针对中厚板,RAL提出了一种倾斜喷射的超快冷+层流冷却的新设计概念,并申请了发明专利。该系统命名为ADCOS-PM(Plate Mill)。该系统借鉴辊式淬火机实施淬火过程的基本原理,采用斜喷缝隙式喷嘴+高密管式喷嘴的混合布置,将上述两种冷却方式的优点结合起来,极其均匀的将板面残存水与钢板之间形成的气膜清除,从而达到钢板和冷却水之间的完全接触,实现厚壁钢管和冷却水均匀接触的全面核沸腾。这不仅提高了钢板和冷却水之间的热交换,达到较高的冷却速率,而且可以实现钢板的均匀冷却,大大抑制了钢板由于冷却不均引起的翘曲。为了保证钢板顺利通过超快冷系统,在超快冷系统的前面最好采用预矫直机对钢板进行预矫直。这种新型的冷却系统既可以对钢板实施超快速冷却,也可以进行直接淬火。
将ADCOS-PM的思想延伸,进一步应用到热连轧机,开发了ADCOS-HSM(Hot Strip Mill),它在精轧机出口安装超快速冷却装置,可以对钢板实施超快速冷却。在超快速冷却系统后面,是常规的加速冷却装置。它可以单独使用进行加速冷却,也可以与超快冷进行接力式冷却,实现高轧制速度下的高冷却速度的直接淬火。
对棒材,RAL开发了ADCOS-BM(Bar Mill)。实现热轧带肋钢筋轧后超快速冷却的关键工艺设备是超快冷水冷器,水冷器由多节冷却管组成,总长度一般不大于20m,在轧速小于20m/s时,水冷器总长度小于13m。每节冷却管在轧件入口端由环状缝隙喷射一定压力的冷却水,冷却水与轧件同方向运动,但是速度高于轧件。冷却水从轧件的出口端流出。由于采用环状缝隙冷却,轧件冷却均匀,可以彻底消除现有的余热淬火水冷器存在的大规格产品上冷床后弯曲、小规格堵钢的问题。在大生产条件下可以彻底解决Φ10mm热轧直条钢筋4切分轧制的堵钢问题。
该工艺的使用可以做到不改造主要设备,不降低作业率,不低温轧制,不余热淬火。由于强化了冷却效果,所以可以提高冷床的冷却效率,从而提高产量。利用热轧带肋钢筋超快速冷却技术,可以在少用或者不用合金元素的情况下,利用335MPa级的20MnSi生产HRB400、HRB500螺纹钢筋,大幅度提高产品质量,降低生产生本。
对H型钢,RAL开发了ADCOS-HBM(H Beam Mill)。由于常规控制冷却系统的冷却能力较差,需要较大的建设长度。同时翼缘和腹板冷却条件不同,会造成不同部分极大的温差。东北大学RAL与有关的厂家合作,发挥超快冷技术的优势,对翼缘和腹板等不同部位的冷却装置进行精细化设计,开发的H型钢超快冷系统可以对翼缘和腹板进行均匀化的快速冷却。通过产学研的密切合作,具有自主知识产权的H型钢超快冷系统已经取得突破,2009年底在马鞍山钢铁公司投入使用,为我国H型钢的升级换代作出了贡献。
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