中厚板軋后冷卻設(shè)備中邊部遮蔽裝置的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

賈維維（東北大學(xué)軋制技術(shù)及連軋自動(dòng)化國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，沈陽110819）

中厚板軋后冷卻設(shè)備中邊部遮蔽裝置的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

賈維維
（東北大學(xué)軋制技術(shù)及連軋自動(dòng)化國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，沈陽110819）

為了避免中厚板在軋后冷卻過程中鋼板出現(xiàn)邊部過冷現(xiàn)象，設(shè)計(jì)了一種邊部遮蔽裝置，并在中厚板扎后冷卻設(shè)備中增加該裝置。實(shí)踐表明，裝置能夠達(dá)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(shù)（thermo mechanical control process，TMCP）是20世紀(jì)鋼鐵業(yè)偉大的成就之一［1］。控制軋制在熱軋鋼鐵材料領(lǐng)域很早就已根據(jù)經(jīng)驗(yàn)予以實(shí)施，其核心是通過改變鋼的組織結(jié)構(gòu)，再控制加熱溫度、軋制溫度、變形制度等工藝參數(shù)，從而控制奧氏體狀態(tài)和相變產(chǎn)物的組織狀態(tài)，達(dá)到控制鋼材組織性能的目的。為了進(jìn)一步更有效強(qiáng)化鋼材的性能，在控制軋制基礎(chǔ)上又開發(fā)了控制冷卻技術(shù)。控制冷卻技術(shù)是由超快冷設(shè)備實(shí)現(xiàn)的，其原理是通過控制熱軋鋼材軋后的冷卻條件來實(shí)現(xiàn)控制相變條件、碳化物析出行為以及奧氏體組織狀態(tài)，獲得理想的鋼板的組織和性能。

傳統(tǒng)的超快冷設(shè)備在控制冷卻過程中只考慮對(duì)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(duì)稱，溫度均勻性較差。中厚板軋后冷卻系統(tǒng)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(diǎn)。

2 超快速冷卻裝置設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)及難點(diǎn)

中厚板軋后冷卻設(shè)備中邊部遮蔽裝置的技術(shù)難點(diǎn)和技術(shù)要求主要包括：（1）再滿足鋼板工藝要求時(shí)，如何實(shí)現(xiàn)在自動(dòng)遮蔽鋼板邊部；（2）在超快冷設(shè)備工作中，邊部遮蔽裝置能夠不妨礙其他部件的正常運(yùn)動(dòng)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(cè)。

3 邊部遮蔽裝置的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)

在中厚板軋后冷卻系統(tǒng)中的實(shí)際冷卻過程中，鋼板寬向會(huì)出現(xiàn)邊部過冷的情況，即邊部的溫度要低于鋼板中部，此時(shí)如果整個(gè)寬向澆水就會(huì)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(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)包括：?jiǎn)卧诒沃Ъ芙M件、電動(dòng)缸聯(lián)動(dòng)組件、推桿支座組件和電機(jī)護(hù)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(dòng)缸聯(lián)動(dòng)組件上，并能夠隨著螺栓連接在電動(dòng)缸聯(lián)動(dòng)組件的缸體及動(dòng)力組桿的伸縮而運(yùn)動(dòng)。電動(dòng)缸聯(lián)動(dòng)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(shí)的狀態(tài)。

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(tài)圖

圖3 電動(dòng)缸聯(lián)動(dòng)組件的結(jié)構(gòu)圖

圖3為電動(dòng)缸聯(lián)動(dòng)組件的結(jié)構(gòu)圖。電動(dòng)缸聯(lián)動(dòng)組件包括減速電機(jī)和減速機(jī)、萬向聯(lián)軸器組件、轉(zhuǎn)向箱、聯(lián)軸器箱體、缸體及動(dòng)力組桿、接近開關(guān)和編碼器支架連接件。

根據(jù)不同現(xiàn)場(chǎng)的超快冷的技術(shù)要求選擇不同型號(hào)的減速電機(jī)和減速機(jī)，減速電機(jī)和減速機(jī)的輸出軸的兩端分別連接一個(gè)萬向聯(lián)軸器組件，通過萬向聯(lián)軸器組件的轉(zhuǎn)動(dòng)軸傳遞轉(zhuǎn)矩。萬向聯(lián)軸器組件的另一端則配備一個(gè)轉(zhuǎn)向箱，轉(zhuǎn)向箱的功能是把y方向的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)向?yàn)閤方向的平動(dòng)。聯(lián)軸器箱體則連接轉(zhuǎn)向箱和缸體及動(dòng)力組桿。缸體及動(dòng)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(lián)軸器箱體的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)帶動(dòng)推桿的伸出和縮回，從而帶動(dòng)單元遮蔽支架組件的前后移動(dòng)。

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(diào)整電動(dòng)缸聯(lián)動(dòng)組件伸出和縮回時(shí)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(dòng)缸聯(lián)動(dòng)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(dòng)缸聯(lián)動(dòng)組件鉸接在一起，使得電動(dòng)缸聯(lián)動(dòng)組件的缸體及動(dòng)力組桿在伸縮時(shí)帶動(dòng)單元遮蔽支架組件運(yùn)動(dòng)，水斗自動(dòng)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(yīng)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(jìn)入超快冷裝備中，中厚板軋后冷卻系統(tǒng)的新型邊部遮蔽裝置通過通訊信號(hào)及控制程序，控制電動(dòng)缸聯(lián)動(dòng)組件的減速電機(jī)和減速機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，并通過萬向聯(lián)軸器組件、轉(zhuǎn)向箱、聯(lián)軸器箱體等傳力裝置，使得缸體及動(dòng)力組桿伸出，從而帶動(dòng)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(yīng)用俯視圖

其中的電動(dòng)缸聯(lián)動(dòng)組件中的部件都是采購設(shè)備，本發(fā)明把各個(gè)元件的功能加以組合，來實(shí)現(xiàn)本設(shè)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(dòng)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(yè)易發(fā)生危險(xiǎn)的弊端。

5 總結(jié)

邊部遮蔽裝置采用先進(jìn)的傳動(dòng)設(shè)備和控制系統(tǒng)，根據(jù)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(xiàn)邊部過冷現(xiàn)象，使得鋼板均勻冷卻，提高了鋼板的整體性能。此裝置設(shè)備已經(jīng)申請(qǐng)國(guó)家專利，并在國(guó)內(nèi)某鋼廠得到實(shí)際應(yīng)用和推廣，取得了一定的成效。

［1］王國(guó)棟.以超快速冷卻為核心的新一代TMCP技術(shù)［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(guó)棟.熱軋鋼材組織-性能演變的模擬和預(yù)測(cè)［M］.沈陽：東北大學(xué)出版社，2004：61-64.

［4］王國(guó)棟.新一代控制軋制和控制冷卻技術(shù)與創(chuàng)新的熱軋過程［J］.東北大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2009，30（7）：918-919.

［5］田勇，王丙興，袁國(guó)，等.基于超快冷技術(shù)的新一代中厚板軋后冷卻工藝［J］.中國(guó)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(guó)家發(fā)明專利（201410115760.7）

賈維維（1982—），女，碩士，工程師，主要從事冶金機(jī)械研開發(fā)設(shè)計(jì)工作。