厚板淬火機的控制方法
【專利摘要】本發(fā)明揭示了一種厚板淬火機的控制方法，厚板淬火機控制范圍包括熱處理爐、淬火機和輸出輥道，方法包括：預處理步驟，鋼板上料并采集鋼板參數(shù)和處理參數(shù)，根據(jù)鋼板參數(shù)和處理參數(shù)確定預設淬火模式和預設淬火參數(shù)，鋼板進入熱處理爐對鋼板加熱和保溫；根據(jù)預設淬火模式設置淬火機的工作模式，將淬火機的高壓段框架和低壓段框架設置到位；啟動淬火機，檢測環(huán)境參數(shù)并依據(jù)環(huán)境參數(shù)對預設淬火參數(shù)進行調節(jié)；檢測淬火機狀態(tài)，調整淬火機至正常狀態(tài)后引導鋼板從熱處理爐進入淬火機；淬火機依據(jù)工作模式和經(jīng)調節(jié)的淬火參數(shù)對鋼板進行淬火；淬火機停止，淬火機的高壓段框架和低壓段框架恢復到初始位置，鋼板進入輸出輥道；在輸出輥道上對鋼板延伸處理。
【專利說明】厚板淬火機的控制方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及冶金工業(yè)領域，尤其涉及一種對厚鋼板熱處理主要設備，厚板淬火機的控制方法。
【背景技術】
[0002]在厚鋼板生產(chǎn)過程中，包括冶煉、軋制、熱處理等各個工序。熱處理根據(jù)加熱時間、加熱溫度、出爐后冷卻速度的差異分成正火、淬火、回火和退火。與機械零件行業(yè)熱處理相t匕，厚鋼板熱處理加熱后冷卻過程中的冷卻介質通常是水，也可采用風和霧?，F(xiàn)有厚鋼板淬火常用的是連續(xù)式淬火機，厚鋼板出爐后一邊以一定的速度往前行走，一邊通過噴嘴將水噴到厚鋼板上進行冷卻。
[0003]根據(jù)工藝需要，連續(xù)式淬火機通常前面是高壓段，后面是低壓段，通過高壓段的高壓、大流量的水使表面迅速冷卻，低壓段低壓、小流量的水帶走鋼板芯部返溫上來的熱量，出淬火機時，要求厚鋼板表面溫度接近室溫。其控制的思想是通過淬火將厚鋼板以盡可能快的冷卻速度冷到室溫附近。因此，在淬火機結構的設計上，固定高壓噴嘴(高壓段)、低壓噴嘴(低壓段)的上下升降的機構固定在同一框架上。在控制模式上，也較為簡單，傳統(tǒng)的淬火機的淬火模式為以下幾種:
[0004]I)連續(xù)淬火控制模式:框架處于低位，高、低壓段同時開啟，鋼板以恒定速度從熱處理爐通過淬火機到輸出輥道。高、低壓段水閥開啟足夠時間，保證流量和壓力穩(wěn)定。
[0005]2)連續(xù)加擺動淬火控制模式:框架處于低位，高、低壓段同時開啟，鋼板以恒定速度從熱處理爐通過淬火機高壓段后，在低壓段擺動冷卻一定時間后到輸出輥道。高、低壓段水閥開啟足夠時間，保證流量和壓力穩(wěn)定。`
[0006]3)擺動淬火控制模式:高壓段框架和低壓段框架均在高位，只在低壓區(qū)冷卻鋼板。鋼板以最大速度從熱處理爐輸送到低壓區(qū)，如果到達低壓區(qū)末端，鋼板開始在低壓區(qū)擺動，低壓段開啟，噴水系統(tǒng)投入，僅用于冷卻，不用于淬火，擺動之后鋼板運到輸出輥道上。
[0007]隨著生產(chǎn)技術的發(fā)展，根據(jù)不同牌號生產(chǎn)工藝的要求，除要求將厚鋼板以盡可能的冷卻速度冷到室溫外，也有要求將厚鋼板以盡可能快的冷卻速度冷到某一特定的溫度(比如400°C，稱為截止淬火)，或者要求將厚鋼板以特定的冷卻速度冷到某一特定的溫度(比如1°C /s冷卻速度，停冷溫度500°C，稱為柔性淬火(或稱為加速冷卻))。因此，在結構和控制上，提出了新的要求。
[0008]在結構上，原有的厚鋼板淬火機由于高壓段和低壓段，即高壓噴嘴和低壓噴嘴安裝在同一個框架上，在進行淬火時高、低壓噴嘴距厚鋼板上表面距離相同，且噴嘴距厚鋼板上表面距離小，使得高、低壓段不能分開使用，也就是說不能做到只開低壓段、不開高壓段。因為鋼板的溫度很高，只開低壓段會使得高壓段的噴嘴被鋼板的高溫烤壞。這樣使得厚鋼板冷卻速度控制的范圍窄。另外，傳統(tǒng)的淬火機在設置淬火參數(shù)時僅考慮水量和鋼板的行進速度或擺動時間，不考慮水溫和環(huán)境溫度的影響；因此，原有的厚鋼板連續(xù)淬火機在結構和控制模式上無法支持截止淬火和柔性淬火功能。[0009]為了增加淬火控制的靈活性，本發(fā)明的 申請人:提出了一種新型結構的厚板淬火機，并提交了申請?zhí)枮?01220031337.5的實用新型專利申請。在201220031337.5實用新型專利申請中揭示了一種新型結構的厚板淬火機，其中的框架被分離為高壓段框架和低壓段框架，還包括噴嘴和輥道。高壓段框架上安裝高壓段上輥和高壓段上噴嘴，低壓段框架上安裝低壓段上輥和低壓段上噴嘴。該中厚板淬火機可以使得高低壓段上下可以分開升降。針對該種新型結構的厚板淬火機，可以開發(fā)出多種淬火模式，以滿足不同的淬火需求。

【發(fā)明內容】

[0010]本發(fā)明提出一種厚板淬火機的控制方法，利用新型結構的厚板淬火機使得冷卻速度控制范圍大，控制功能多，可以實現(xiàn)常規(guī)淬火、截止淬火和柔性淬火。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的一實施例，提出一種厚板淬火機的控制方法，該厚板淬火機控制范圍包括熱處理爐、淬火機和輸出輥道，該方法包括:
[0012]預處理步驟，預處理步驟中，鋼板上料并采集鋼板參數(shù)和處理參數(shù)，根據(jù)鋼板參數(shù)和處理參數(shù)確定預設淬火模式和預設淬火參數(shù)，鋼板進入熱處理爐對鋼板加熱和保溫；
[0013]根據(jù)預設淬火模式設置淬火機的工作模式，將淬火機的高壓段框架和低壓段框架設置到位；
[0014]啟動淬火機，檢測環(huán)境參數(shù)并依據(jù)環(huán)境參數(shù)對預設淬火參數(shù)進行調節(jié)；
[0015]檢測淬火機狀態(tài)，調整淬火機至正常狀態(tài)后引導鋼板從熱處理爐進入淬火機；
[0016]淬火機依據(jù)工作模式和經(jīng)調節(jié)的淬火參數(shù)對鋼板進行淬火；
[0017]淬火機停止，淬火機的高壓段框架和低壓段框架恢復到初始位置，鋼板進入輸出輥道；`
[0018]在輸出輥道上對鋼板進行延伸處理。
[0019]在一個實施例中，鋼板參數(shù)包括鋼板的牌號和厚度；處理參數(shù)包括冷卻速度和冷卻溫度。
[0020]在一個實施例中，預設淬火參數(shù)包括鋼板在高壓段和低壓段的停留時間、高壓段和低壓段的流量、基準環(huán)境溫度和基準水溫、在輸出輥道的停留時間、輸出輥道的流量。其中鋼板在高壓段和低壓段的停留時間進一步包括行走速度和擺動時間。高壓段和低壓段的流量進一步包括高壓段水流量、低壓段水流量。在輸出輥道的停留時間進一步包括行走速度和擺動時間。輸出輥道的流量進一步包括輸出輥道的水量和壓縮空氣流量?；鶞虱h(huán)境溫度和基準水溫為20°C。
[0021]在一個實施例中，環(huán)境參數(shù)包括淬火機啟動出水后檢測的實際環(huán)境溫度和實際水溫。依據(jù)環(huán)境參數(shù)對預設淬火參數(shù)進行調節(jié)包括:當實際環(huán)境溫度高于基準環(huán)境溫度，或者實際水溫高于基準水溫時，增加高壓段和低壓段的流量；當實際環(huán)境溫度低于基準環(huán)境溫度，或者實際水溫低于基準水溫時，減小高壓段和低壓段的流量。
[0022]在一個實施例中，在輸出棍道上對鋼板進行延伸處理包括:依據(jù)淬火模式控制輸出輥道連續(xù)運行或擺動運行，以及在輸出輥道上對鋼板進行霧冷。
[0023]本發(fā)明利用高壓段和低壓段可獨立操作的新型結構的厚板淬火機實現(xiàn)一種淬火機的控制方法，能夠擴大冷卻速度控制范圍，增加控制功能，可以實現(xiàn)常規(guī)淬火、截止淬火和柔性淬火?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0024]圖1揭示了根據(jù)本發(fā)明的一實施例的厚板淬火機的控制方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0025]申請?zhí)枮?01220031337.5的實用新型專利申請揭示的厚板淬火機控制范圍包括熱處理爐、淬火機和輸出輥道。其中淬火機具有可獨立操作的高壓段框架和低壓段框架。在高壓段框架上安裝高壓段上輥和高壓段上噴嘴，在低壓段框架上安裝低壓段上輥和低壓段上噴嘴。該種厚板淬火機可以實現(xiàn)多種淬火模式，包括:
[0026]I)連續(xù)淬火控制模式:高壓段框架和低壓段框架均在低位，高壓段和低壓段同時開啟，鋼板以恒定速度從熱處理爐通過淬火機到輸出輥道。高壓段和低壓段水閥開啟足夠時間，保證流量和壓力穩(wěn)定。
[0027]2)連續(xù)加擺動淬火控制模式:高壓段框架和低壓段框架均在低位，高高壓段和低壓段同時開啟，鋼板以恒定速度從熱處理爐通過淬火機高壓段后，在低壓段擺動冷卻一定時間后到輸出輥道。高壓段和低壓段水閥開啟足夠時間，保證流量和壓力穩(wěn)定。
[0028]3)擺動淬火控制模式:高壓段框架和低壓段框架均在高位，只在低壓區(qū)冷卻鋼板。鋼板以最大速度從熱處理爐輸送到低壓區(qū)，如果到達低壓區(qū)末端，鋼板開始在低壓區(qū)擺動，低壓段開啟，噴水系統(tǒng)投入，僅用于冷卻，不用于淬火，擺動之后鋼板運到輸出輥道上。
[0029]4)連續(xù)加速冷卻控制模式:高壓段在高位、低壓段在低位，僅開啟低壓段，鋼板以恒定速度從熱處理爐通過淬火機到輸出輥道。低壓段水閥開啟足夠時間，保證流量和壓力穩(wěn)定。
[0030]5)擺動加速冷卻控制模式:高壓段在高位、低壓段在低位，僅開啟低壓段，鋼板以恒定速度從熱處理爐通過淬火機高壓段`后，在低壓段擺動冷卻一定時間后到輸出輥道。低壓段水閥開啟足夠時間，保證流量和壓力穩(wěn)定。
[0031]6)連續(xù)加速冷卻加霧冷控制模式:高壓段在高位、低壓段在低位，僅開啟低壓段，鋼板以恒定速度從熱處理爐通過淬火機到輸出輥道，再在輸出輥道擺動一定時間，在輸出輥道上進行霧冷。
[0032]7)擺動加速冷卻加霧冷控制模式:高壓段在高位、低壓段在低位，僅開啟低壓段，鋼板以恒定速度從熱處理爐通過淬火機高壓段后，在低壓段擺動冷卻一定時間后到輸出輥道，再在輸出輥道擺動一定時間，在輸出輥道上進行霧冷。
[0033]8)霧冷控制模式:高壓段、低壓段均在高位，鋼板以恒定速度從熱處理爐通過淬火機后，在輸出輥道擺動一定時間，在輸出輥道上進行霧冷。
[0034]上述的淬火模式中，既包括了傳統(tǒng)的淬火模式，也包括了適合于高壓段和低壓段分開運行新型淬火機的淬火模式，以滿足常規(guī)淬火、截止淬火和柔性淬火的需求。
[0035]針對上述的淬火機和淬火模式，本發(fā)明提出的控制方法主要的設計思想如下:淬火模式的選擇與鋼板的牌號、鋼板的厚度、冷卻速度、停冷溫度要求有關；通過淬火參數(shù)的預設定和再設定實現(xiàn)對水溫和環(huán)境溫度的補償，得以提高停冷溫度的精度。也就是說，通過淬火模式的選擇(高、低壓段的使用)和對水溫和環(huán)境溫度的補償，來實現(xiàn)常規(guī)淬火、截止淬火和柔性淬火。[0036]圖1揭示了根據(jù)本發(fā)明的一實施例的厚板淬火機的控制方法的流程圖。如圖1所示，該厚板淬火機的控制方法控制范圍包括熱處理爐、淬火機和輸出輥道，該方法100包括:
[0037]102.預處理步驟，預處理步驟中，鋼板上料并采集鋼板參數(shù)和處理參數(shù)，根據(jù)鋼板參數(shù)和處理參數(shù)確定預設淬火模式和預設淬火參數(shù)，鋼板進入熱處理爐對鋼板加熱和保溫。鋼板首先被輸送至熱處理爐前，此時采集鋼板參數(shù)和處理參數(shù)，所采集的鋼板參數(shù)包括鋼板的牌號和厚度，所采集的處理參數(shù)包括冷卻速度和停冷溫度。在傳統(tǒng)技術中，冷卻速度和停冷溫度并不在設定淬火模式時加以考慮，而在本發(fā)明中，在設定淬火模式時需要考慮鋼板的冷卻速度和停冷溫度。預設的淬火模式是上述的八種淬火模式的其中之一。
[0038]104.根據(jù)預設淬火模式設置淬火機的工作模式，將淬火機的高壓段框架和低壓段框架設置到位。根據(jù)上述八種淬火模式的具體要求，將高壓段框架和低壓段框架分別由初始位置移動到設定的位置，比如高位或者低位。
[0039]106.啟動淬火機,檢測環(huán)境參數(shù)并依據(jù)環(huán)境參數(shù)對預設淬火參數(shù)進行調節(jié)。在一個實施例中，預設淬火參數(shù)包括鋼板在高壓段和低壓段的停留時間、高壓段和低壓段的流量、基準環(huán)境溫度和基準水溫、在輸出輥道的停留時間、輸出輥道的流量。其中鋼板在高壓段和低壓段的停留時間進一步包括行走速度和擺動時間；高壓段和低壓段的流量進一步包括高壓段水流量、低壓段水流量；鋼板在輸出輥道的停留時間進一步包括行走速度和擺動時間；輸出輥道的流量進一步包括輸出輥道的水量和壓縮空氣流量。通常，基準環(huán)境溫度和基準水溫為20°C，即室溫。在啟動淬火機后，待淬火機的噴頭開始工作，連續(xù)出水后檢測實時環(huán)境參數(shù)，所檢測的環(huán)境參數(shù)包括淬火機啟動出水后檢測的實際環(huán)境溫度和實際水溫。該步驟中依據(jù)環(huán)境參數(shù)對預設淬火參數(shù)進行調節(jié)包括:當實際環(huán)境溫度高于基準環(huán)境溫度，或者實際水溫高于基準水溫時，增加高壓段和低壓段的流量；當實際環(huán)境溫度低于基準環(huán)境溫度，或者實際水溫 低于基準水溫時，減小高壓段和低壓段的流量。
[0040]108.檢測淬火機狀態(tài)，調整淬火機至正常狀態(tài)后引導鋼板從熱處理爐進入淬火機。在淬火機啟動后且鋼板從熱處理爐中輸送到淬火機上之前，先檢查淬火機的各種狀態(tài)是否正常，如發(fā)現(xiàn)存在不正常的狀態(tài)則及時進行調整，直至淬火機狀態(tài)正常后才引導鋼板從熱處理爐進入淬火機。
[0041]110.淬火機依據(jù)工作模式和經(jīng)調節(jié)的淬火參數(shù)對鋼板進行淬火。根據(jù)所選擇的淬火模式控制淬火參數(shù)，包括高壓段和低壓段的停留時間、高壓段水流量、低壓段水流量。
[0042]112.淬火機停止，淬火機的高壓段框架和低壓段框架恢復到初始位置，鋼板進入輸出輥道。淬火模式完成后，淬火機停止出水，淬火機的高壓段框架和低壓段框架恢復到初始位置。
[0043]114.在輸出輥道上對鋼板進行延伸處理。由于在上述的幾種淬火模式中的部分淬火模式利用到輸出輥道上的運行，比如連續(xù)運行和擺動運行，利用到了輸出輥道上的霧冷處理，霧冷處理是根據(jù)所設定的淬火參數(shù):輸出輥道上行走速度和擺動時間、輸出輥道的水量和壓縮空氣流量，因此本發(fā)明的在該步驟中在輸出輥道上對鋼板進行延伸處理，將輸出輥道轉化為淬火處理的一個延伸段。這種延伸處理包括依據(jù)淬火模式控制輸出輥道連續(xù)運行或擺動運行，以及在輸出輥道上對鋼板進行霧冷。
[0044]下面介紹根據(jù)本發(fā)明的厚板淬火機的控制方法的一個具體實現(xiàn)過程:[0045]第一步:鋼板上料到熱處理爐前，該步驟與傳統(tǒng)的熱處理爐作業(yè)控制相同。
[0046]第二步:根據(jù)鋼板的牌號、厚度、冷卻速度的要求、停冷溫度的要求預設定淬火模式、淬火參數(shù)。傳統(tǒng)淬火機輸入項通常是鋼板的牌號和厚度，對冷卻速度和停冷溫度不作為輸入項。根據(jù)淬火模式的不同選擇淬火機高、低壓段上框架的位置。淬火參數(shù)包括鋼板在不同區(qū)域的停留時間，包括行走速度和擺動時間、不同區(qū)域的流量，包括水流量和壓縮空氣流量，環(huán)境溫度和水溫均按照基準溫度20°C考慮。
[0047]第三步:鋼板加熱、保溫、準備出爐，該步驟也與傳統(tǒng)熱處理爐作業(yè)控制相同。
[0048]第四步:在出爐前，對淬火機模式的選擇，參照第二步的預設定淬火模式。
[0049]第五步:將高、低壓段框架置不同的位置。
[0050]第六步:淬火機出水后，收集水溫和環(huán)境溫度，傳統(tǒng)淬火機中無此功能。
[0051]第七步:根據(jù)收集到的環(huán)境溫度和水溫重新設定淬火參數(shù):當環(huán)境溫度或水溫高于基準溫度時，原則上增加不同區(qū)域的流量；當環(huán)境溫度或水溫低壓基準溫度時，原則上減小不同區(qū)域的流量。
[0052]第八步:檢查淬火機各種狀態(tài)是否正常，如不正常進行調整，直至正常為止，該步驟與傳統(tǒng)淬火機相同。
[0053]第九步:在淬火狀態(tài)正常后，鋼板出爐，該步驟也是傳統(tǒng)步驟。
[0054]第十步:根據(jù)所設定的淬火參數(shù)進行淬火。
[0055]第H^一步:鋼板出淬火機。對于某些淬火模式，第九、十、十一步合并成一步，即快速通過淬火機。
[0056]第十二步:淬火機停水，高、低壓段框架分別位置返回原始位置。
[0057]第十三步:按照淬火模式的設定，輸出輥道選擇連續(xù)或擺動運行，該功能傳統(tǒng)淬火機不具備的，該步驟將淬火機的輸出輥道作為淬火機的延伸加以控制，并在輸出輥道實現(xiàn)霧冷。
[0058]第十四步:結束，等待下一塊的鋼板。
[0059]本發(fā)明利用高壓 段和低壓段可獨立操作的新型結構的厚板淬火機實現(xiàn)一種淬火機的控制方法，能夠擴大冷卻速度控制范圍，增加控制功能，可以實現(xiàn)常規(guī)淬火、截止淬火和柔性淬火。
【權利要求】
1.一種厚板淬火機的控制方法，其特征在于，該厚板淬火機控制范圍包括熱處理爐、淬火機和輸出輥道，所述方法包括: 預處理步驟，預處理步驟中，鋼板上料并采集鋼板參數(shù)和處理參數(shù)，根據(jù)鋼板參數(shù)和處理參數(shù)確定預設淬火模式和預設淬火參數(shù)，鋼板進入熱處理爐對鋼板加熱和保溫； 根據(jù)預設淬火模式設置淬火機的工作模式，將淬火機的高壓段框架和低壓段框架設置到位； 啟動淬火機，檢測環(huán)境參數(shù)并依據(jù)環(huán)境參數(shù)對預設淬火參數(shù)進行調節(jié)； 檢測淬火機狀態(tài)，調整淬火機至正常狀態(tài)后引導鋼板從熱處理爐進入淬火機； 淬火機依據(jù)所述工作模式和經(jīng)調節(jié)的淬火參數(shù)對鋼板進行淬火； 淬火機停止，淬火機的高壓段框架和低壓段框架恢復到初始位置，鋼板進入輸出輥道； 在輸出輥道上對鋼板進行延伸處理。
2.如權利要求1所述的厚板淬火機的控制方法，其特征在于， 所述鋼板參數(shù)包括鋼板的牌號和厚度； 所述處理參數(shù)包括冷卻速度和冷卻溫度。
3.如權利要求1所述的厚板淬火機的控制方法，其特征在于，所述預設淬火參數(shù)包括鋼板在高壓段和低壓段的停留時間、高壓段和低壓段的流量、基準環(huán)境溫度和基準水溫、在輸出輥道的停留時間、輸出輥道的流量。`
4.如權利要求3所述的厚板淬火機的控制方法，其特征在于， 所述鋼板在高壓段和低壓段的停留時間進一步包括行走速度和擺動時間； 所述鋼板在輸出輥道的停留時間進一步包括行走速度和擺動時間； 所述高壓段和低壓段的流量進一步包括高壓段水流量、低壓段水流量； 所述輸出輥道的流量進一步包括輸出輥道的水量和壓縮空氣流量。
5.如權利要求4所述的厚板淬火機的控制方法，其特征在于， 所述基準環(huán)境溫度和基準水溫為20°C。
6.如權利要求5所述的厚板淬火機的控制方法，其特征在于，所述環(huán)境參數(shù)包括淬火機啟動出水后檢測的實際環(huán)境溫度和實際水溫。
7.如權利要求6所述的厚板淬火機的控制方法，其特征在于，依據(jù)環(huán)境參數(shù)對預設淬火參數(shù)進行調節(jié)包括: 當實際環(huán)境溫度高于基準環(huán)境溫度，或者實際水溫高于基準水溫時，增加高壓段和低壓段的流量； 當實際環(huán)境溫度低于基準環(huán)境溫度，或者實際水溫低于基準水溫時，減小高壓段和低壓段的流量。
8.如權利要求1所述的厚板淬火機的控制方法，其特征在于，所述在輸出輥道上對鋼板進行延伸處理包括:依據(jù)淬火模式控制輸出輥道連續(xù)運行或擺動運行。
9.如權利要求1所述的厚板淬火機的控制方法，其特征在于，所述在輸出輥道上對鋼板進行延伸處理包括:在輸出輥道上對鋼板進行霧冷。
【文檔編號】C21D1/62GK103866108SQ201210526222
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2012年12月10日 優(yōu)先權日:2012年12月10日
【發(fā)明者】姜洪生 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司