冷床

流態(tài)冷床法(Kobe process)

熱軋線材從沸騰粒子流態(tài)床中通過時得到冷卻的在線控制冷卻方法，又稱流態(tài)層法或粒子沸騰床法。它是德國奧伯豪森冶金公司研制的。1967年日本神戶鋼鐵公司第6線材廠安裝了兩套流態(tài)冷床，生產(chǎn)硬線、冷鐓鋼及不銹鋼線材。在日本稱此法為KP法(Kobe Patenting)。

流態(tài)冷床法的基本原理是:利用一定速度的氣流吹動沸騰床上的固體顆粒，使之處于懸浮運動狀態(tài)，依靠煤氣在流態(tài)層中的燃燒，使流態(tài)層具有要求的溫度，線材從中通過時冷卻，完成奧氏體的分解轉(zhuǎn)變。

工藝過程是:線材出精軋機后先入水冷導管進行急冷，冷卻到650~750℃，經(jīng)成圈器成圈后落入流態(tài)床中。流態(tài)床用流動的、導熱性好的粒料(鋯砂，含ZrO267.2%;SiO232.8%)作媒介，用鼓風機攪動這些顆粒呈懸浮運動狀態(tài)，如同鉛浴池中的鉛液沸騰一樣。被煤氣加熱的流態(tài)層即可作為加熱或冷卻介質(zhì)，同線材進行熱交換。奧氏體的分解溫度同流態(tài)層的溫度關系很大。當流態(tài)層溫度為250℃時，奧氏體分解溫度為550~600℃，同鉛浴淬火相似;當流態(tài)層溫度為300℃時，奧氏體分解溫度約為500℃左右，比鉛浴淬火還低。因此，處理后的線材強度可以等于或大于鉛浴淬火者的強度，這是其他各種線材軋后控冷索氏體化處理方法所不及的。其他優(yōu)點是冷卻溫度比較均勻，溫差不大于5~10℃，而且不具有粘著性，不會像鉛浴或鹽浴處理時出現(xiàn)掛鉛、掛鹽現(xiàn)象;流態(tài)顆粒對設備無侵蝕作用，生產(chǎn)成本也不太高。缺點是設備比較多且復雜、車間噪聲大、粉塵大、維修不方便和線材二次氧化較重。

計算鋼材在冷床的冷卻時間，是確定冷床尺寸面積的重要依據(jù)。

計算方法一般有按照傳熱學公式計算、和參考實測值的經(jīng)驗計算法。

本文根據(jù)獲得的實測值，進行數(shù)學回歸后得到回歸模型，編制了冷卻時間計算程序。包括鋼板冷卻時間計算、中小型棒材冷卻時間計算和大型棒材冷卻時間計算。同時編制了冷床尺寸計算程序。程序的界面截圖如下：

計算舉例：

已知鋼板厚度20mm，入冷床溫度870℃，出冷床溫度為150℃，環(huán)境溫度按照50℃計算，求鋼板在冷床的應冷卻時間是多少。

采用程序計算結果為：鋼板在冷床的應冷卻時間為62.8min，如下圖所示。

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