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高线冷却系统论文参考文献：
摘 要：文章介绍了在钢铁行业高速线材生产线冷却系统 频器的应用,系统采用总线控制变频器,根据产品类型对冷却系统相对应的要求,调整风机的转速,既满足工艺要求,又起到很好的节能效果.
关键词：变频调速；节能；风机；线材
中图分类号：TM343 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2014）12-0058-02
一般来说,线材是指直径为5～16 mm 的热轧圆钢,成品即为盘卷,称为盘条或线材.其产量在我国占钢铁总产量的20%以上.一般将轧制速度>40 m/s的线材称为高速线材,高速线材的生产工艺特点是高速、连续、控冷和无扭,高速线材产品特点有精度高、盘重大、性能优.
高线盘条自然冷却会使产品质量严重恶化,线材的冷却过程产生相当的氧化量,并影响线材从高温奥氏体组织转变成常温金相组织,从而影响产品的机械性能（良好的高韧性、高强度和拉拔性能）,因此如何进行线材轧后的冷却,是整个线材生产过程中质量控制的关键环节.
1 高速线材的系统构成
整条生产线分为加热炉、粗轧、中轧、飞剪、预精轧、精轧、吐丝机、散卷运输机.加热炉使钢坯在整个加热过程中得到均匀加热至约1 100 ℃.钢坯的尾部在出炉时和第一架轧机之间停留的时间较长,要求轧制时各点温度相同,通常钢坯两端比中部温度高20～40 ℃.
粗轧、中轧为平立交替式轧机,采用交流传动系统,粗轧用较大的压下量使钢坯变形和延伸.经预精轧、精轧轧制后轧件继续延伸,得到表面尺寸和质量精度良好的成品.精轧后经水冷却再由夹送辊夹持线材至吐丝机,吐丝机利用螺旋状的吐丝管将线材以圆周运动方式盘成线圈,吐在散卷冷却运输机上.
2 高线冷却控制
线材的轧后冷却分为水冷段的强制冷却和空冷段的相变冷却两个阶段.线材经水冷至一定的温度后进行吐丝,使直条线材形成圈状分布在风冷线上进行冷却.控制的参数主要是吐丝温度、终轧温度、集卷温度以及相变区冷却速度等,这些参数决定了线材产品最终的质量.
2.1 终轧温度的设定
由于奥氏体晶粒度影响相变过程中的组织转变和转变产品的外形,因此可通过控制终轧温度来控制奥氏体晶粒.
2.2 吐丝温度设定
吐丝温度是控制相变开始温度的关键.最佳吐丝温度的控制要考虑产品最终用途、过冷奥氏体分解温度及钢种成分等几方面的因素.在斯太尔摩控制冷却工艺中,一般根据用途和钢种的不同将吐丝温度控制在760～900 ℃.
2.3 相变区的冷却速度控制
相变区的冷却速度决定着奥氏体分解转变的温度和时间,也决定着线材最终组织形状,运输机速度可以改变盘条在运输机上的布放密度.运输机速度的确定除了和性能、规格和钢种要求有关之外,还和轧制的速度有关.高碳线材采用斯太尔摩标准型冷却,冷却速度控制主要是控制冷却风机和辊道速度.斯太尔摩辊道速度可由下式确定：
C等于W·V/（π·d）
式中C为辊道速度m/s；V为轧制速度m/s；d为线环直径mm；W为线环间距mm.
2.4 冷却风机选用
冷却风机的选用包括风机台数和风机风量的确定.对大直径高碳钢,为了增加冷却的速度,增加相变前奥氏体过冷度,风机需要满负荷.当线材由吐丝机吐出散布在运输机上时,呈两边密、中间疏的状态,导致边缘和中部的冷却速度不同,须用调整风量装置进行风量分配.风机的启用台数应考虑辊道速度和吐丝温度的影响.
3 风机变频节能原理
风机可通过调节风机挡板以调节通风量的同时调整风机轴功率,风机的主要参数的性能关系如图1所示.
H-Q为风机在恒速下的风压-风量特性曲线；
N-Q为恒速下的功率-风量特性曲线；
η-Q为恒速下的风机效率-风量特性曲线.
某钢厂早期高速线材生产线用风机挡板调整风量存在的问题：①风机若全速运行,用挡板来调节风量,挡板会形成阻力,消耗很多能量；②采用挡风板调节风量时,风量调节不连续,有局限性；③品种转换时需人工调节挡板,要耗费时间,降低作业率；④直接起动时对电网影响大,会造成机械振动,可能发生风机设备事故.
如图2所示,曲线1是恒速n1的H-Q特性曲线.曲线2为管网风阻特性（风门全开时）.风机工作在A点,风压为H1,风量为Q1,轴功率PA∝Q1XH1.当需要调节风量时,例如风量需要从Q1调至Q2,若用调节风机挡板的方法相当于增加了管网阻力,使管网阻力特性变成曲线3,系统由原来工况点A变到新工况点B运行.从图中可看出,风压反而增加了,轴功率PB∝Q2XH2.显然,轴功率下降不是很大.若采用变频器调速方式,风机转速从n1降到n2,根据风机参数比例定律,画出在转速n2时风量Q-H特性,如曲线4所示.可见在满足同样风量Q2的情况下,风压H3大幅度的降低,轴功率PC显著减少,PC∝Q2XH3.节省功率▲P等于（H2-H3）×Q2,节能的经济效果十分明显.
由流体力学可知,风量和转速的一次方成正比,风压和转速的平方成正比,轴功率和转速的三次方成正比.当所需要的风量减少,风机转速降低时,其功率随转速的三次方下降.当然,转速降低时,效率也会有一定降低,同时还应考虑控制系统的附加损耗等影响.即使如此,该方法的节电效果也是非常明显的.
该高速线材生产线采用变频器驱动13台220 kW的离心式鼓风机的参数为：流量154 700 m3/h,全压3 000 Pa,主轴转速：1 450 rpm.
轧制某种类型线材时,要求使用10台风机.通过风机挡板控制,风门共7挡,工艺要求开4挡,风量和风门开度近似成比例.由流体力学风量和转速成正比,即风量和频率成比例.变频器控制风机运行在30 Hz和4档风门的风量基本相同.
风机运行在50 Hz,挡板开在4挡,实际输出功率大约为178 kW,采用变频器控制,电机运行在30 Hz时,实际输出功率大约为67 kW,按照90%的效率,两系统相比单台每天节能电能约（178-67） kWx24x0.9等于2 397.6 kW·h.
4 结 语
高速线材生产线冷却风机采用了变频调速技术来控制风量和风机挡板调节风量相比,能取得明显的节能效果.起动电流平滑使系统对电网和变压器的冲击减小,对机械设备的冲击也相应减小,降低了风机事故率,提高了工作效率.同时对产品的外部及内部性能有很大提高,解决了内层高速线材高温下生成粗大晶粒的问题,减小内外圈高速线材的力学性能差别,降低了线材轧件的氧化量,改善了产品物理化学性能,提高了产品合格率.
参考文献：
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结论：适合不知如何写高线冷却系统方面的相关专业大学硕士和本科毕业论文以及关于汽车冷却系统论文开题报告范文和相关职称论文写作参考文献资料下载。
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