中厚板轧后超快速冷却的技术问题

    随着控制轧制和控制冷却(TMCP)技术的发展，中厚板轧后冷却过程中冷却温度向低温区发展，冷却速率不断提高。20世纪末期以来，新型超快速冷却系统快速发展，板带材的轧后超快速冷却技术逐步得到业界的普遍认可。但是，由冷却不均带来的残余应力及板形不良，严重影响产品的质量和使用性能。高冷却速率情况下的板形控制，已经成为利用传统TMCP技术进行高强钢开发的瓶颈问题。针对这个问题，可以采取以下措施：

　　(1)改进喷射集管设计。

　　超快冷区域内集管设计要尽可能扩大射流冲击换热区的面积，尽量避免膜沸腾换热区和过渡沸腾换热区等不稳定换热区域的产生，从而有效地增强冷却换热效率和冷却均匀性。为此，冷却区内采用缝隙集管和高密快冷喷嘴排列集管两种形式，高压冷却水以约6～30m/s的速度从冷却集管中喷出，以一定角度冲击高温钢板表面，适当调整冷却区域内的水流密度，可有效保证集管与集管之间射流冲击换热区域面积所占集管间换热总面积的比例。由集管喷射出的高压冷却水，形成沿水平方向较大的速度分量。针对钢板上下表面严重的换热不对称的问题，可以在冷却区内将部分集管进行反向排布，避免高速流动的冷却水在冷却区出口对钢板上表面产生的二次冷却，又可将钢板上表面的残余冷却水均匀分布到各个区域之内，避免冷却区域内出现较厚的积水层区域。

　　(2)清除残余冷却水。

　　残余冷却水在钢板表面的无序流动，会与钢板表面发生不均匀的二次换热，同时也将影响检测仪表的测量精度。要将侧喷、中喷及吹扫等辅助装置合理布置到冷却区内，用于清除钢板表面的残余冷却水，以提高冷却效率和改善冷却均匀性。在1.2MPa压力作用下，侧喷水以约40m/s的流速，冲击钢板上表面残余冷却水，将其清除出钢板上表面。强力吹扫装置清除范围覆盖于整个钢板表面，对于剩余的少量残余冷却水能够起到彻底清除的效果。

　　(3)严格控制上下表面冷却的均匀性。

　　为实现钢板上下表面的对称换热，需要增加下集管流量以对下表面换热能力进行补偿，而上下集管流量的比例与集管射流水流量、辊道运行速度等工艺规程参数以及钢板厚度、宽度等尺寸规格密切相关，合理的下集管与上集管水量比通常在1∶1.3～1∶2.5的范围之内。

　　(4)控制辊道速度。

　　为了消除钢板进入冷却区时沿长度方向存在温度分布“头高尾低”的问题，当钢板头部进入超快冷区域或者尾部离开超快冷区域时，适当增加辊道速度可以减小冷却水对钢板头尾的过度冷却。