中厚板軋后冷卻設備中邊部遮蔽裝置的設計與應用

賈維維（東北大學軋制技術及連軋自動化國家重點實驗室，沈陽110819）

中厚板軋后冷卻設備中邊部遮蔽裝置的設計與應用

賈維維
（東北大學軋制技術及連軋自動化國家重點實驗室，沈陽110819）

為了避免中厚板在軋后冷卻過程中鋼板出現邊部過冷現象，設計了一種邊部遮蔽裝置，并在中厚板扎后冷卻設備中增加該裝置。實踐表明，裝置能夠達到快速遮蔽鋼板邊部的作用，使鋼板邊部的冷卻水不能打到鋼板上，防止了鋼板邊部過冷，使鋼板均勻冷卻，提高了鋼板的整體性能。

中厚板；冷卻；邊部遮蔽裝置

1 引言

控制軋制和控制冷卻技術（thermo mechanical control process，TMCP）是20世紀鋼鐵業偉大的成就之一［1］。控制軋制在熱軋鋼鐵材料領域很早就已根據經驗予以實施，其核心是通過改變鋼的組織結構，再控制加熱溫度、軋制溫度、變形制度等工藝參數，從而控制奧氏體狀態和相變產物的組織狀態，達到控制鋼材組織性能的目的。為了進一步更有效強化鋼材的性能，在控制軋制基礎上又開發了控制冷卻技術。控制冷卻技術是由超快冷設備實現的，其原理是通過控制熱軋鋼材軋后的冷卻條件來實現控制相變條件、碳化物析出行為以及奧氏體組織狀態，獲得理想的鋼板的組織和性能。

傳統的超快冷設備在控制冷卻過程中只考慮對軋后冷卻終了溫度的控制，控制精度低；低壓力，溫降慢，冷卻能力弱；沒有遮蔽，上下不對稱，溫度均勻性較差。中厚板軋后冷卻系統的新型邊部遮蔽裝置可以改善這些由于上下冷卻不均，溫度均勻性差造成鋼板的性能變差的缺點。

2 超快速冷卻裝置設計的關鍵點及難點

中厚板軋后冷卻設備中邊部遮蔽裝置的技術難點和技術要求主要包括：（1）再滿足鋼板工藝要求時，如何實現在自動遮蔽鋼板邊部；（2）在超快冷設備工作中，邊部遮蔽裝置能夠不妨礙其他部件的正常運動和功能；（3）邊部邊部遮蔽裝置能完成把多余冷卻水接到兩側。

3 邊部遮蔽裝置的設計結構

在中厚板軋后冷卻系統中的實際冷卻過程中，鋼板寬向會出現邊部過冷的情況，即邊部的溫度要低于鋼板中部，此時如果整個寬向澆水就會加劇這種情況，因此在邊部加上擋板，將邊部的水擋住不落至鋼板表面，來減小邊部冷卻效果。

邊部遮蔽裝置的設計結構包括：單元遮蔽支架組件、電動缸聯動組件、推桿支座組件和電機護罩組件等。

圖1為邊部遮蔽裝置的裝配圖。單元遮蔽支架組件通過螺栓連接在電動缸聯動組件上，并能夠隨著螺栓連接在電動缸聯動組件的缸體及動力組桿的伸縮而運動。電動缸聯動組件的推桿端固定連接單元遮蔽支架組件，它的缸體端連接在推桿支座組件上。圖2為邊部遮蔽裝置收入時的狀態。

圖1 邊部遮蔽裝置的裝配圖

圖2 邊部遮蔽裝置的收入狀態圖

圖3 電動缸聯動組件的結構圖

圖3為電動缸聯動組件的結構圖。電動缸聯動組件包括減速電機和減速機、萬向聯軸器組件、轉向箱、聯軸器箱體、缸體及動力組桿、接近開關和編碼器支架連接件。

根據不同現場的超快冷的技術要求選擇不同型號的減速電機和減速機，減速電機和減速機的輸出軸的兩端分別連接一個萬向聯軸器組件，通過萬向聯軸器組件的轉動軸傳遞轉矩。萬向聯軸器組件的另一端則配備一個轉向箱，轉向箱的功能是把y方向的轉矩轉向為x方向的平動。聯軸器箱體則連接轉向箱和缸體及動力組桿。缸體及動力組桿主要有推桿和缸體組成，推桿和缸體是螺紋配合，在聯軸器箱體的正轉和反轉帶動推桿的伸出和縮回，從而帶動單元遮蔽支架組件的前后移動。

圖4為單元遮蔽支架組件的裝配圖。單元遮蔽支架組件由水斗、遮蔽支架、遮蔽支架、偏心輪組件、輪組件和鉸接裝配組件等組成。如圖4所示，水斗通過螺栓和螺母固定在遮蔽支架，遮蔽支架也通過螺栓和螺母分別固定在遮蔽支架上。偏心輪組件裝配在遮蔽支架，它用于調整電動缸聯動組件伸出和縮回時的間隙。

圖4 單元遮蔽支架組件的裝配圖

輪組件也裝配在遮蔽支架2上，主要作為電動缸聯動組件伸出和縮回的軌道。鉸接裝配組件把遮蔽支架2和電動缸聯動組件鉸接在一起，使得電動缸聯動組件的缸體及動力組桿在伸縮時帶動單元遮蔽支架組件運動，水斗自動地完成遮擋水流向鋼板邊部，減小鋼板邊部的冷卻效果，整塊鋼板的冷卻更加均勻，鋼板的性能更好。

4 邊部遮蔽裝置的應用

圖5為邊部遮蔽裝置與超快冷裝置的裝配圖，圖6為邊部遮蔽裝置與超快冷裝置的裝配圖的俯視圖。鋼板按照流程方向箭頭進入超快冷裝備中，中厚板軋后冷卻系統的新型邊部遮蔽裝置通過通訊信號及控制程序，控制電動缸聯動組件的減速電機和減速機進行轉動，并通過萬向聯軸器組件、轉向箱、聯軸器箱體等傳力裝置，使得缸體及動力組桿伸出，從而帶動單元遮蔽支架組件的水斗把鋼板邊部的水推到鋼板中間，起到遮蔽鋼板邊部的作用。

圖5 邊部遮蔽裝置與超快冷裝置的裝配圖

圖6 邊部遮蔽裝置應用俯視圖

其中的電動缸聯動組件中的部件都是采購設備，本發明把各個元件的功能加以組合，來實現本設備的功能。其中的伸出和收縮功能采用具有螺旋絲杠原理的缸體及動力組桿，有效地避免了采用液壓和氣缸收縮元件在鋼鐵企業易發生危險的弊端。

5 總結

邊部遮蔽裝置采用先進的傳動設備和控制系統，根據鋼板的工藝特性，有效避免了中厚板在軋后冷卻過程中，鋼板出現邊部過冷現象，使得鋼板均勻冷卻，提高了鋼板的整體性能。此裝置設備已經申請國家專利，并在國內某鋼廠得到實際應用和推廣，取得了一定的成效。

［1］王國棟.以超快速冷卻為核心的新一代TMCP技術［J］.上海金屬，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］劉振宇，許云波，王國棟.熱軋鋼材組織-性能演變的模擬和預測［M］.沈陽：東北大學出版社，2004：61-64.

［4］王國棟.新一代控制軋制和控制冷卻技術與創新的熱軋過程［J］.東北大學學報（自然科學版），2009，30（7）：918-919.

［5］田勇，王丙興，袁國，等.基于超快冷技術的新一代中厚板軋后冷卻工藝［J］.中國冶金，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

專利：國家發明專利（201410115760.7）

賈維維（1982—），女，碩士，工程師，主要從事冶金機械研開發設計工作。