基于超快速冷卻的熱軋帶鋼低溫卷取溫度控制及U型冷卻策略的研究與應(yīng)用.pdf

1、熱軋帶鋼軋后冷卻過(guò)程卷取溫度的高精度控制，以及更好地滿足帶鋼產(chǎn)品組織和力學(xué)性能要求是帶鋼軋后冷卻過(guò)程溫度控制的重要研究?jī)?nèi)容。本文依托湖南華菱漣源鋼鐵有限公司產(chǎn)品質(zhì)量提升技改工程軋鋼項(xiàng)目2250熱軋帶鋼生產(chǎn)線軋后冷卻系統(tǒng)工程，針對(duì)該熱軋生產(chǎn)線超快速冷卻條件下的低溫卷取溫度控制進(jìn)行了深入研究，同時(shí)為了改善和解決帶鋼卷取后因散熱不均而導(dǎo)致的帶鋼長(zhǎng)度方向力學(xué)性能不均等問(wèn)題，研究和開(kāi)發(fā)出U型冷卻控制策略，并將上述研究?jī)?nèi)容及成果用于生產(chǎn)實(shí)踐，取得良

2、好的使用效果。本文主要研究?jī)?nèi)容及成果如下:
　　(1)為分析熱軋帶鋼超快冷條件下低溫卷取過(guò)程的溫度分布，建立了帶鋼超快冷條件下的熱傳導(dǎo)控制方程。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，利用無(wú)條件收斂的完全隱式有限差分格式離散，反算出超快速冷卻過(guò)程水冷等效平均換熱系數(shù)為8000W/(m2·K)左右?；谠摀Q熱系數(shù)值，分析了不同厚度帶鋼在超快速冷卻過(guò)程中厚度方向溫度分布。分析表明，對(duì)于超快冷出口溫度(UFCT)，12mm厚度帶鋼超快速冷卻后，帶

3、鋼表面與心部溫差最大約為35℃，隨著厚度規(guī)格提高，帶鋼返紅過(guò)程時(shí)間延長(zhǎng)，且心部與表面溫差進(jìn)一步擴(kuò)大。
　　(2)系統(tǒng)分析超快速冷卻條件下低溫卷取過(guò)程中帶鋼后續(xù)層流冷卻過(guò)程的溫度場(chǎng)，溫度場(chǎng)分析結(jié)果表明:帶鋼水冷過(guò)程中表面與心部的瞬時(shí)溫差偏大，最大可達(dá)35℃左右，后續(xù)空冷段可通過(guò)帶鋼返紅有效減小溫度偏差。對(duì)于同一厚度規(guī)格的帶鋼，在層流冷卻主冷段冷卻過(guò)程中，可逐漸縮小帶鋼因超快速冷卻引起的心部與表面溫度偏差。通過(guò)空冷返紅，對(duì)于厚度小于等

4、于12mm帶鋼卷取溫度(CT)，帶鋼心部與表面溫差可縮小至10℃左右及以下。
　　(3)針對(duì)低溫卷取溫度控制難點(diǎn)，在同時(shí)滿足帶鋼力學(xué)性能要求的基礎(chǔ)上，為減小瞬時(shí)溫差對(duì)帶鋼卷取溫度控制精度和力學(xué)性能的影響，通過(guò)減少開(kāi)啟精冷組數(shù)，依托前部主冷段集管開(kāi)啟和后續(xù)的空冷段，預(yù)留帶鋼返紅時(shí)間，實(shí)現(xiàn)卷取溫度測(cè)量值的準(zhǔn)確測(cè)量。同時(shí)，對(duì)于帶鋼熱頭過(guò)后容易出現(xiàn)低溫區(qū)等問(wèn)題，對(duì)帶鋼頭部冷卻采用了分段式處理，通過(guò)控制帶鋼頭部不同位置的CT目標(biāo)值，保證了帶

5、鋼熱頭的溫度及長(zhǎng)度。實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)表明，卷取溫度在500℃以下不同品種及厚度的帶鋼，溫度偏差設(shè)定在±40℃內(nèi)時(shí)，其命中率能夠達(dá)到80％以上，能夠較好地滿足現(xiàn)場(chǎng)需要。
　　(4)針對(duì)熱軋帶鋼卷取后因散熱不均而造成的帶鋼長(zhǎng)度方向性能波動(dòng)、差異過(guò)大等問(wèn)題，研究和開(kāi)發(fā)出U型冷卻控制策略，可以實(shí)現(xiàn)不同鋼種、不同厚度帶鋼靈活設(shè)定U型冷卻參數(shù)。據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)得知，帶鋼U型冷卻段長(zhǎng)度控制準(zhǔn)確，溫度控制偏差在±18℃內(nèi)，能夠滿足實(shí)際生產(chǎn)需要。同時(shí)，對(duì)