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1、62宝 钢 技 术 2004年第1期带钢连续退火中气雾冷却速度的计算向顺华,黄夏兰,马新建,刘颖昊(宝钢股份公司技术中心,上海201900) 摘要:利用传热学原理估算了带钢连续退火生产中采用氢气和氢气加雾化水冷却介质的冷却速度。从热力学角度出发探讨减少和防止雾化水对带钢表面氧化影响的可能性,以及雾化水含量对冷却速度的影响。 关键词:连续退火;快速冷却;冷却速度;气雾冷却中图分类号:TG335121 文献标识码:B 文章编号:1008-0716(2004)01-0062-
2、03CalculationofCoolingRateofStripContinuousAnnealingLineCooledwithHydrogenandWaterSprayXIANGShun2huaHUANGXia2lanMAXin2jianLIUYing2hao(BaosteelTechnologyCenter,Shanghai201900,China)Abstract:Thestripcoolingratewithhydrogenandhydrogenpluswatersprayoncon
3、tinuousanneal2inglineisestimatedaccordingtotheheattransferprinciple.Thepossibilityoflesseningorpreventingat2omizedwaterfromoxidizingonsurfaceofstripsteel,andtheeffectofatomizedwatercontentonthecool2ingratearediscussedinthelightofthermodynamics.KeyWor
4、ds:CAL;Rapidcooling;Coolingrate;Spraycooling1 引言面氧化严重,影响后续工序(热镀锌、喷漆等)的生冷却速度的控制是带钢连续退火过程中的一产,为此需要在退火后增加酸洗等后处理设备以个关键技术。它直接影响着带钢产品的质量。随清洗带钢表面的氧化层,这样又导致了带钢生产着用户对带钢性能要求的不断提高,冷却速度的成本的提高。为了更好地控制带钢连续退火冷却精确控制显得越来越重要,特别是汽车生产对高速度适应新产品生产的需要,开发新的连续退火强度带钢和超高强度带钢需求
5、量不断增加。更有冷却技术是当务之急。本文就喷气冷却、气雾冷效地提高连续退火生产中带钢的冷却速度已是生却(H2+水雾)以及气雾冷却的氧化问题进行了初产高强度带钢和超高强度带钢的瓶颈技术。步计算,以期能对开发新的连续退火冷却技术有在带钢连续退火过程中,现已开发的冷却技所参考。术有喷气冷却,高速喷气冷却,气雾冷却、辊冷技术和水淬冷却[1]等,这些冷却技术已使带钢的性2 带钢冷却速度计算能和质量得到很大提高。然而随着更多的带钢新本次计算的基本条件列于表1。产品的开发,现有的冷却技术已难以适应新产品表1
6、带钢冷却速度计算的基本条件生产的要求,存在着冷却速度低使新产品无法生Table1Basicconditionsforstripcoolingratecalculation产,以及冷却后的板形和表面质量不能满足需要。名称数值例如,为了满足超高强度钢(>1000MPa)生产中带钢规格/mm×mm1.0×1200-1400高的冷却速度,采用水淬冷却技术,冷却后带钢表冷却段带钢速度/m·min进入冷却段的带钢温度/℃800离开冷却段的带钢温度/℃200-37765向顺华 博士 1956年生 1996年毕
7、业于北京科技大学 现从带钢密度/kg·m事热能工程专业 电话 56780880-2157©1995-2006TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.向顺华等 带钢连续退火中气雾冷却速度的计算632.1 混合气体冷却速度喷气冷却包括喷氮气冷却和高速喷氮气冷却,为了进一步提高冷却速度,在氮气中增加少量的氢气(3%～5%)。氢气的导热系数是氮气的7倍,随着氢气含量的进一步增加,喷气冷却速度将大幅度提高。计算带钢表面喷气冷却速度时假设带钢
8、冷却为薄材冷却,冷却时间与温度的关系由公式(1)确定。cpGTs-Tmt=ln⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(1)αATe-Tm式中,t为冷却时间,s;cp为带钢比热,J/(kg图2N2+H2混合气体中·℃);G为带钢重量,kg/m;α为气体与带钢表面H2含量对冷却速度的影响22综合传热系数,W/(m·℃);A为传热面积,m;TsFig.2EffectofH2contentinN2+H2onstripcoolingrate为带钢初始温度,℃;Te为带钢冷却结束温度,℃;Tm为冷却气体温度,℃。从图2中可
