中小型棒材车间步进式冷床长度的计算.docx

中小型棒材车间步进式冷床长度的计算张 胜 勇（中冶南方工程技术有限公 司 湖北 武汉 ）摘 要 ：介 绍 了 年 产 万的 某 棒 材中小型轧钢车间冷床的工艺尺寸计算和冷却能力的校核 。 对 棒材在冷床上的冷却主要考虑热辐射 ，采 用 波 尔 茨 曼 公 式计算棒材冷却所需时间 ，求 出 冷 床 长 度 ，并 将 该 时间与棒材在冷床上实际通过的时间进行比较 ，校核了冷床长度 。关 键 词 ：棒 材 ；冷 床 长 度 ；冷 却 能 力中 图 分 类 号 ：文 献 标 识 码 ：文 章 编 号 ：（）（ ，）： ， ， ：；冷床 是中小型 棒材车间不可或缺的关键设备 之 一 ，通 过 自 然 冷 却 或 外 加 强 制 冷 却 （风 冷 或 喷式 中 ： 为 冷 床 宽 度 ，； 为 最 大 倍 尺 长 度 ，；为成品定尺长度 ，。或 者 采 用 经 验 公 式 ：（）。如 某 厂 年 产 万棒 材 车 间 的 成 品 定 尺 为，根 据 生 产 节 奏 ，选 取 的 最 大 倍 尺 长 度 为 ，则 根 据（）式 ，冷 床 宽 度 为 。冷 床 设 计 过 宽 ，会使设备重量增加 ，厂 房 增长 ，投 资 增 大 。 冷 床 设 计 过 窄 ，会使冷床长度增 加 ，厂 房 跨 度 增 大 ，同时 还 使 倍 尺剪操作周期缩短 和冷床动作频率 加 快 ，加 大机 电设备的控制难度 。水），它 可 将 轧 件 由 左 右 冷 却 到 。其 常 见 型 式 主 要 有 步 进式齿条型冷床 、复 合 多 爪 式 冷 床 、链 式 冷 床 、摇 摆 式 冷 床 等，随 着 市 场 对 棒 材 产 品质量要求越来 越 高 ，步 进 式 冷 床 因 为 对 轧 件 划 伤 小 、冷 却 均 匀 并 且 可 使 之 矫 直 ， 得 到 了 越 来 越 广 泛 的 应 用 。本文 主要对步 进式齿条型冷床的尺寸计算和 冷 却 能 力 的 校 核 进 行 介 绍 。冷 床 的 长 度冷 床 长 度 （垂 直 于 轧 制 线 方 向 上 的 长 度 ）是 在 保 证 轧 机 产 量 的 情 况 下 ，根据棒材冷却所需要的 时 间 来 定 。一 般 按 下 式 确 定 ：冷床的工艺尺寸 冷 床 的 宽 度冷 床 宽 度 （平 行 于 轧 制 线 方 向 上 的 长 度 ）根 据 棒材 成品 长度和最 大倍尺长度而定 ，通 常 情 况 下 ：（）（）作 者 简 介 ：张 胜 勇 （ ），男 ，工 程 师 ，主要从事热轧工程设计工作 第期张胜勇：中小型棒材车间步进式冷床长度的计算式 中 ： 为 冷 床 长 度 ，； 为 轧 机 小 时 产 量 ，根 据 轧 制 表 ，取 ； 为 轧 件 倍 尺 长 度 质 量 ，； 为步进式冷床齿距 ，取 ；为 钢 材 冷 却 时 间 ，。可 见 ，冷 却 时 间的正 确选择是决定 冷 床 长 度 的 关 键 。而 棒 材在齿条式冷床 上 的 冷却过 程中 ， 主 要 有 种 散 热 方 式 ：热辐 射散热和空气对 流 散 热 。在 无 外 加 强制冷却的条件下 ，空 气 对 流 散 热 所 引 起 的 棒 材 温 降 仅 为 辐 射 散 热 的 ，可 以 忽 略 不 计 。在 此 ，针 对 主 要 的 热 辐 射 散 热 方 式 ，结 合 玻 尔 茨 曼 定 律 可 以 得 出 ：在 目 前 的 实 际 设 计 工 作 中 ，主 轧 跨 一 般 选 择 ，本 工 程 中 的 轧 机 选 用 短 应 力 线 轧 机 ，轧 制 中 心 线 即 冷 床 输 入 辊 道 中 心 线 距 厂 房 柱 轴 线 ，冷床输出辊道中心线距该主轧跨的另一条厂 房 轴 线 。因 此 ，该 棒 材 厂 冷 床长度实际取值 （） 。冷床能力的校核 在 冷 却 能 力 的 校 核 中 ，如 果 棒 材 在 冷 床 上 实际 通 过 的 时 间 （）大 于 计 算 所需的冷却时间 （），则冷床冷却能力 足 够 ，反 之 则 不 足 。（） （）（）式 中 ：为 钢 材 冷 却 时 间 ，； 为 钢 材 的 比 热 ， （），取 （）； 为 钢 材 的 密 度 ，； 为 棒 材 的 半 径 ，； 为 钢 的 热 辐 射系 数 ，取 ； 为 玻 尔 茨 曼 常 数 ，（）取； 为 冷 却 后 的 温 度 ，；为 冷 却 前 的 温 度 ，。以 某 厂 年 产 万棒 材 车 间 的 钢 材 成 品 为 例 ，冷 却 前 温 度 ，冷 却 后 温 度 ，则 冷 却 所 需 的 时 间 按 （）式 计 算 为 ：。根 据（）式 ，冷 床 长 度 。因 为 冷 却 时 间 无 法 准 确 地 计 算 出 ，以 上 估 算存 在 一 定 的 误 差 。所以如果主轧跨的跨度可以满 足 冷 床 长 度 的 适 当 增 加 ，增 大 冷 床 的 冷 却 能 力 ，投 资 不 会 增 加 很 多 ，这 是 合 算 的 。（）式 中 ： 为 冷 床 长 度 ，； 为步进式冷床齿 距 ，取； 为 轧 件 对应冷床的工作周 期 ，； 为钢材上冷床 的 根 数 ，根。同 样 以 的 圆 钢 为 例 ，棒 材 小 时 产 量，每 小 时 需 要 上 冷 床 棒 材 根 数 为 ：（），其 中 为 钢 材 的 密 度 ，。经 计 算根。根据式（），大 于，表明冷却能 力 足 够。对 几 种 主 要 规 格 棒 材 产 品 冷却能力的校核见表。该 棒 材 厂 于 年 月 投 产 ，目 前 平 均 月 产 万 左 右 ，已 经 达 产 。 经过现场实际 生 产 检 验 ，此冷床冷却能 力 完 全 满足 各钢种 、各 规 格 产 品的 冷 却 需 要 ，其 尺 寸 设 计 合 理 。表 冷却能力的校核 产 品 规格钢 材 上 冷 床温 度钢 材 下 冷 床温 度钢 材 需 要 冷 轧 机 小 时 产 上 冷 床 倍 尺 数却 时 间 量（） 量（根）倍 尺 长度冷 床 工 作 钢 材 通 过 齿 冷 却齿 距 条 时 间 能 力序 号足 够足 够 足 够足 够足 够 足 够 足 够备 ，如何计算其尺寸 ，在 满 足 工 艺生产的前提下又 能 节 省 投 资 ，是 棒材项目设计过程中的 个 重 要 环 节 。棒 材 在 冷 床 上 的 冷 却 是 个 复 杂 的 过 程 ，和（下 转 第 页）结语随 着 市 场 形 势 的 变 化 ，中 小 型 棒 材 项 目 因 为投 资 小 ，见 效 快 ，近 年来在国内市场上的建设蓬勃 兴 起 ，而 冷 床 作 为 其 中 重 量 最 重 、投资额最大的设 第期袁永旗，等：特厚合金结构钢板的开发计 、模 铸 、控 轧 、堆 冷 及 热 处 理 ，成 功 开 发 出 了 特 厚 合 金 结 构 钢 板 材 ，内 部 非 金 属 夹 杂 物 总 级 别 控 轧 在 级 以 内 ，一 级 探 伤 合 格 率 达 到 以 上 ，性 能 合 格 率 达 到 ，用 户 使用情况跟踪表明 ：完 全 满 足 使 用 要 求 。该 厚 度 合 金 结 构 钢 的 开 发 不 仅 完 善 了 公 司 品 种 结 果 ，而且满足了客户需求 ，现 已 批 量 生 产 供 货 。图 钢板的酸浸低倍结果 结语南 阳 汉 冶 特 钢有 限 公司通过合理 的 成 分 设（）表 层 处 ；（） 处 ；（） 处图 钢板高倍金相组织 参 考 文 献 北 京 ：冶金工业出版社 ， 熊 晓 伟 钢板探伤缺陷的分析 宽 厚 板 ，（）：尚 明 ，王 金 海 ，穆 敬 飞 高强度螺栓用钢 （）的 研制 山 东 冶 金 ，（）：蔺 俐 枝 ，郭 利 中 ，赵 海 燕 浅 析 钢 管坯的加热制度 内蒙古科技与经济 ，（）： 陈 立 勇 带稳钉抽油杆用钢的开发轧 钢 ，（）：（收 稿 日 期 ：）王 有 铭 ，李 曼 云 ，韦 光 ，等 钢 材 的控轧轧制和控轧冷却 （上 接 第 页）很 多 因 素 如 产 品 品 种 、规 格 、轧 机 小 时 产 量 、轧 件 长 度 、终 轧 温 度 、下 冷 床 温 度 、冷 却 条 件 、冷 床 齿 距 等 都 有 关 系 ，也 没 有 很 准 确 的 计 算 公 式 ，以 往 的 设 计 中 常 通 过 经 验 或查表来确定冷 床 尺寸 ，这 里 以 热辐 射为 棒材在冷 床上主要的散热温降方式来计