八钢1750热轧层流冷却优化

【摘 要】针对八钢热轧厂层流冷却的具体情况，对控冷过程中存在的头尾温度精度差、层别切换时温度精度差、厚规格温度精度差等问题进行了分析，并提出了相应的优化方案，对提高控冷精度有一定的意义。

【关键词】层流冷却；卷取温度；建张

层流冷却段是整个热轧生产线的一个关键环节，其卷取温度的控制精度对板带的金相组织影响很大，是决定成品板带加工性能、力学性能、物理性能的重要工艺参数之一。提高卷取温度控制精度一直是热连轧领域关注的重要问题。

层流冷却的工作原理是从高位水箱流出来的冷却水，经大量虹吸管，在无压力的情况下流向带钢，使带钢表面覆盖一层处于层流状态下流动的冷却水。冷却水不反溅并紧贴在带钢表面按一定方向做运动，利用热交换原理使带钢冷却至卷取温度。沿输出辊道每隔一段距离设置一定数量的侧喷头，将滞留在带钢表面的水冲掉，使冷却水不断更新，从而带走大量的热来达到冷却的目的。

层冷控制的目的就是通过冷却水段长度的动态调节，将不同工况（温度、厚度、速度）的带钢从较高的终轧温度迅速冷却到卷取目标温度（冷却量200℃ ～ 300℃），使带钢具有良好的组织性能和力学性能。但是由于带钢材质、厚度、温度、速度、水流状态、检测情况等因素的影响，卷取温度的精度一直不高。下面就八钢热轧厂的实际情况，对其层流冷却中存在的问题进行分析和探讨。

1.头尾温度精度差

层流冷却装置分布在辊道的上下方，带钢任一点通过层流的时间随带钢速度的变化而不同，对现场进行数据测量分析，发现造成带钢头尾温度波动大的主要原因是由于其速度影响造成，带钢在层冷区域的速度主要由三个部分组成，首先带钢在未进入卷取机建立张力前由F6轧机速度加后滑系数确定，在建张后由卷取速度确定，在F6抛钢后由卷取夹送辊建立反向张力，带钢速度通过夹送辊速度检测确定，并且此过程中伴随着带钢的加速和尾部减速制动，因此对不同位置点不同速度情况下的水阀开启进行变化以确保其不同的带钢头尾的温度难度很大。

根据速度切换点对带钢进行不同方式的控制，因此对三段采用不同的控制参数是提高精度的较好思路，将带钢的自学习进行了分段控制，将带钢建张前、带钢本体、轧机抛钢后三部分进行分段控制，分别进行不同控制策略和自学习，从而减小速度切换对温度控制的影响。

2.层别切换时温度精度差

针对层别切换时温度精度差的情况，经数据分析主要是较长时间（换季）不轧的钢、长时间停车（如大修、中修等）后开轧的前几块、冬季短时间停车（如设备小故障、换辊等）后开轧的前两块均易出现温度精度差的问题。这种情况的主要原因是由于水温的波动造成，当换季后或长时间停车时，或冬季短时间停车时，层冷的水温会有较大差异，虽然模型中使用水箱实测温度进行计算，但是相应的自学习系数是按前期学习得来的，所以会出现一定的差异，需通过一段时间的自学习才能恢复，针对这一问题，可以通过保证系统水温和提前开水循环的方式，尽可能减少不同季节情况下的水温差异，从而通过不同季节的空气温度差来达到补偿的目的，从而达到提高温度精度的目的。

3.厚规格带钢温度精度差

在轧制厚规格（9mm以上）带钢有时会出现中间测温点检测不到温度，精调段所有水阀全部关闭不再进行调节，从而造成卷取温度过高的现象。其主要原因是厚规格带钢的上下表面冷却不均造成C翘或边浪现象，将水带到中间测温点下，影响检测和控制。

针对这一问题，对上下水阀的水量进行了调节，并将每一段间侧喷吹扫装置的角度进行了调整，确保能将水基本吹扫干净，在中间高温仪前增加了顶喷吹扫装置，确保带来的少量的水不能到达测温点，不对检测造成影响。

参考文献：

[1]蔡晓辉，张殿华，朱红艳，王国栋 . 层流冷却中卷取温度精度的优化 .东北大学学报（自然科学版）2002.4.

[2]袁建光，黄传清. 热轧带钢卷取温度控制及改进 . 轧钢1999.4.