一種利用冷卻水噴嘴梯度布置來控制輥型熱凸度的方法
【專利摘要】一種利用冷卻水噴嘴梯度布置來控制輥型熱凸度的方法，在冷卻水噴嘴組的正中間位置設置3個并排設置的主冷卻水噴嘴，在主冷卻水噴嘴兩側的分別各設置1個副冷卻水噴嘴，在副冷卻水噴嘴兩側再分別設置2個次級冷卻水噴嘴，最后在整個冷卻水噴嘴組的兩端分別設置1個末端冷卻水噴嘴，冷卻水噴嘴組的主冷卻水噴嘴的噴水量最大，副冷卻水噴嘴的噴水量次之，次級冷卻水噴嘴小于副冷卻水噴嘴的噴水量，末端冷卻水噴嘴的噴水量最小。本發明將沿軋輥寬度方向從中心點向兩側按流量從大到小梯度布置，針對軋輥在軋制過程中隨時間及軋制帶鋼噸位增加，軋輥中心凸度受熱變形最大，熱凸度分布曲線從中心點向兩側梯度變小，對應性進行水噴嘴流量布置，最終實現軋制過程的板型跑偏控制目。
【專利說明】一種利用冷卻水噴嘴梯度布置來控制輥型熱凸度的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種鋼鐵生產領域中的軋鋼自動控制方法，尤其涉及一種通過對軋機軋輥冷卻水噴嘴進行梯度布置來控制軋輥輥型熱凸度變化量的方法，實現軋制過程的板型跑偏控制。
【背景技術】
[0002]目前在各家鋼鐵生產企業中，粗軋機架機組通常由四個軋機組成(以下簡稱Rl軋機、R2軋機、R3軋機和R4軋機)，其中R2軋機是最核心的機架。通常情況下R2軋機采用I飛道次軋制，個別情況也采用f 3道次軋制。由于I飛道次或f 3道次都是采用了可逆道次軋制，軋制過程中的板形變化大。
[0003]隨著鋼鐵生產技術的日益進步，且為了進一步降低軋輥輥耗，并同時提升產品表面質量，粗軋機架機組的R2軋機試用了高速鋼軋輥，由于該軋輥與原來使用的半高速鋼軋輥，在軋輥材質、表面硬度、特別是輥型熱凸度方面有著很大差異，加上現有的工藝技術水平尚未完全掌握高速鋼軋輥的使用特性，如圖1所示，導致在上機后經常會發生帶鋼跑偏、帶鋼頭尾呈C型或S形等板形不良現象，行業內俗稱“鐮刀彎”，而中間坯一旦產生上述問題后的危害是很大的，比如，產生問題的中間坯，在進入后續的R3軋機時，就會產生撞擊R3軋機的軋機導板，造成頭部翹頭或扣頭不能正常咬入軋機，嚴重的會造成R3軋機和R4軋機之間跑偏，造成廢鋼事故，據不完全統計，因為R2軋機采用高速鋼軋輥，發生的多次因板型跑偏造成的廢鋼事故中，最為嚴重的一次將R3軋機的軋機導板全部撞壞，停機時間達到5小時，致使R3軋機不能正常投入使用而空設近一個月。為此R2軋機的高速鋼軋輥也基本處于停用狀態。
[0004]而在現有技術中所使用的普通半高速鋼軋輥中，由于使用時間長，現場操作工人對它的工藝特性掌握比較全面，因此，使用也相對比較穩定，在板型控制過程中，為了防止中間坯產生鐮刀彎，通常有兩種控制方法:第一，控制中間坯兩側的溫度差，防止由于溫差造成的不對稱延伸。控制溫差的主要手段是提高板坯加熱的均勻性，防止板坯在加熱爐爐門口停留過長時間等；第二，針對水平軋機兩側輥縫偏差造成的鐮刀彎，現有的操作是對水平軋機進行調平控制，即根據軋制后中間坯的鐮刀彎的情況相應地調整水平軋機兩側的輥縫。這種輥縫的調整可以根據操作者的經驗也可以由控制系統根據相應的控制方法自動控制。但是采用高速鋼軋輥后，軋制的不穩定性就馬上暴露出來，如圖2所示，對已軋制15000噸帶鋼后下機的高速鋼軋輥抽輥進行輥型測量所得到曲線示意圖，從該圖中可以發現，高速鋼軋輥雖然在表面硬度、輥型曲線方面能參考了老軋輥的一些工藝參數，但是高速鋼軋輥在軋制過程中受熱發生熱凸度變化是比較大的，一般新輥及冷輥的負凸度在(-0.4mnT-0.5mm)左右，車L制15000噸帶鋼后的負凸度減少到(-0.1mnT-0.2mm)左右，說明軋輥受熱變形熱凸度在15小時內變化量可達到0.3_左右，高速鋼軋輥的軋制的不穩定性直接困擾著軋線正常生產，通過一段時間的跟蹤摸索，比較相同的觀點就是新高速鋼軋輥，在輥型熱凸度變化上面與丨H軋輥存在較大差異，當軋輥中部熱凸度過大就會造成帶鋼軋制時產生跑偏廢鋼問題，這也是現有技術下的工藝沒有掌握該特性的主要原因。
[0005]而對國外同行業所采用的方法，其歸納如下:
[0006]1.通過鐮刀彎測量裝置測量出軋機本道次軋制后鐮刀彎產生的區域和位置，然后調整水平軋機兩側的輥縫來控制下個道次的鐮刀彎；
[0007]2.通過鐮刀彎檢測器進行鐮刀彎的檢測，之后通過鐮刀彎控制器對檢測到的結果進行對比分析后計算出需要的控制量后，通過調整水平軋機的輥縫進行控制；
[0008]3.通過檢測出鐮刀彎的實際大小，采用兩側不對稱的彎輥力來控制鐮刀彎。專利JP62033009A所述，通過鐮刀彎和輥縫檢測裝置檢測出鐮刀彎和對應的輥縫，根據鐮刀彎和輥縫的對應關系，調整輥縫控制鐮刀彎。
[0009]但是上述方法均是對鐮刀彎進行檢測控制而并沒有解決如何消除這種現象。
[0010]雖然存在著上述問題，但是不能因噎廢食，因為如果能采用高速鋼軋輥的話對整個粗軋機組的降低輥耗有很大貢獻，且按照這種更替速度的話以后各家鋼鐵生產企業的R2軋機所采購的軋輥均為高速鋼軋輥，原來使用的板型比較穩定的半高速鋼軋輥被高速鋼軋輥取代只是一個時間問題，因此，必須能熟練掌握使用高速鋼軋輥，且高速鋼軋輥板型跑偏成為目前所急需解決的難題，故現在迫切需要找到一種能控制高速鋼軋輥的輥型熱凸度變化規律來控制板型跑偏的有效方法。

【發明內容】

[0011]本發明通過對軋輥上機軋制后，隨軋制時間和軋制帶鋼噸位變化，軋輥輥身受熱變化，產生的輥型熱凸度造成的帶鋼跑偏的長時間觀察記錄后，提供了一種利用冷卻水噴嘴梯度布置來控制輥型熱凸度的方法，通過對軋輥冷卻水梯度布置來控制輥型熱凸度變化，從而控制板型跑偏，實現穩定軋制是通過水流量變化對應軋輥熱凸度變化率，針對性控制凸度變化趨勢，最后降低輥型凸度變化對帶鋼產生的跑偏影響因素。
[0012]一種利用冷卻水噴嘴梯度布置來控制輥型熱凸度的方法，具體如下:
[0013]I)在軋機的軋機上軋輥的上方設置冷卻水噴嘴組；
[0014]2)所述的冷卻水噴嘴組的位于正中間位置的為3個并排設置的主冷卻水噴嘴，在主冷卻水噴嘴兩側的分別各設置I個副冷卻水噴嘴，在副冷卻水噴嘴兩側再分別設置2個次級冷卻水噴嘴，最后在整個冷卻水噴嘴組的兩端分別設置I個末端冷卻水噴嘴；
[0015]3)將冷卻水噴嘴組的各個水噴嘴的噴水量進行重新分布，其中主冷卻水噴嘴的噴水量最大，副冷卻水噴嘴的噴水量次之，次級冷卻水噴嘴小于副冷卻水噴嘴的噴水量，而設置兩端的末端冷卻水噴嘴的噴水量最小。
[0016]根據本發明的一種利用冷卻水噴嘴梯度布置來控制輥型熱凸度的方法，其特征在于，所述的冷卻水噴嘴組的各個水噴嘴的噴水量，其具體為，位于整個冷卻水噴嘴組的正中間位置的3個主冷卻水噴嘴的噴水量為145?155L/min，位于主冷卻水噴嘴兩側的副冷卻水噴嘴的噴水量為135?140L/min，位于副冷卻水噴嘴兩側的次級冷卻水噴嘴的噴水量為ll(Tll5L/min，而位于整個冷卻水噴嘴組兩端的末端冷卻水噴嘴的噴水量為87、2L/min。
[0017]根據本發明的一種利用冷卻水噴嘴梯度布置來控制輥型熱凸度的方法，其特征在于，所述的冷卻水噴嘴組的各個冷卻水噴嘴呈橫向并排排列。
[0018]本發明的一種利用冷卻水噴嘴梯度布置來控制輥型熱凸度的方法，經過長時間的對高速鋼軋輥的觀察，我們發現由于軋輥在軋制熱帶鋼時，會產生大量熱量，受熱的軋輥隨軋制量增加，熱量會成倍增加，這是由于軋輥中部受熱最大，散熱也是最差的，所以，軋輥熱凸度一般中部是最大的，采用軋輥冷卻水就是要將軋輥熱量帶走，同時控制軋輥熱凸度變化量，確保軋輥表面氧化膜正常建立，保證軋制帶鋼穩定，板型受控。而現有軋機的冷卻水布置都是同型號的，不能滿足高速鋼軋輥的需要，所以根據所在軋機工作狀況，掌握其最大的熱變形，最終確定采用不同型號規格的水噴嘴，且噴水量從中間最大依次向兩邊遞減的方法來實現軋輥冷卻，即控制了軋輥的輥型熱凸度。
[0019]本發明的一種利用冷卻水噴嘴梯度布置來控制輥型熱凸度的方法，其總結如下，對軋機軋輥冷卻水布置方式改變，即在原來機架軋輥冷卻水水噴嘴個數不變，而水噴嘴流量大小進行調整，采用一種冷卻曲線按梯度控制，就是將沿軋輥寬度方向，從中心點向兩側(工作側、傳動側)按流量從大到小梯度布置，針對軋輥在軋制過程中，隨時間及軋制帶鋼噸位增加，軋輥中心凸度受熱變形最大，熱凸度分布曲線從中心點向兩側(工作側、傳動側)梯度變小特點，對應性進行水噴嘴流量布置，最終達到控制軋輥熱凸度變化量，實現軋制過程的板型跑偏控制目的的方法。
[0020]使用本發明的一種利用冷卻水噴嘴梯度布置來控制輥型熱凸度的方法，獲得了如下有益效果:
[0021]1.本發明的一種利用冷卻水噴嘴梯度布置來控制輥型熱凸度的方法，直接防止了現有技術下的高速鋼軋輥所存在的帶鋼跑偏、帶鋼頭尾呈C型或S形等板形不良現象，降低了廢鋼率，大大提升了鋼鐵產品的質量；
[0022]2.本發明的一種利用冷卻水噴嘴梯度布置來控制輥型熱凸度的方法，使得中間坯在進入后續的R3軋機時，不會再撞擊R3軋機的軋機導板，防止了頭部翹頭或扣頭不能正常咬入軋機，大大降低了事故的可能性，有利于安全生產；
[0023]3.本發明的一種利用冷卻水噴嘴梯度布置來控制輥型熱凸度的方法，不需要對機架軋輥冷卻水，從設備機械、電氣結構上進行改造，只是調整冷卻水噴嘴，達到了有效控制軋輥熱凸度變化造成的帶鋼跑偏度鋼事故，減少了設備改造費用支出，還大大節約了冷卻水的使用，有利于節能環保。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1為現有技術下的冷卻水噴嘴沒有采用梯度冷卻的方式而導致帶鋼跑偏的的帶鋼運行示意圖；
[0025]圖2為現有技術下的高速鋼軋輥的輥型測量后所得到曲線示意圖；
[0026]圖3為采用本發明的一種利用冷卻水噴嘴梯度布置來控制輥型熱凸度的方法的帶鋼運行示意圖。
[0027]圖中:1-冷卻水噴嘴組，A-主冷卻水噴嘴，B-副冷卻水噴嘴，C-次級冷卻水噴嘴，D-末端冷卻水噴嘴，2-軋機上軋輥，3-軋機下軋輥，4-帶鋼。
【具體實施方式】
[0028]下面結合附圖和實施例對本發明的一種利用冷卻水噴嘴梯度布置來控制輥型熱凸度的方法做進一步的描述。[0029]實施例
[0030]如圖3所示，一種利用冷卻水噴嘴梯度布置來控制輥型熱凸度的方法，在軋機的軋機上軋輥2的上方設置冷卻水噴嘴組I ;
[0031]所述的冷卻水噴嘴組的位于正中間位置的為3個并排設置的主冷卻水噴嘴A，在主冷卻水噴嘴兩側的分別各設置I個副冷卻水噴嘴B，在副冷卻水噴嘴兩側再分別設置2個次級冷卻水噴嘴C，最后在整個冷卻水噴嘴組的兩端分別設置I個末端冷卻水噴嘴D ；
[0032]將冷卻水噴嘴組的各個水噴嘴的噴水量進行重新分布，其中主冷卻水噴嘴A的噴水量最大，副冷卻水噴嘴B的噴水量次之，次級冷卻水噴嘴C小于副冷卻水噴嘴的噴水量，而設置兩端的末端冷卻水噴嘴D的噴水量最小。
[0033]本實施例中，冷卻水噴嘴組的各個水噴嘴的噴水量，其具體為，位于整個冷卻水噴嘴組的正中間位置的3個主冷卻水噴嘴的噴水量為150L/min，位于主冷卻水噴嘴兩側的副冷卻水噴嘴的噴水量為137L/min，位于副冷卻水噴嘴兩側的次級冷卻水噴嘴的噴水量為112L/min,而位于整個冷卻水噴嘴組兩端的末端冷卻水噴嘴的噴水量為89L/min。具體可參考如下表1。
[0034]R2軋輥梯度冷卻水配置表
[0035]
【權利要求】
1.一種利用冷卻水噴嘴梯度布置來控制輥型熱凸度的方法，其特征在于: 1)在軋機的軋機上軋輥(2)的上方設置冷卻水噴嘴組(I)； 2)所述的冷卻水噴嘴組(I)的位于正中間位置的為3個并排設置的主冷卻水噴嘴(A)，在主冷卻水噴嘴兩側的分別各設置I個副冷卻水噴嘴(B)，在副冷卻水噴嘴兩側再分別設置2個次級冷卻水噴嘴(C)，最后在整個冷卻水噴嘴組的兩端分別設置I個末端冷卻水噴嘴(D)； 3)將冷卻水噴嘴組(I)的各個水噴嘴的噴水量進行重新分布，其中主冷卻水噴嘴(A)的噴水量最大，副冷卻水噴嘴(B)的噴水量次之，次級冷卻水噴嘴(C)小于副冷卻水噴嘴的噴水量，而設置兩端的末端冷卻水噴嘴(D )的噴水量最小。
2.如權利要求1所述的一種利用冷卻水噴嘴梯度布置來控制輥型熱凸度的方法，其特征在于，所述的位于整個冷卻水噴嘴組(I)的正中間位置的3個主冷卻水噴嘴(A)的噴水量為 145?155L/min。
3.如權利要求1所述的一種利用冷卻水噴嘴梯度布置來控制輥型熱凸度的方法，其特征在于，所述的位于主冷卻水噴嘴(A)兩側的副冷卻水噴嘴(B)的噴水量為135?140L/min。
4.如權利要求1所述的一種利用冷卻水噴嘴梯度布置來控制輥型熱凸度的方法，其特征在于，所述的位于副冷卻水噴嘴(B)兩側的次級冷卻水噴嘴(C)的噴水量為11(T115L/min0
5.如權利要求1所述的一種利用冷卻水噴嘴梯度布置來控制輥型熱凸度的方法，其特征在于，所述的位于整個冷卻水噴嘴組(I)兩端的末端冷卻水噴嘴(D)的噴水量為87、2L/min0
6.如權利要求1所述的一種利用冷卻水噴嘴梯度布置來控制輥型熱凸度的方法，其特征在于，所述的冷卻水噴嘴組(I)的各個冷卻水噴嘴呈橫向并排排列。
【文檔編號】B21B37/32GK103962389SQ201310032111
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2013年1月28日 優先權日:2013年1月28日
【發明者】李華明, 幸利軍, 張先念, 唐春華, 周明 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司