方式使钢板的温度降至200~450℃。

上述技术方案中，所述接触式冷却方式使钢板的温度降至80~200℃。

本发明提供的一种中厚板热处理炉炉后快冷装置，包括依次设置于热处理炉后的气冷机构和辊冷机构；所述气冷机构包括用于输送钢板的辊道，气冷机构还包括冷却喷管，用于在输送过程中向钢板喷射冷却气体；所述辊冷机构包括若干水冷输送辊，用于在输送过程中与钢板进行热交换。

上述技术方案中，所述冷却喷管包括若干上冷却喷管和/或下冷却喷管；所述上冷却喷管设置于辊道上方，所述下冷却喷管设置于辊道的相邻辊子之间。

上述技术方案中，所述气冷机构中，用于输送钢板的辊道为气冷输送辊；所述气冷输送辊包括传动马达、联轴器、轴承座和辊身，所述传动马达通过联轴器与辊身的传动侧相连，所述辊身两端分别通过轴承座固定安装在辊道框架上，辊身呈空心筒状，辊身的操作侧轴头通过旋转接头与供气管道连通，用于向辊身内导入冷却气体，辊身的侧壁分布有喷孔，用于导出冷却气体。

进一步地，所述辊身内设有锥形内管，所述锥形内管的锥顶位于辊身的操作侧。

上述技术方案中，所述辊冷机构包括若干相对布置的上水冷输送辊和下水冷输送辊，每对上水冷输送辊和下水冷输送辊的间距与钢板厚度一致。

上述技术方案中，所述热处理炉和气冷机构之间设有热金属检测器。

上述技术方案中，所述气冷机构和辊冷机构之间设有第一冷热金属检测器，辊冷机构末端设有第二冷热金属检测器。

本发明的有益效果在于：

1）与冷床设备及其冷却方式相比，本快冷装置及方法无需上料、卸料等辅助设备及过程，实现了钢板在输送过程中的冷却，既降低了设备成本，也提高了冷却效率；

2）与冷床自然冷却方式相比，本发明利用气冷喷吹、冷却接触式冷却，其冷却速度快，进而提高了机组产能；

3）钢板依次经气冷喷吹和接触式冷却，该过程设计合理、冷却速度适中，对钢板的组织和板形无不良影响；

4）由于本快冷装置是热处理炉长度方向的延伸，所以对热处理线的宽度无特殊要求，有利于狭长型车间布置。

附图说明

图1为本发明快冷装置一个实施例的结构示意图。

图2为图1装置处于辊冷机构工作状态时的结构示意图。

图3为图1的A-A剖视图。

图4为图2的B-B剖视图。

图中：1—钢板，2—气冷机构，3—辊冷机构，4—热处理炉，5—热金属检测器，6—第一冷热金属检测器，7—第二冷热金属检测器，8—气冷输送辊（其中：8.1—传动马达、8.2—联轴器、8.3—轴承座、8.4—辊身、8.5—旋转接头、8.6—供气管道、8.7—锥形内管、8.8—喷孔），9—上冷却喷管，10—下冷却喷管，11—下水冷输送辊，12—上水冷输送辊，13—输送辊。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施例作进一步的详细描述。

本实施例的中厚板热处理炉炉后快冷方法，是在钢板经热处理炉处理后的输送过程中，首先采用气体喷吹方式使钢板初步降温至约200~450℃，然后采用接触式冷却方式使钢板进一步降温至约80~200℃的方法。采用该冷却方法，不仅可以大大缩短钢板1的冷却时间，提高生产效率，而且合理的冷却速率对钢板1组织和板形无不良影响。

这里以一个工程实例对上述快冷方法做详细的说明：本实例中的钢板1为厚度为10mm的中厚板，其出炉温度约900℃，转运温度为150℃，环境温度为25℃。如采用传统冷床方式，从900℃冷却至150℃约需要916s，考虑上料、卸料动作时间各约45s，整个冷却过程所需时间问1006s，即16.8min；采用本发明方法时，以3.3℃/s的速率进行气体喷吹方式冷却，从900℃冷却至300℃需要约180s，再以30℃/s速率进行接触式冷却方式冷却，从300℃冷却至150℃需要5s，一共是185s，即3.1min。而且，高温区间缓冷、低温区间急冷的方式不会使钢板产生马氏体或贝氏体转变，进而改变钢板组织结构；也不会产生较大的组织应力和温度应力，进而影响板形。

如图1和图2所示，本发明的一种中厚板热处理炉炉后快冷装置，包括依次设置于热处理炉4后的气冷机构2和辊冷机构3。气冷机构2包括用于输送钢板1的辊道，还包括冷却喷管，用于在输送过程中向钢板1喷射冷却气体。辊冷机构3包括若干水冷输送辊，用于在输送过程中与钢板1进行热交换。此外，在热处理炉4和气冷机构2之间设有热金属检测器5，在气冷机构2和辊冷机构3之间设有第一冷热金属检测器6，在辊冷机构3末端则设有第二冷热金属检测器7。

本实施例的气冷机构2中，用于输送钢板1的辊道为气冷输送辊8，如图3所示。该气冷输送辊8包括传动马达8.1、联轴器8.2、轴承座8.3和辊身8.4，传动马达8.1通过联轴器8.2与辊身8.4的传动侧相连，辊身8.4两端分别通过轴承座8.3固定安装在辊道框架上，辊身8.4呈空心筒状，其操作侧轴头通过旋转接头8.5与供气管道8.6连通，用于向辊身8.4内导入冷却气体，辊身8.4的侧壁分布有喷孔8.8，用于导出冷却气体。此外，辊身8.4内还设有锥形内管8.7，该锥形内管8.7的锥顶位于辊身8.4的操作侧，其存在使得辊身8.4内部空间由操作侧向传动侧逐渐变小，进而保证来自操作侧的冷却气体均匀布置在辊身8.4内，并均匀地喷向钢板1以实现冷却。

本实施例的气冷机构2中，冷却喷管包括若干上冷却喷管9和下冷却喷管10。下冷却喷管10设置于相邻气冷输送辊8之间，上冷却喷管9设置于辊道上方、与下冷却喷管10相对布置。

本实施例的辊冷机构3包括六对相对布置的上水冷输送辊12和下水冷输送辊11，上水冷输送辊12的高度可以调整，以使每对上、下水冷输送辊12、11的间距与钢板1厚度一致。

本快冷装置的工作原理为：当钢板1完成加热保温后，以一定的速度（如20m/min）自热处理炉4连续进入并通过本快冷装置。钢板1行进的过程中，首先热金属检测器5探测到钢板1的头部，触发气冷装置2的上、下冷却喷管9、10和气冷输送辊8的工作，当钢板1通过时将其温度降至300℃左右；位于气冷装置2和辊冷装置3之间的第一冷热金属检测器6检测到信号后，辊冷装置3的供水系统开始工作，当钢板1通过此区间时，钢板1的热量通过上、下水冷输送辊12、11的辊壁传给冷却水并降至150℃左右；当钢板1尾部离开第一冷热金属检测器6时，气冷装置2停止工作，当钢板1尾部离开第二冷热金属检测器7时，辊冷装置3供水系统停止工作。冷却后的钢板1由普通输送辊13输送给后续程序。

本发明的核心在于使钢板1依次经气冷喷吹和接触式冷却，以实现钢板1在输送过程中的冷却。所以，其保护范围并不限于上述实施例。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变形而不脱离本发明的范围和精神，例如：气冷机构2不限于实施例中气冷输送辊8和上、下冷却喷管9、10组合的结构，单独采用气冷输送辊8也能够实现钢板1在输送过程中的气冷喷吹冷却，气冷机构2还可采用普通输送辊13与冷却喷管的结合方式，或者其它现有结构等；辊冷机构3的结构及其水冷输送辊12、11的间距、个数也可根据钢板1规格进行调整；用于检测钢板1位置的传感器也不限于上述热金属检测器5、第一冷热金属检测器6、第二冷热金属检测器7的组合，只要能够监测出钢板1位置以提供触发和关闭气冷机构2、辊冷机构3的信号就能够实现本发明技术效果；气体喷吹方式和接触式冷却方式的冷却速率也不限于实施例所述，只要确保气体喷吹方式（钢板1处于较高温度区间）缓冷、接触式冷却方式（钢板1处于较低温度区间）急冷，以避免板材的组织结构和板形发生变化即可等。倘若这些改动和变形属于本发明权利要求及其等同技术的范围内，则本发明也意图包含这些改动和变形在内。