一種型鋼冷卻裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種熱乳鋼冷卻裝置，特別是一種適用于對型鋼，尤其是H型鋼進行風冷的冷卻裝置。
【背景技術】
[0002]型鋼是一種有一定截面形狀和尺寸的條型鋼材，是鋼材四大品種(板、管、型、絲)之一。根據斷面形狀，型鋼分簡單斷面型鋼和復雜斷面型鋼，后者又稱異型鋼，包括后者指H型鋼、槽鋼、鋼軌、窗框鋼、彎曲型鋼等，以及造船用的球扁鋼。復雜型鋼得制備方法又分為焊接和熱乳兩種，前者存在強度缺陷，故而目前熱乳型鋼應用面更廣泛。
[0003]熱乳的終止溫度一般為800?900°C，之后需要進行冷卻到80°C左右，根據冷卻介質不同，冷卻分為空冷、油冷、風冷、水冷等。冷卻工藝的控制要點是冷卻速度，上述冷卻速度水冷最快，空冷最慢，而油冷、風冷介于二者之間。冷卻速度和冷卻方法會造成鋼材組織與性能的波動:為了獲得優越性能，在終乳后采取強制冷卻措施，使得鋼的晶粒細化，交貨鋼材有較高的綜合力學性能。目前控冷熱乳工藝多應用于盤條熱乳，對于復雜型鋼熱乳，強制冷卻容易影響鋼材組織及其截面形狀，造成成品質量缺陷。強制快速冷卻可以增加鋼材性能，緩冷坑保溫緩慢降溫能夠降低冷卻帶來的變形影響，冷卻速度和冷卻帶來形變這二者之間的矛盾是復雜型鋼熱乳冷卻工藝中最大的難點，這一矛盾在規格比較大的軌梁型材生產中更是突出。
[0004]此外，型鋼在生產過程中需要冷卻到一定溫度時才能進行矯直處理，冷卻不及時，則會導致被迫減緩型鋼的生產速度。
[0005]為了緩解這一矛盾，解決緩冷冷床自然冷卻能力不足的問題，目前的慣用工藝通常會在冷床上直接采用噴霧或噴水的冷卻方式，以求加速冷卻，但該種工藝并不能解決上述問題，仍然存在下述缺陷:①噴水冷卻會使復雜型鋼由于冷卻不均，從而出現彎曲形變；②水霧附著在型鋼表面，容易使型鋼產生銹蝕;③由于在冷卻過程中水蒸氣不能及時排出，從而對冷床區域行車及鋼結構造成腐蝕;④水資源不能集中回收，造成水資源的極大浪費。
[0006]為了減少噴水帶來的不利影響，部分企業也試圖用風冷來進行冷卻，但是由于普通風冷的冷卻速度較水冷慢，限制了產品的生產效率。且普通單一風冷仍會造成彎曲形變，且風冷強度增加后，外界環境溫差較大，加劇了鋼材內部的組織結構不穩定。
[0007]因此，就需要一種能夠對型鋼進行快速冷卻、改善型鋼冷卻均勻性、提高型鋼生產效率的冷卻裝置。
【實用新型內容】
[0008]本實用新型的技術任務是針對以上現有技術的不足，提供一種型鋼冷卻裝置，以期增強冷卻速度，提高鋼材生產效率，且不會帶來形變缺陷。
[0009]本實用新型解決其技術問題的技術方案是:一種型鋼冷卻裝置，包括冷床廠房和冷床，其特征在于:所述冷床廠房的冷床入口和冷床出口處設有入口基坑和出口基坑，冷床廠房的頂部設有通風器;冷床的下方安裝有強冷風機;入口基坑和出口基坑均伸出冷床廠房外，入口基坑與出口基坑通過冷床下方基坑相通;所述的入口基坑長度、深度分別小于出口基坑，基坑為階梯狀，下階與出口基坑水平，上階與入口基坑水平。
[0010]上述的基坑的寬度大于或等于冷床的寬度。
[0011]上述的強冷風機和通風器為多個，多個通風器呈線性排列，且通風器線性排列的寬度與冷床寬度一致，所述的多個強冷風機呈線性排列，強冷風機線性排列的寬度與冷床寬度一致，相鄰的兩強冷風機的間距能夠使兩強冷風機吹向冷床的氣流能相互交叉。
[0012]上述的強冷風機和通風器數目相等，強冷風機的出風口與通風器之間的角度為15°?20°ο
[0013]上述的強冷風機安裝在冷床中后三分之一處。
[0014]與現有技術相比較，本實用新型具有以下突出的有益效果:
[0015]1、采用兩端的基坑設計，使空氣由冷床廠房的兩端的基坑進入冷床，冷熱空氣在運動過程中形成強對流，實現基礎風冷。
[0016]2、無需使用水霧對型鋼進行冷卻，因此型鋼和冷床區域行車及鋼結構無銹蝕現象出現。
[0017]3、通過強制控冷，提升降溫速率，減少熱乳到矯正之間的時間消耗，提高鋼材生產效率，可以滿足大規模高速度生產產量需求。
[0018]4、階梯氣冷技術，雖然降溫速度膏，但是型鋼表面冷卻均勻，彎曲變形小。
【附圖說明】
[0019]圖1是本實用新型對比例的側視結構示意圖。
[0020]圖2是本實用新型實施例1的側視結構示意圖。
[0021 ]圖3是本實用新型實施例2的側視結構示意圖。
[0022]圖4是本實用新型實施例2中冷凝排管部分的結構示意圖。
[0023]圖5是本實用新型實施例3的BDl乳制過程示意圖。
[0024]圖6是本實用新型實施例3BD2、DrDf乳制過程示意圖。
[0025]圖7是本實用新型實施例3經BD2乳制所得料型板部截面示意圖。
【具體實施方式】
[0026]下面結合說明書附圖和【具體實施方式】對本實用新型進一步說明。
[0027]為了便于敘述，以走鋼方向為準，進鋼方向為前，出鋼方向為后。
[0028]對比例(常規風冷組):針對Q235B和Q345B，規格為:500 X 200 X 10 X 16mm。
[0029]如圖1所示，采取常規風冷冷卻裝置，冷床6的下方設置有一靜壓箱16，所述的靜壓箱16上設置有多條縫形噴口 17，縫形噴口 17的寬度與冷床6的寬度一致。當向靜壓箱16的進氣口通過鼓風機輸入空氣時，空氣經靜壓箱16由縫形噴口 17排出，空氣氣流直接吹在H型鋼的表面上對其進行冷卻。采用上述常規風冷方式的對照例950°C降至80°C，冷卻速度為14.75°C/min0
[0030]實施例1 (強制風冷組):針對Q235B和Q345B，規格為:500 X 200 X 10 X 16mm。
[0031 ] 如圖2所示，冷床廠房2的冷床入口 I和冷床出口 7處分別設有入口基坑31和出口基坑37，基坑的寬度大于或等于冷床6的寬度，A口基坑31和出口基坑37均伸出冷床廠房2外，入口基坑31與出口基坑37與冷床6下方基坑3相通。冷床廠房2的頂部設有一個或多個通風器4，如為多個，則多個通風器4呈線性排列，且通風器4線性排列的寬度與冷床6寬度一致。冷床6的下方安裝有一個或多個強冷風機5，多個強冷風機5呈線性排列，強冷風機5線性排列的寬度與冷床6寬度一致，相鄰的兩強冷風機5的間距能夠使兩強冷風機5吹向冷床6的氣流能相互交叉，不會產生死角，從而能夠避免H型鋼冷卻不均。強冷風機5和通風器4數目相等，位置依據熱空氣走向安置。優化方案中使用的為多個強冷風機5和多個通風器4，數量和間距依據冷床6長度、強冷風機5和通風器4參數以及待冷卻的鋼材相關，但為了在附圖中更好的表現氣流方向，附圖中僅畫出了一對強冷風機5和通風器4。強冷風機5安裝在冷床6中后三分之一處附近，具體分布以冷床6中后三分之一交界為中心，總分布距離不超過冷床長度四分之一。本實施例中強冷風機5參數為進出風口直徑1000mm，風量36916立方米/小時，風壓371帕，兩臺強冷風機5之間的間距1.5米左右。強冷風機5出風方向朝向進鋼方向，以便于將強冷風機5產生的冷風吹向所述的冷床廠房2的頂部通風器4，并以此引導整個冷床6區的氣流流向通風器4處。
[0032]本實施例中，所述的入口基坑31長度、深度分別小于出口基坑37ο空氣由冷床廠房2的兩端的基坑進入冷床6: A 口基坑31入風進行基礎風冷，吸熱上升，由冷床6上方通風器4排除，不斷地吸引冷風從基坑進入;入口基坑31相對比較淺，內部無支柱和底面折返設計，其原因在于入口處鋼材的溫度最高，空氣需要迅速帶走熱量，但是該段又不能過度強冷，初始冷卻速率過高則影響鋼材產品性能；出口基坑37較長較深，其目的在于確保進入冷風的溫度，較低溫度進風一方面實現基礎風冷，一方面通過強冷風機5實現強制風冷。強冷風機5的出風口與通風器4之間的角度為15°?20°，該角度綜合考慮了熱空氣的升騰，確保高效流動。入口基坑31與出口基坑37通過冷床6下方相通成基坑3，基坑3呈現階梯狀，下階與出口基坑37水平，上階與入口基坑31水平，且冷床6下基坑3內有多個支柱，所述支柱的目的在于使冷空氣在基坑處形成多項折返，增加散熱效應，當冷空氣吸熱到一定溫度上升超出冷床6水平時，方能夠迅速從通風器4逸散。在具體實施的優化設計中，基坑3可以底面凹凸不平，優選為與走鋼方向垂直的多條溝槽。其目的亦在于:一部分強風遇到鋼材阻擋被折射回基坑內，通過溝槽折射到更熱的鋼段，實現循環流動，互相摻和，使溫度趨于均勻，而且從入口基坑31與從出口基坑37進入廠房的兩股空氣在運動過程中形成強對流，并由冷床廠房2上方通風器4排除，兩股空氣在對流過程中，較熱的空氣上升，較冷的空氣下降，這樣極大的提高了空氣帶走熱量的速度。在冷床6后三分之一部分的基坑3中安裝橫向折返擋條。
[0033]本實施例的具體優選參數為:冷床6長度為40000mm，入口基坑31伸出廠房外5500mm，出口基坑37伸出廠房外9000mm。在具體實施時，需根據待冷卻鋼型，冷卻需求等進行參數調整。
[0034]實施例1的特點是，結構簡單，H型鋼在冷卻過程中直接由950°C降至80°C，可以勻速前進，無需分階段冷卻。H型鋼平均冷卻速度約為21.75°C/min。本實用新型采用兩端基坑設計和階梯氣冷技術，空氣由冷床廠房的兩端的基坑進入冷床，冷床6中后三分之一交界處設置強冷風機5。冷床6前三分之一空氣從淺、短的入口基坑31進入，無折返設計，迅速與高熱鋼材進行熱交換，熱空氣迅速從通風器4逸出；冷床6中三分之一通過強冷風機5實現強制風冷，并通過支柱和底面溝槽進行多次折返，增加熱交換效能，充分換熱后方從通風器4逸出；冷床6后三分之一空氣從深、長的出口基坑37進入，橫向折返設計，對于已進行強冷降溫的鋼材進行二次降溫。使用該種冷卻方式，冷卻速度提升，且鋼材下冷床的通條溫度差小于10°C，從而保證了在增加冷卻速率的同時，保證了冷卻均勻性。
[0035]實施例2(混合風冷組):針對Q235B和Q345