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程溫度控制的重要研究內(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目2250熱軋帶鋼生產(chǎn)線軋后冷卻系統(tǒng)工程，針對該熱軋生產(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)致的帶鋼長度方向力學(xué)性能不均等問題，研究和開發(fā)出U型冷卻控制策略，并將上述研究內(nèi)容及成果用于生產(chǎn)實踐，取得良

2、好的使用效果。本文主要研究內(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)場實測數(shù)據(jù)，利用無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程中厚度方向溫度分布。分析表明，對于超快冷出口溫度(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，帶鋼返紅過程時間延長，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程中帶鋼后續(xù)層流冷卻過程的溫度場，溫度場分析結(jié)果表明:帶鋼水冷過程中表面與心部的瞬時溫差偏大，最大可達(dá)35℃左右，后續(xù)空冷段可通過帶鋼返紅有效減小溫度偏差。對于同一厚度規(guī)格的帶鋼，在層流冷卻主冷段冷卻過程中，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。通過空冷返紅，對于厚度小于等

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)針對低溫卷取溫度控制難點，在同時滿足帶鋼力學(xué)性能要求的基礎(chǔ)上，為減小瞬時溫差對帶鋼卷取溫度控制精度和力學(xué)性能的影響，通過減少開啟精冷組數(shù)，依托前部主冷段集管開啟和后續(xù)的空冷段，預(yù)留帶鋼返紅時間，實現(xiàn)卷取溫度測量值的準(zhǔn)確測量。同時，對于帶鋼熱頭過后容易出現(xiàn)低溫區(qū)等問題，對帶鋼頭部冷卻采用了分段式處理，通過控制帶鋼頭部不同位置的CT目標(biāo)值，保證了帶

5、鋼熱頭的溫度及長度。實際生產(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，其命中率能夠達(dá)到80％以上，能夠較好地滿足現(xiàn)場需要。
　　(4)針對熱軋帶鋼卷取后因散熱不均而造成的帶鋼長度方向性能波動、差異過大等問題，研究和開發(fā)出U型冷卻控制策略，可以實現(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)場試驗數(shù)據(jù)得知，帶鋼U型冷卻段長度控制準(zhǔn)確，溫度控制偏差在±18℃內(nèi)，能夠滿足實際生產(chǎn)需要。同時，對