热轧层流冷却工艺及其设备

　精轧后的带钢穿过层流冷却区时，可使钢板从900 ℃左右的终轧温度快速降到卷曲所需的带钢温度。轧后控制冷却可防止钢材在冷却过程中由于冷却不均匀而产生不均匀变形，使得冷却后的带钢晶粒组织细化且具有较高的强度极限、屈服极限及低温状态下的冲击韧性。合理采用热轧层流冷却工艺能够改善热轧钢材的组织和性能。 

　　目前冷却系统布置方式常用的有水幕和 U 型管层流冷却，而以水幕布置方式居多。其优点是由于水幕集管间距大，有足够空间，比较容易清除因事故而产生的废钢带，而且水幕集管的部件少，抗堵塞能力强，因而工程维护量少。

　　层流冷却使带钢表面覆盖一层处于层流状态下流动的最佳厚度的水量，利用热交换原理使带钢冷却至卷取温度。层流冷却以低压力、大流量的冷却水平稳地流向带钢表面，冲破带钢表面的蒸汽膜。 随后紧紧地覆盖在带钢表面而不飞溅。当冷却水吸收一定热量后快要形成汽膜前用侧喷压力水将旧水更换掉，从而吸收并带走大量余热。通过机旁水箱可对带钢冷却尖峰用水量进行调节，以减小给水泵压力，利用带钢生产间隔时间向水箱补充水，有利于节能、降低成本。

　　层流冷却设备主要包括上喷装置、下喷装置和侧喷装置及控制系统。在精轧机出口、卷取机入口设有测温仪，在机旁水箱上设有测温仪和液位计，通过对带钢卷取温度的设定、前馈、反馈、计算、修正，系统可实现手动和自动控制。武钢1580 mm 热轧层流冷却装置采用结构精巧的气动蝶阀控制上喷水的启闭，响应时间短、紧靠集水管，更加有利于控制，彻底消除冷却水的惯性: 同时把以往采用的旋转接头改成普通铜套加 O 形密封圈结构，使结构简化、成本大大降低。为了保证水流量合适，采用了在上喷嘴集管管路上装一个由下向上具有一定高度的开口溢出管，使得在上阀门给水时，溢出管中水不溢出，并使所有阀门保持在一个标准高度。下喷同上喷一样采用气动碟阀控制，提高了控制精度，且在控制阀门入口及出口加小通径旁通管路，使碟阀关闭状态下喷管也有少量冷却水溢出，这样既防止氧化铁皮进入喷管又避免下喷集水管中的冷却水由于长时间不喷而温度升高。为了提高冷却水的利用率，在各冷却单元之间均布置有侧喷嘴。新设计的侧喷装置，每组由单个喷嘴均改为双喷嘴，改善冲刷效果及测温环境，提高了冷却水的热交换率。

　　轧后层流冷却可分为前段冷却(可以细化晶粒，提高强度) 、后段冷却、下部冷却(主要用于花纹板的轧制) 以及间隔冷却(主要用于高碳钢的轧制)。为防止带钢边部过冷，产生边部褶皱和裂纹而影响带钢平直度，层流冷却区的输出辊道两侧有带钢边部冷却保护装置。应根据轧制的钢种及规格差异分别使用相应的层流冷却制度，不同的冷却工艺对轧后产品的组织和性能有着重要的影响。