带钢冷却装置的设计

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1、带钢冷却装置的设计武汉科技大学本科毕业设计1绪论1.1前言我国是钢材生产大国，板带钢一直是钢材品种中应用最为广泛，技术含量、工业附加值最高的产品，随着经济的发展，板带钢的生产一直呈不断增长的趋势，板带钢是最主要的钢材产品，约占钢材总量的45%，且用途十分广泛，主要应用于汽车工业、重型机械、制造业、商用建筑业、化学工业和轻工业等[1]。实现带钢热处理工艺的关键设备是连续退火炉。其主要功能是把带钢加热到设定的退火温度、保温并在适当的冷却速度下冷却到设定温度。带钢退火工艺实施的好坏关系到带钢的质量。退火工艺对冷却速度以及带钢宽度方向上的冷却均匀性有较严格的要求。冷却工艺的控制精度对带

2、钢内在质量和外观质量均有较大的影响：1、冷却工艺对带钢内在质量方面的影响。31在连续退火炉中，带钢首先经过加热和保温，进入冷却过程。冷却速度的快慢对带钢再结晶的金相组织有着决定性作用。带钢微观的组织形态决定了成品带钢的加工性能、力学性能和物理性能2、冷却工艺对带钢外观质量方面的影响。为了提高带钢产品在国内外市场上的竞争力，各钢铁企业对带钢外观质量也提出更高的要求。带钢的外观形状要平直、无浪形和瓢曲，表面要光洁，无裂纹、结疤、夹层、麻坑等缺陷。带钢进行冷却时，冷却的均匀与否对带钢的板形与表面质量有着很大的影响。因此，对带钢冷却工艺进行深入研究具有重要的现实意义[2]。1.2冶金行

3、业中冷却技术的应用与发展1.2.1冶金行业中冷却技术的应用在冶金行业中，冷却技术的应用随处可见，下面介绍一些常见的应用。1、冷却技术在连铸过程中的应用。钢液出炉连铸成型过程需要进行一次冷却和二次冷却，两次冷却对于铸坯的性能1武汉科技大学本科毕业设计31都有重要作用。连铸过程的冷却包括结晶器（如图1.1所示）内的一次冷和在连铸机上的二次冷却，钢水在结晶器冷却示意图，如图1.2所示。在结晶器内的一次冷却通过结晶器通水进行冷却，其作用是规定铸坯形状，强制钢水冷却，确保铸坯在结晶器内形成足够强度和厚度的均匀坯壳，水量的确定不是很精确。在连铸机上进行的二次冷确是铸坯出结晶器后进行的冷却过

4、程，其目的是对带有液芯的铸坯实施喷水冷却，使其完全凝固，以达到在拉坯过程中均匀冷却，在这一过程中还要对钢坯进行引导、支撑，以防铸坯变形。二次冷却通常结合铸坯传热与铸坯冶金质量两个方面来考虑，铸坯刚离开结晶器时，要采用大量水冷却以迅速增加坯壳厚度，随着铸坯在二冷区移动，坯壳厚度增加，喷水量逐渐降低。因此，二冷区可分若干冷却段，每个冷却段单独进行水量控制，同时冷却过程中还要考虑钢种对裂纹的敏感性，然后有针对性的调整二次冷却的喷水量。二次冷却具有保证生产顺行、提高生产率、控制铸坯质量、保护设备等重要作用，冷却介质可用水或汽水[3]。水冷过程中相较于一次冷却来说，二次冷却水量的控制显得

5、更加精确。图1.1连铸连轧示意图2、冷却技术在轧制过程中的应用31市场上钢材产品多种多样，如带材、管材、板材、线材以及型材等。因此，必须对连铸产品进行再加工，得到多种所需产品。钢材的加工过程包括塑性加工和机械切削加工，塑性加工过程包括轧制、煅造、挤压、拉拔、冲压等过程；在这些过程中特别是轧制过程对于冷却控制是必不可少的，轧制冷却过程对于冷却的控制是其中比较重要的环节，轧制中控制冷却是主要是结合轧制的情况控制钢温度，从而对钢板的相2武汉科技大学本科毕业设计图1.2钢水在结晶器中一次冷却示意图变进行控制，钢的组织也会发生变化，通常是细化晶粒、促进微合金元素析出。另外冷却过程还对轧辊

6、的起到保护作用，以防温度过高损坏轧辊，影响轧辊使用寿命。金属的机械切削加工过程，如车、铣、镗、刨等过程中也需要进行冷却，有的是需要油冷，有的则是水冷，冷却作用主要就是起降低温度的作用。3、冷却技术在热处理中的应用31钢材热处理工艺主要包括退火、正火、淬火、回火等。他们整个工艺流程都要经过加热、保温、冷却三个过程。在冷却过程中退火、正火、淬火、回火各有所不同，退火过程加热之后要进行保温一段时间然后进行缓慢冷却，一般是随炉冷却；正火过程在加热保温后进行的是空冷；淬火过程的冷却则以大于临界冷却速度的速度快速冷却，冷却介质常用的有水、油、盐或碱的水溶液等；回火过程一般是接着淬火过程而进

7、行的，通常的冷却方式是水冷或者空冷。钢的热处理过程可以改变它的的组织结构，提高钢的性能，最终得到我们想要的组织结构。综合来说，冶金行业中冷却过程的主要目的有降温成型、促进结晶以及改变钢的组织结构，有助于提高钢的性能。1.2.2冶金行业中冷却技术的发展上世纪四、五十年代。二次世界大战期间，大量采用焊接结构的运输船只发生的焊接断口脆性断裂事故，促使人们认识到提高钢材韧性的重要性。六十年代轧后层流冷却系统在热轧带钢生产中首先得到应用，由于加速冷却对于钢的晶粒细化和组织强3武汉科技大学本科毕业设计3