冷床

流态冷床法(Kobe process)

热轧线材从沸腾粒子流态床中通过时得到冷却的在线控制冷却方法，又称流态层法或粒子沸腾床法。它是德国奥伯豪森冶金公司研制的。1967年日本神户钢铁公司第6线材厂安装了两套流态冷床，生产硬线、冷镦钢及不锈钢线材。在日本称此法为KP法(Kobe Patenting)。

流态冷床法的基本原理是:利用一定速度的气流吹动沸腾床上的固体颗粒，使之处于悬浮运动状态，依靠煤气在流态层中的燃烧，使流态层具有要求的温度，线材从中通过时冷却，完成奥氏体的分解转变。

工艺过程是:线材出精轧机后先入水冷导管进行急冷，冷却到650~750℃，经成圈器成圈后落入流态床中。流态床用流动的、导热性好的粒料(锆砂，含ZrO267.2%;SiO232.8%)作媒介，用鼓风机搅动这些颗粒呈悬浮运动状态，如同铅浴池中的铅液沸腾一样。被煤气加热的流态层即可作为加热或冷却介质，同线材进行热交换。奥氏体的分解温度同流态层的温度关系很大。当流态层温度为250℃时，奥氏体分解温度为550~600℃，同铅浴淬火相似;当流态层温度为300℃时，奥氏体分解温度约为500℃左右，比铅浴淬火还低。因此，处理后的线材强度可以等于或大于铅浴淬火者的强度，这是其他各种线材轧后控冷索氏体化处理方法所不及的。其他优点是冷却温度比较均匀，温差不大于5~10℃，而且不具有粘着性，不会像铅浴或盐浴处理时出现挂铅、挂盐现象;流态颗粒对设备无侵蚀作用，生产成本也不太高。缺点是设备比较多且复杂、车间噪声大、粉尘大、维修不方便和线材二次氧化较重。

计算钢材在冷床的冷却时间，是确定冷床尺寸面积的重要依据。

计算方法一般有按照传热学公式计算、和参考实测值的经验计算法。

本文根据获得的实测值，进行数学回归后得到回归模型，编制了冷却时间计算程序。包括钢板冷却时间计算、中小型棒材冷却时间计算和大型棒材冷却时间计算。同时编制了冷床尺寸计算程序。程序的界面截图如下：

计算举例：

已知钢板厚度20mm，入冷床温度870℃，出冷床温度为150℃，环境温度按照50℃计算，求钢板在冷床的应冷却时间是多少。

采用程序计算结果为：钢板在冷床的应冷却时间为62.8min，如下图所示。

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