MULPIC快速冷卻裝置在寬厚板生產(chǎn)中的應(yīng)用

1、MULPIC快速冷卻裝置在寬厚板生產(chǎn)中的應(yīng)用【摘 要】本文介紹了鄂鋼寬厚板廠MULPIC快速冷卻裝置的設(shè)備配置、工藝特點及目前運行狀況，并就寬厚板實際生產(chǎn)冷卻過程中冷后板形不良問題進行了分析并提出了相應(yīng)解決措施，最終穩(wěn)定控制了冷卻后鋼板板形，同時針對該系統(tǒng)提出了相應(yīng)的生產(chǎn)、維護建議?！娟P(guān)鍵詞】MULPIC 冷卻 冷卻后板形 維護1.前言隨著我國經(jīng)濟高速發(fā)展及對寬厚板產(chǎn)品質(zhì)量要求的提高，采取軋后控制冷卻技術(shù)已成為提高寬厚板產(chǎn)品質(zhì)量的重要技術(shù)措施。鄂鋼寬厚板廠MULPIC快速冷卻裝置由西門子奧鋼聯(lián)（SVAI）設(shè)計供貨，外方在調(diào)試MULPIC快速冷卻裝置后，鋼板的DQ和ACC最大冷卻速率及終冷溫度得

2、到了保證，但厚度40mm鋼板雖然經(jīng)ACC處理后板形一直不穩(wěn)定，達不到相關(guān)產(chǎn)品技術(shù)條件對板形不平度的要求。同時，對于如何加強MULPIC快速冷卻裝置的設(shè)備、功能維護保證設(shè)備功能正常運行，也會極大程度上影響寬厚板廠順利達產(chǎn)和提高產(chǎn)品競爭力。2.MULPIC快速冷卻裝置介紹鄂鋼4,300mm寬厚板廠引進西門子奧鋼聯(lián)MULIPIC快速冷卻裝置采用帶有邊部遮蔽和水凸度控制的可變流量水枕式冷卻集管，上下各布置24根集管，分為4個區(qū)，每區(qū)6m，全長24m。冷卻鋼板寬度范圍為13004250mm，最大鋼板冷卻厚度為150mm，最大鋼板冷卻長度為52m，鋼板冷卻時通過速度0±2.5m/s可調(diào)。MULP

3、IC快速冷卻裝置可作為ACC (加速冷卻)和DQ(在線淬火)設(shè)備使用。DQ段為裝置的第一區(qū)(BANK A)，另外三個區(qū)(BANK B，C，D)為ACC冷卻區(qū)。其中第一區(qū)也可以作為ACC冷卻使用。具體參數(shù)如表1示。表1 MULPIC快速冷卻裝置基本參數(shù)ACC區(qū)參數(shù)DQ區(qū)參數(shù)T=300低碳錳鋼T=600低碳錳鋼20mm厚最大冷速約30/秒20mm厚最大冷速約45/秒50mm厚最大冷速約10/秒50mm厚最大冷速約11/秒平均流量約7745立方米/小時，bar壓力集管在A區(qū)頂、底部集管上增大水壓峰值流量約13496立方米/小時， bar壓力高峰流量約7070立方米/小時，5bar壓力區(qū)間噴射900立

4、方米/小時，在10bar壓力MULPIC快速冷卻裝置中，所有上集管都可按區(qū)域進行高度調(diào)整。該裝置主要由鋼板冷卻輥道、上下冷卻集管、上集管保護裝置、維修平臺、中間供水管路、氣動控制管路、邊部遮蔽等幾大部分組成。MULPIC快速冷卻裝置采用自動冷卻控制模式，工藝技術(shù)人員通過L3（三級管理系統(tǒng)）將含有冷卻速率、終冷溫度等參數(shù)的PDI數(shù)據(jù)發(fā)送至快冷L2（二級系統(tǒng)），快冷L2系統(tǒng)結(jié)合鋼板冶金影響約束條件和物理冷卻模型進行計算，同時將冷卻設(shè)定參數(shù)發(fā)送至L1（基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)）并根據(jù)物料跟蹤信息準確執(zhí)行鋼板冷卻?？炖湎到y(tǒng)以精準的冷卻速率完成冷卻過程并達到工藝要求的終冷溫度最終保證鋼板獲得所需的組織、晶粒尺寸和

5、良好的綜合機械性能。通過前期設(shè)備安裝及調(diào)試，寬厚板廠MULPIC快速冷卻裝置冷卻鋼板的最大冷卻速率及終冷溫度命中率得到了保證，如圖1所示。圖1 冷卻能力及終冷溫度控制由MULPIC快速冷卻裝置的硬件配置特點決定在該系統(tǒng)上可以實現(xiàn)下述典型工藝控制功能：(1) 分區(qū)噴淋裝置布置于MULPIC進出口和各區(qū)之間，由于其配備了10bar壓力的吹掃水，可以保證鋼板冷卻過程中上表面均勻接受噴水冷卻，同時出口吹掃可以減輕鋼板表面產(chǎn)生二次氧化。(2) 上集管水凸度調(diào)整與邊部遮蔽功能能夠根據(jù)來料寬向溫度分布情況及邊部溫降大的特點控制寬向水量分布，同時水凸度調(diào)整能在一定程度上控制上下水比，最終保證鋼板整體冷卻溫度的

6、均勻性和冷卻后板形。(3) A區(qū)6根集管冷卻過程中流量和輥道速度可變使得冷卻鋼板頭尾遮蔽功能得以實現(xiàn)，并最終保證鋼板長向的溫度均勻性。3.冷卻后板形不良情況及分析目前寬厚板廠產(chǎn)品中80%以上需使用MULPIC快速裝置進行加速冷卻處理，鄂鋼寬厚板廠在完成初期調(diào)試后，經(jīng)ACC處理后冷卻速率及終冷溫度達到了設(shè)定要求，但實際生產(chǎn)厚度40mm鋼板板形不穩(wěn)定，鋼板冷卻后經(jīng)熱矯直在冷床上變形嚴重（瓢曲和浪形），達不到相關(guān)產(chǎn)品技術(shù)條件對板形不平度的要求，顯著增加了鋼板生產(chǎn)成本。結(jié)合鋼板瓢曲特點、設(shè)備狀態(tài)和工藝要求進行如下分析：3.1 單邊浪問題鋼板單邊浪的產(chǎn)生通常與軋機傾斜產(chǎn)生鋼板鐮刀彎，或是單邊冷卻不均勻等

7、有關(guān)。2010年初以來，寬厚板廠鋼板冷后操作側(cè)浪形嚴重，傳動側(cè)則較好，在確定非來料影響后，采取增加操作側(cè)的邊部遮蔽，對比效果仍不明顯。后對各區(qū)框架高度水平進行找正，并重新進行標定，該現(xiàn)象得以消除。 鋼板浪形問題鋼板浪形實質(zhì)是鋼板軋制時，寬度上的各處在厚度方向上不均勻壓縮塑性變形，或由于鋼板冷卻不均而導(dǎo)致其在寬度方向上產(chǎn)生不均勻延伸。由于各其內(nèi)部相互制約，形成了軋件內(nèi)部的拉壓應(yīng)力，因而造成鋼板不平。前期，寬厚板廠生產(chǎn)30mm厚度規(guī)格鋼板時冷卻后產(chǎn)生浪形較為嚴重。鋼板來料情況如下圖左所示，軋后鋼板縱向溫度不均勻，導(dǎo)致鋼板冷后在該處產(chǎn)生浪形；右圖所示為來料鋼板邊浪嚴重，且伴有鐮刀彎，經(jīng)冷卻后，鋼板寬

8、向溫度分布極不均勻，最終產(chǎn)生浪形。 圖2 鋼板來料情況對鋼板冷卻的影響對于采用ACC冷卻的鋼板，通常，來料情況不良，冷卻后會放大或惡化板形。寬厚板廠采取嚴格加熱制度、改善軋機水系統(tǒng)消除鋼板溫度不均勻；通過優(yōu)化軋制規(guī)程、計劃安排等提高來料鋼板板形質(zhì)量，最終此類板形不良情況得到了較好控制。3.3 頭尾變形產(chǎn)生的不平度超標薄規(guī)格鋼板在生產(chǎn)過程中極易形成頭尾翹，這給鋼板冷卻帶來了明顯影響，同時在實際過程中鋼板頭尾散熱快，溫度較板身偏低。如下左圖中顯示為來料鋼板頭部翹起，導(dǎo)致冷卻過程中頭部溫降較小，冷后與板身形成明顯溫差，而尾部由于過度冷卻導(dǎo)致溫度偏低。上述情況無論是對于鋼板板形還是最終成品性能均勻性都

9、有較大影響。 圖3 鋼板頭尾對不平度的影響實際生產(chǎn)中操作人員通過加強對軋機雪橇控制功能的調(diào)整減少鋼板頭尾部上翹，工藝人員同時調(diào)整MULPIC快速冷卻裝置的頭尾遮蔽功能優(yōu)化冷卻，降低鋼板頭尾溫差，增加長度方向鋼板溫度的均勻性，結(jié)果如上右圖所示。 流量控制對冷卻過程的影響快速冷卻系統(tǒng)中，閥門是流量控制的最終執(zhí)行機構(gòu)，流量計則是反映流量數(shù)據(jù)的標尺，兩者中任意一機構(gòu)發(fā)生很小的問題都會引起流量錯誤，進而影響到最終的鋼板溫度。通常，可接受的流量誤差在正常冷卻期間最大為5%，在開啟頭尾遮蔽期間最大為12%。寬厚板在進入3月份后，鋼板瓢曲現(xiàn)象明顯增多，后經(jīng)工藝人員查實，部分閥門工作時偏離設(shè)定值較大（如圖4所示

10、），嚴重影響到工藝設(shè)定的上下水比（如設(shè)定1.5的水比，實際可達2.0等）。上下水比的控制又直接影響到鋼板板形及上下表面溫度的均勻性。通過對閥門、流量計等進行校正、標定后，由此引起的鋼板板形不良情況得到了改善。 圖4 流量控制閥偏離設(shè)定值 鋼板上下表面溫度的影響鋼板來料上下表面溫度的變化將導(dǎo)致冷卻所需鋼板上下水量的變化，上下表面溫度測量高溫計的工作狀態(tài)的好壞也將直接影響到冷卻水量的配比，因此需嚴格監(jiān)控加熱及水系統(tǒng)，減少對鋼板表面溫度的影響，保證高溫計的讀數(shù)準確度與精度才能實現(xiàn)鋼板冷卻的最佳控制。圖5 來料鋼板上下表面溫度變化在實際生產(chǎn)過程中，影響鋼板冷卻后板形的原因有多方面的，如鋼板信號跟蹤問題、水壓波動的影響以及不恰當?shù)睦鋮s速度選擇等等，都會對鋼板板形產(chǎn)生較大影響。唯有保證設(shè)備、功能在正常運行情況下才能達到最佳冷卻控制效果。鄂鋼寬厚板廠通過系列快冷攻關(guān)及工藝改進，現(xiàn)已能穩(wěn)定控制厚度規(guī)格大于16mm中溫冷卻轉(zhuǎn)變鋼板冷卻后板形。4.結(jié)束語鄂鋼4,300mm寬厚板廠引進的西門子奧鋼聯(lián)MULPIC快速冷卻裝置具有裝備先進、冷卻能力強、自動冷卻溫