[发明专利]一种薄规格中厚板离线热处理汽雾冷却系统

说明书

技术领域

本发明属于热处理设备和工艺技术领域，涉及一种薄规格中厚板离线热处理汽雾冷却系统。

背景技术

目前，薄规格中厚板（4mm~8mm）离线淬火（固溶）主要采取水淬，利用高压水射流冲击钢板表面，产生强化换热效果。这种冷却方式对于薄规格钢板瞬间冷却强度极大，易产生冷却不均和板形问题，降低了成品合格率，加大了生产过程控制的难度。与此同时，汽雾冷却已在冶金行业各个领域广泛应用。汽雾冷却多用在板坯连铸机二冷段冷却和转炉炉体冷却上，在中厚板生产领域，主要应用于中间坯冷却和轧后控制冷却方面。作为控冷系统的一部分，汽雾冷却在提高产品性能、改善表面质量、提高生产效率等方面发挥着重要作用。把汽雾冷却移植到中厚板离线淬火（固溶）领域，利用其冷却均匀性好、冷却强度较高压水直接射流冲击小的特点，进行薄规格中厚板淬火（固溶）处理将是一条可行之路。然而，目前在薄规格中厚板淬火（固溶）领域，汽雾冷却系统的应用尚属空白。

专利CN201534173U，公开了一种中厚板轧机轧后汽雾冷却装置，与同类轧后汽雾冷却装置相比冷却能力更强、雾化效果更好、冷速调节范围更宽。但该装置的目的是控制冷却，与本发明涉及的薄规格中厚板淬火（固溶）无论从冷却强度要求还是冷却均匀性要求均有较大差距，且该装置控制手段较少，不足以达到冷却参数精确控制以及冷却路径控制的要求，与本发明涉及内容无关。

专利CN101642780A，公开了一种中间坯冷却系统及冷却控制工艺，在粗轧机和精轧机间设置汽雾冷却装置，通过控制集管喷射水雾控制中间坯冷却过程。该系统自动化程度比较高，检测手段比较完备。由于该系统设计的主要目的是降低中间坯温度，不需要精确的温降速率控制和钢板板形控制，因此，喷嘴设计较简单，并未过多考虑冷却均匀性问题。该发明无论从设计目的、实施方式还是使用环境均与本发明差别较大。

专利CN201437129U，公开了一种冷轧常化汽雾式冷却系统，在每排冷却水管上安装水流量传感器、水流量调节阀和水流量调节仪，利用计算机精确控制水量，实现流量分路控制。该系统将主要目标放在水量精确控制上，较少的涉及喷嘴结构的技术创新以及冷却策略的制定，专利涉及的技术领域较窄，与本发明关系不大。

发明内容

本发明的目的是提供一种薄规格中厚板离线热处理汽雾冷却系统，雾化效果好、冷却均匀性好、冷却强度调节范围宽、冷却参数控制精确以及能提供冷却策略，能够解决目前薄规格中厚板离线淬火（固溶）采用高压水射流冷却产生的冷却不均和板形问题。

一种薄规格中厚板离线热处理汽雾冷却系统，包括供水、供气、汽雾喷嘴和控制系统，其特征在于，汽雾喷嘴沿输送辊道在辊道缝隙间上下对称布置，上喷嘴和上辊道固定在移动上框架上，下喷嘴固定在固定框架上；供水、气系统分别经分流集水、气管路进入汽雾喷嘴，供水管路上设置开闭阀、流量计、调节阀，提供稳定、可控的冷却水由喷嘴侧向导入喷嘴内层储水腔中，供气系统提供的恒定、可控的冷却空气由喷嘴两端导入喷嘴外层储气腔中，带有一定压力和初速度的水和空气在喷嘴出口处混合碎化后形成水雾，水雾以一定的初速度和喷射角沿缝隙喷嘴喷出，高速雾滴刺穿高温钢板表面蒸汽膜，与钢板表面直接液固换热；控制系统由经验管理系统和PLC系统组成，经验管理系统制定汽雾冷却策略和冷却规程，并将冷却规程下发到PLC系统执行，PLC系统通过调节供水供气压力比和流量比、上下喷嘴供水水量比、上喷嘴喷射距离、上下喷嘴喷射角和通板速度，实现喷嘴冷却强度调节和喷水状态调节。

一种薄规格中厚板离线热处理汽雾冷却系统，其特征在于，供水系统包括分流集水管(1)、分供水管(22)、喷嘴进水口(15)、汽雾上喷嘴(7)和汽雾下喷嘴(7’)，由安装在分流集水管(1)上的压力传感器(16)和泄压保压管路(17)上的调节阀(18)组成供水压力闭环控制系统，通过PID控制实现水压实时调整，供水压力为0.2MPa~0.4MPa，水温为0℃~32℃；安装在供水管路上的流量计(3)和流量调节阀(4)组成流量闭环控制系统，通过Fuzzy-PID控制实现水量实时调整。