中厚板轧后冷却设备中边部遮蔽装置的设计与应用

贾维维（东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室，沈阳110819）

中厚板轧后冷却设备中边部遮蔽装置的设计与应用

贾维维
（东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室，沈阳110819）

为了避免中厚板在轧后冷却过程中钢板出现边部过冷现象，设计了一种边部遮蔽装置，并在中厚板扎后冷却设备中增加该装置。实践表明，装置能够达到快速遮蔽钢板边部的作用，使钢板边部的冷却水不能打到钢板上，防止了钢板边部过冷，使钢板均匀冷却，提高了钢板的整体性能。

中厚板；冷却；边部遮蔽装置

1 引言

控制轧制和控制冷却技术（thermo mechanical control process，TMCP）是20世纪钢铁业伟大的成就之一［1］。控制轧制在热轧钢铁材料领域很早就已根据经验予以实施，其核心是通过改变钢的组织结构，再控制加热温度、轧制温度、变形制度等工艺参数，从而控制奥氏体状态和相变产物的组织状态，达到控制钢材组织性能的目的。为了进一步更有效强化钢材的性能，在控制轧制基础上又开发了控制冷却技术。控制冷却技术是由超快冷设备实现的，其原理是通过控制热轧钢材轧后的冷却条件来实现控制相变条件、碳化物析出行为以及奥氏体组织状态，获得理想的钢板的组织和性能。

传统的超快冷设备在控制冷却过程中只考虑对轧后冷却终了温度的控制，控制精度低；低压力，温降慢，冷却能力弱；没有遮蔽，上下不对称，温度均匀性较差。中厚板轧后冷却系统的新型边部遮蔽装置可以改善这些由于上下冷却不均，温度均匀性差造成钢板的性能变差的缺点。

2 超快速冷却装置设计的关键点及难点

中厚板轧后冷却设备中边部遮蔽装置的技术难点和技术要求主要包括：（1）再满足钢板工艺要求时，如何实现在自动遮蔽钢板边部；（2）在超快冷设备工作中，边部遮蔽装置能够不妨碍其他部件的正常运动和功能；（3）边部边部遮蔽装置能完成把多余冷却水接到两侧。

3 边部遮蔽装置的设计结构

在中厚板轧后冷却系统中的实际冷却过程中，钢板宽向会出现边部过冷的情况，即边部的温度要低于钢板中部，此时如果整个宽向浇水就会加剧这种情况，因此在边部加上挡板，将边部的水挡住不落至钢板表面，来减小边部冷却效果。

边部遮蔽装置的设计结构包括：单元遮蔽支架组件、电动缸联动组件、推杆支座组件和电机护罩组件等。

图1为边部遮蔽装置的装配图。单元遮蔽支架组件通过螺栓连接在电动缸联动组件上，并能够随着螺栓连接在电动缸联动组件的缸体及动力组杆的伸缩而运动。电动缸联动组件的推杆端固定连接单元遮蔽支架组件，它的缸体端连接在推杆支座组件上。图2为边部遮蔽装置收入时的状态。

图1 边部遮蔽装置的装配图

图2 边部遮蔽装置的收入状态图

图3 电动缸联动组件的结构图

图3为电动缸联动组件的结构图。电动缸联动组件包括减速电机和减速机、万向联轴器组件、转向箱、联轴器箱体、缸体及动力组杆、接近开关和编码器支架连接件。

根据不同现场的超快冷的技术要求选择不同型号的减速电机和减速机，减速电机和减速机的输出轴的两端分别连接一个万向联轴器组件，通过万向联轴器组件的转动轴传递转矩。万向联轴器组件的另一端则配备一个转向箱，转向箱的功能是把y方向的转矩转向为x方向的平动。联轴器箱体则连接转向箱和缸体及动力组杆。缸体及动力组杆主要有推杆和缸体组成，推杆和缸体是螺纹配合，在联轴器箱体的正转和反转带动推杆的伸出和缩回，从而带动单元遮蔽支架组件的前后移动。

图4为单元遮蔽支架组件的装配图。单元遮蔽支架组件由水斗、遮蔽支架、遮蔽支架、偏心轮组件、轮组件和铰接装配组件等组成。如图4所示，水斗通过螺栓和螺母固定在遮蔽支架，遮蔽支架也通过螺栓和螺母分别固定在遮蔽支架上。偏心轮组件装配在遮蔽支架，它用于调整电动缸联动组件伸出和缩回时的间隙。

图4 单元遮蔽支架组件的装配图

轮组件也装配在遮蔽支架2上，主要作为电动缸联动组件伸出和缩回的轨道。铰接装配组件把遮蔽支架2和电动缸联动组件铰接在一起，使得电动缸联动组件的缸体及动力组杆在伸缩时带动单元遮蔽支架组件运动，水斗自动地完成遮挡水流向钢板边部，减小钢板边部的冷却效果，整块钢板的冷却更加均匀，钢板的性能更好。

4 边部遮蔽装置的应用

图5为边部遮蔽装置与超快冷装置的装配图，图6为边部遮蔽装置与超快冷装置的装配图的俯视图。钢板按照流程方向箭头进入超快冷装备中，中厚板轧后冷却系统的新型边部遮蔽装置通过通讯信号及控制程序，控制电动缸联动组件的减速电机和减速机进行转动，并通过万向联轴器组件、转向箱、联轴器箱体等传力装置，使得缸体及动力组杆伸出，从而带动单元遮蔽支架组件的水斗把钢板边部的水推到钢板中间，起到遮蔽钢板边部的作用。

图5 边部遮蔽装置与超快冷装置的装配图

图6 边部遮蔽装置应用俯视图

其中的电动缸联动组件中的部件都是采购设备，本发明把各个元件的功能加以组合，来实现本设备的功能。其中的伸出和收缩功能采用具有螺旋丝杠原理的缸体及动力组杆，有效地避免了采用液压和气缸收缩元件在钢铁企业易发生危险的弊端。

5 总结

边部遮蔽装置采用先进的传动设备和控制系统，根据钢板的工艺特性，有效避免了中厚板在轧后冷却过程中，钢板出现边部过冷现象，使得钢板均匀冷却，提高了钢板的整体性能。此装置设备已经申请国家专利，并在国内某钢厂得到实际应用和推广，取得了一定的成效。

［1］王国栋.以超快速冷却为核心的新一代TMCP技术［J］.上海金属，2008，30（2）：1-5.

［2］Herman J C.Impact of New Rolling and Cooling Technologies on Thermo-mechanically Processed Steel ［J］.Ironmaking and Steelmaking，2001，28（2）：159-163.

［3］刘振宇，许云波，王国栋.热轧钢材组织-性能演变的模拟和预测［M］.沈阳：东北大学出版社，2004：61-64.

［4］王国栋.新一代控制轧制和控制冷却技术与创新的热轧过程［J］.东北大学学报（自然科学版），2009，30（7）：918-919.

［5］田勇，王丙兴，袁国，等.基于超快冷技术的新一代中厚板轧后冷却工艺［J］.中国冶金，2013，23（4）：17-21.

Design and Application of Middle and Edge Covering Device at Cooling Equipment after Rolling at Heavy and Mediate Plate Mill

JIA Wei-wei
（State Key Laboratory of Rolling and Automation，Northeastern University，Shenyang 110819，Liaoning Province，China）

In order to avoid over cooling at plate edge during cooling process after rolling，an edge covering device was designed and added at the cooling equipment after rolling at Heavy and Mediate Plate Mill.Practice showed this device could fast cover the edge of the plate so that the cooling water from plate edge would not spray on the plate，preventing over cooling at plate edge.Since the plate was cooled uniformly，the complete performance of the plate was improved.

heavy and mediate plate；cooling；edge covering device

10.3969/j.issn.1006-110X.2016.02.016

2015-11-15

2015-12-18

专利：国家发明专利（201410115760.7）

贾维维（1982—），女，硕士，工程师，主要从事冶金机械研开发设计工作。