專利名稱：一種帶鋼冷卻系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種冶金輔助裝置，尤其涉及一種帶鋼冷卻系統。
背景技術：
為提高帶鋼的性能，退火熱處理機組在退火后必須配備冷卻工藝段。冷卻方法和冷卻速率控制精度會直接影響帶鋼的組織性能和力學性能，是保證帶鋼質量和板形良好的重要因素。常用的冷卻方法有干冷(例如氣體噴射冷卻，輥冷等)和濕冷(例如水淬)，通常根據帶鋼退火工藝曲線要求的各區段冷卻能力來選擇合適的冷卻方式。其中水冷的冷卻 速度最快，但冷卻過程中帶鋼表面易氧化，且會帶來嚴重的板形問題，因此某些對表面組織有要求的、極薄且附加值高的帶鋼均采用干冷的方式進行冷卻。目前，在臥式連續退火機組上，極薄帶鋼需要對在還原性保護氣氛下進行光亮式退火，退火曲線要求均熱后的帶鋼以低于20°C /s的速度緩慢冷卻至目標溫度，以便后續熱處理；并且其對帶鋼寬度方向的板溫均勻性有較高的要求；采用噴射式冷卻，在冷卻過程中噴射氣體易引起運行中帶鋼顫動，會造成帶鋼表面劃傷；此外，為保證板溫均勻還必須沿帶鋼寬度方向布置多個噴嘴以及控制氣量的多個擋板，為保證每個噴嘴的介質壓力一致，增加多處閥門和接頭，從而使得設備結構復雜，故障點較多，檢測維修極其不便。
發明內容本實用新型的發明目的是提供帶鋼冷卻系統，該冷卻系統在冷卻帶鋼的過程中，應當能夠保證帶鋼在沿其寬度方向上的溫度均勻，以保證帶鋼板形良好；同時，該冷卻系統應當結構簡單，便于維護。根據上述發明目的，本實用新型提出了一種帶鋼冷卻系統，其包括一冷卻段；冷卻段包括一密封的第一冷卻區和一密封的第二冷卻區，第一冷卻區和第二冷卻區分別具有一排風口，第一冷卻區和第二冷卻區的出口處還分別設有一板溫計；—排氣風機，其通過管路分別與第一冷卻區和第二冷卻區的排風口連接；一第一電動擋板，其設于排氣風機與第一冷卻區的排風口之間的管路上；一第二電動擋板，其設于排氣風機與第二冷卻區的排風口之間的管路上；若干個第一輻射管，其沿著第一冷卻區的長度方向在第一冷卻區內上下交錯布置；若干個第二輻射管，其沿著第二冷卻區的長度方向在第二冷卻區內上下交錯布置；一第一電阻絲組件，其設于第一冷卻區內；一第二電阻絲組件，其設于第二冷卻區內；一第一 PID控制器，其與第一電動擋板和第一冷卻區的板溫計分別連接，控制第一電動擋板的開度；一第二 PID控制器，其與第二電動擋板和第二冷卻區的板溫計分別連接，控制第二電動擋板的開度；一第三PID控制器，其與第一電阻絲組件和第一冷卻區的板溫計分別連接；一第四PID控制器，其與第二電阻絲組件和第二冷卻區的板溫計分別連接。在本技術方案中，第一輻射管與第二輻射管內均為負壓，冷卻氣體進入輻射管內，持續帶走帶鋼傳遞給輻射管的熱量，從而對帶鋼進行間接冷卻。溫度升高后的冷卻氣體由排氣風機抽出。第一電動擋板與第二電動擋板分別由第一 PID控制器與第二 PID控制器控制，用以控制第一輻射管與第二輻射管內冷卻氣體的流量。第一 PID控制器與第二 PID控制器分別根據第一冷卻區與第二冷卻區的板溫計測得的板溫值，閉環控制第一電動擋板與第二電動擋板的開度，以實時地控制第一冷卻區與第二冷卻區的冷卻速度。第三PID控制器與第四PID控制器分別用以當冷卻速度低于某個閾值或帶鋼在其寬度方向上溫差較大時，閉環控制第一電阻絲組件與第二電阻絲組件的投入率，以保證帶鋼在沿其寬度方向上的溫度均勻。優選地，在上述的帶鋼冷卻系統中，第一電阻絲組件和第二電阻絲組件均分別包 括三列電阻絲，其分別沿著帶鋼的寬度方向設置于兩側和中央。優選地，在上述的帶鋼冷卻系統中，第一冷卻區的長度為第二冷卻區的I. 5-2倍。帶鋼進入第一冷卻區時的初始板溫較高，此時若冷卻速度過快，不利于帶鋼板形的控制，因此設置較長的第一冷卻區能夠保證高板溫的帶鋼在低冷卻速度下充分地進行冷卻。本實用新型所述的帶鋼冷卻系統具有以下優點(I)本實用新型所述的帶鋼冷卻系統在帶鋼冷卻的過程中，能夠保證帶鋼在沿其寬度方向上的溫度均勻，從而保證帶鋼板形良好，提高了帶鋼的品質；(2)本實用新型所述的帶鋼冷卻系統的溫度控制精度高，系統穩定性強，并且不會對板形造成不良影響，從而進一步提聞了帶鋼的品質與生廣效率；(3)本實用新型所述的帶鋼冷卻系統在帶鋼冷卻過程中，不會出現因帶鋼顫動而造成帶鋼表面劃傷的情況，從而保證了帶鋼的品質；(4)本實用新型所述的帶鋼冷卻系統結構簡單，便于維護與檢修。
圖I是本實用新型所述的帶鋼冷卻系統在一種實施方式下的結構示意圖。圖2是本實用新型所述的帶鋼冷卻系統在一種實施方式下的結構剖面圖。
具體實施方式
下面將結合說明書附圖和具體的實施例對本實用新型所述的帶鋼冷卻系統做進一步的詳細說明。圖I顯示了本實用新型所述的帶鋼冷卻系統在本實施例中的結構。圖2是本實用新型所述的帶鋼冷卻系統在本實施例中的剖面視圖。如圖I、圖2所示，密封室9設于冷卻段的兩端，每個密封室9均包括一個隔離簾和密封輥，室內通入高壓氮氣，以避免前后爐段氣氛互串。冷卻段包括第一冷卻區A與第二冷卻區B ;在本實施例中，第一冷卻區A的長度為15m，第二冷卻區B的長度為10m，第一冷卻區A的長度為第二冷卻區B的長度的I. 5倍；第一冷卻區A和第二冷卻區B之間由爐喉10隔開，帶鋼通過爐喉10上的較小通道從第一冷卻區A進入到第二冷卻區B。在第一冷卻區A和第二冷卻區B的出ロ處均設有一個板溫計(圖I、圖2中均未示出)，該板溫計為三點式掃描板溫檢測計，分別設于沿帶鋼寬度方向的兩側和中央，以檢測帶鋼沿其寬度方向的兩側和中央的溫度。第一冷卻區A和第二冷卻區B分別具有一個排風ロ，排氣風機4通過管路分別與第一冷卻區A和第二冷卻區B的排風ロ連接。第一電動擋板2與第二電動擋板3分別設于排氣風機4與兩個冷卻區的排風ロ之間的管路上。若干個第一輻射管Ia與第二輻射管Ib分別沿著第一冷卻區A與第二冷卻區B的長度方向在第一冷卻區A與第二冷卻區B內上下交錯布置，第一輻射管Ia的數量為第二輻射管Ib的數量的I. 5倍，每個輻射管長度為lm。第一電阻絲組件7a與第二電阻絲組件7b分別設于第一冷卻區A與第二冷卻區B內，第一電阻絲組件7a與第二電阻絲組件7b分別包括三列電阻絲，其分別沿著帯鋼的寬度方向設置于兩側和中央。第一 PID控制器5與第一電動擋板2以及第一冷卻區A的板溫計分別連接；第二 PID控制器6與第二電動擋板3以及第二冷卻區B的板溫計分別連接；第一 PID控制器5與第二 PID控制器6分別用以控制第一電動擋板2與第二電動擋板3的開度，以實時地控制第一冷卻區A與第二冷卻區B的冷卻速度。第三PID控制器(圖I、圖2中均未示出)與第一電阻絲組件7a以及第一冷卻區A的板溫計分別連接；第四PID控制器8與第二電阻絲組件7b以及第二冷卻區B的板溫計分別連接；第三PID控制器與第四PID控制器8分別用以控制第一電阻絲組件7a·與第二電阻絲組件7b的投入量，以保證帶鋼在沿其寬度方向上的溫度均勻。請繼續參閱圖I、圖2，第一輻射管Ia與第二輻射管Ib內均為負壓，冷卻氣體進入輻射管內，能夠持續帶走帶鋼傳遞給輻射管的熱量，從而對帶鋼進行間接冷卻。溫度升高后的冷卻氣體由排氣風機4抽出。在帶鋼冷卻的過程中，冷卻段出入口密封室9的密封簾壓下至帶鋼上方3mm處，密封室9內注入氮氣，保持密封室9的爐壓在10_25Pa的范圍內，以避免前后エ藝段內的氣氛互串。第一冷卻區A的長度與輻射管的數量均為第二冷卻段B的
I.5倍，從而使高溫帶鋼在第一冷卻區A內能夠慢速地、充分地冷卻，以保證良好的板形，然后在第二冷卻區B內快速冷卻到目標溫度。第一冷卻區A內的爐壓為60 70Pa，第二冷卻區B內的爐壓為65 75Pa，第二冷卻區B內的爐壓略高于第一冷卻區A內的爐壓，以使保護氣氛從第二冷卻區B通過爐喉10的通道向第一冷卻區A流動(與帶鋼運行方向相反)，從而防止了由于保護氣氛流向不穩而對冷卻的均勻性造成的影響。在帶鋼冷卻過程中，第一 PID控制器5與第二 PID控制器6根據第一冷卻區A與第二冷卻區B的出入口溫度以及帶鋼的運行速度來閉環控制第一電動擋板2與第二電動擋板3的開度，以控制第一冷卻區A與第二冷卻區B內的冷卻速度。第三PID控制器與第四PID控制器8分別根據第一冷卻區A與第二冷卻區B出口的板溫計的實測值以及第一冷卻區A與第二冷卻區B所需的冷卻速度來控制第一電阻絲組件7a與第二電阻絲組件7b的投入率，以保證帶鋼在沿其寬度方向上的溫度均勻；當所需的冷卻速度低于12°C /s或者板溫計測得的三點(沿帶鋼寬度方向兩側與中央)溫差大于1°C時，相應的PID控制器控制相應的電阻絲組件投入加熱，以保證帶鋼在沿其寬度方向上的溫度均勻。要注意的是，以上列舉的僅為本實用新型的具體實施例，顯然本實用新型不限于以上實施例，隨之有著許多的類似變化。本領域的技術人員如果從本實用新型公開的內容直接導出或聯想到的所有變形，均應屬于本實用新型的保護范圍。
權利要求1.一種帶鋼冷卻系統，其包括一冷卻段；其特征在于 所述冷卻段包括一密封的第一冷卻區和一密封的第二冷卻區，所述第一冷卻區和第二冷卻區分別具有一排風口，所述第一冷卻區和第二冷卻區的出口處還分別設有一板溫計；一排氣風機，其通過管路分別與第一冷卻區和第二冷卻區的排風口連接； 一第一電動擋板，其設于所述排氣風機與第一冷卻區的排風口之間的管路上； 一第二電動擋板，其設于所述排氣風機與第二冷卻區的排風口之間的管路上； 若干個第一輻射管，其沿著第一冷卻區的長度方向在所述第一冷卻區內上下交錯布置； 若干個第二輻射管，其沿著第二冷卻區的長度方向在所述第二冷卻區內上下交錯布置； 一第一電阻絲組件，其設于所述第一冷卻區內； 一第二電阻絲組件，其設于所述第二冷卻區內； 一第一 PID控制器，其與所述第一電動擋板和第一冷卻區的板溫計分別連接，控制第一電動擋板的開度； 一第二 PID控制器，其與所述第二電動擋板和第二冷卻區的板溫計分別連接，控制第二電動擋板的開度； 一第三PID控制器，其與所述第一電阻絲組件和第一冷卻區的板溫計分別連接； 一第四PID控制器，其與所述第二電阻絲組件和第二冷卻區的板溫計分別連接。
2.如權利要求I所述的帶鋼冷卻系統，其特征在于，所述第一電阻絲組件和第二電阻絲組件均分別包括三列電阻絲，其分別沿著帶鋼的寬度方向設置于兩側和中央。
3.如權利要求I或2所述的帶鋼冷卻系統，其特征在于，所述第一冷卻區的長度為第二冷卻區的I. 5-2倍。
專利摘要本實用新型公開了一種帶鋼冷卻系統，其包括一冷卻段；該冷卻段包括一密封的第一冷卻區、一密封的第二冷卻區、一排氣風機、一第一電動擋板、一第二電動擋板、若干個第一輻射管、若干個第二輻射管、一第一電阻絲組件、一第二電阻絲組件、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；第一冷卻區和第二冷卻區分別具有一排風口，第一冷卻區和第二冷卻區的出口處還分別設有一板溫計。第一PID控制器與第二PID控制器用以閉環控制各冷卻區內的冷卻速度；第三PID控制器與第四PID控制器用以保證帶鋼在沿其寬度方向上的溫度均勻，從而保證了帶鋼的板形，提高了帶鋼成品的品質。
文檔編號C21D11/00GK202595217SQ20122005161
公開日2012年12月12日 申請日期2012年2月17日 優先權日2012年2月17日
發明者張榮康, 崔光華 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司