鋼板板形預(yù)檢和初始溫度控制方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鋼板在線感應(yīng)加熱控制技術(shù)，尤其涉及一種鋼板板形預(yù)檢和初始溫度控制方法及裝置，適用于中厚鋼板的熱機(jī)械控制工藝技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技的進(jìn)步，材料應(yīng)用的范圍不斷拓展，人們對(duì)材料性能的要求愈加苛刻，熱機(jī)械控制工藝(TMCP)對(duì)材料的性能具有重要影響，可實(shí)現(xiàn)特殊性能鋼板的生產(chǎn)，如焊接性能優(yōu)異的高強(qiáng)鋼、高層建筑用鋼和大型船舶用鋼等，可極大提升厚板的質(zhì)量水平，對(duì)厚板的性能影響尤為顯著。目前，最新的厚板TMCP技術(shù)采用超快冷卻，之后采用快速加熱，將鋼板快速加熱至一定溫度進(jìn)行在線淬火和回火，使得最終產(chǎn)品中碳化物更細(xì)化彌散，提高產(chǎn)品性能。其中，鋼板在線快速加熱對(duì)材料的組織轉(zhuǎn)變具有重要影響，對(duì)鋼板的最終性能至關(guān)重要，快速在線加熱是TMCP的關(guān)鍵技術(shù)之一。
[0003]感應(yīng)加熱是一種快速高效、清潔的加熱方法，在許多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，在中厚鋼板的TMCP感應(yīng)加熱工藝中也有了一定的發(fā)展，但是，由于中厚板是在線移動(dòng)，加熱功率較高，升溫速率較快，熱處理時(shí)間相對(duì)較短，這對(duì)鋼板的溫度控制提出了更高要求，控溫難度較大。加熱過(guò)程中，鋼板由于成分和規(guī)格不同，不同板的處理工藝存在一定差別，在線等待和空冷時(shí)間不同，導(dǎo)致鋼板進(jìn)入感應(yīng)加熱爐前的初始溫度存在較大差別，這要求感應(yīng)加熱工藝隨鋼板初始溫度的不同而不斷調(diào)節(jié)，無(wú)法形成相對(duì)穩(wěn)定的加熱工藝。另外，鋼板通過(guò)多道處理工藝，頭部或其它區(qū)域可能存在一定的翹曲和變形，當(dāng)翹曲和變形量超過(guò)一定范圍時(shí)會(huì)與加熱爐結(jié)構(gòu)發(fā)生干涉，若處理不當(dāng)會(huì)碰撞加熱設(shè)備，不利于生產(chǎn)線的穩(wěn)定運(yùn)行。通過(guò)文獻(xiàn)和專(zhuān)利檢索，中國(guó)專(zhuān)利CN201110388064.X提出了一種中厚板淬火工藝的控制方法，但該方法僅局限于中厚板的冷卻控制，而沒(méi)有加熱調(diào)節(jié)控制功能；中國(guó)專(zhuān)利CN201110359346提出的中厚板乳制后的控溫方法也只有冷卻控制，沒(méi)有加熱功能。而且這些專(zhuān)利沒(méi)有考慮鋼板變形問(wèn)題，因此，有必要在鋼板感應(yīng)加熱前進(jìn)行板形預(yù)檢和初始溫度調(diào)節(jié)，優(yōu)化后續(xù)工藝，從而達(dá)到較好的熱處理效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種鋼板板形預(yù)檢和初始溫度控制方法及裝置。本發(fā)明的目的之一是，本發(fā)明對(duì)鋼板初始溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，保證鋼板在進(jìn)入感應(yīng)加熱爐前溫度處于設(shè)定范圍，有利于加熱工藝的穩(wěn)定和固化。本發(fā)明的目的之二是，本發(fā)明通過(guò)板形預(yù)檢，當(dāng)鋼板翹曲量超過(guò)設(shè)定值、不滿足入爐要求時(shí)，對(duì)后續(xù)工藝提前發(fā)出信號(hào)，為后續(xù)工藝處理模式的選擇提供判斷依據(jù)，從而有利于工序間的銜接和穩(wěn)定。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種鋼板板形預(yù)檢和初始溫度控制方法，其步驟是:當(dāng)鋼板進(jìn)入爐前輥道，經(jīng)過(guò)位于溫度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)前方的板形預(yù)檢機(jī)構(gòu)和測(cè)溫機(jī)構(gòu)時(shí)，第一，板形預(yù)檢機(jī)構(gòu)的位移傳感器實(shí)時(shí)測(cè)量鋼板上表面與位移傳感器的距離，并將檢測(cè)結(jié)果發(fā)送至智能處理單元，智能處理單元實(shí)時(shí)計(jì)算鋼板翹曲度，并與設(shè)定值進(jìn)行比較；若鋼板翹曲度Ah小于設(shè)定值A(chǔ)h。，則可進(jìn)行鋼板初始溫度檢測(cè)和調(diào)節(jié)；若鋼板翹曲度Ah大于設(shè)定值A(chǔ)h。，向PLC控制系統(tǒng)發(fā)出控制信號(hào)，要求后方的溫度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)快速打開(kāi)，以及后續(xù)的感應(yīng)加熱爐快速打開(kāi)，讓鋼板快速通過(guò)輥道進(jìn)入鋼板堆料區(qū)；
第二，測(cè)溫機(jī)構(gòu)測(cè)量鋼板上表面初始溫度，將測(cè)量結(jié)果發(fā)送至智能處理單元，智能處理單元計(jì)算鋼板實(shí)際初始溫度與設(shè)定溫度的差值，當(dāng)鋼板初始溫度T低于設(shè)定值T。，則計(jì)算出加熱至設(shè)定溫度所需功率，發(fā)送給PLC控制系統(tǒng)，PLC控制系統(tǒng)對(duì)溫度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的補(bǔ)熱感應(yīng)器發(fā)出加熱指令，將鋼板加熱至設(shè)定初始溫度范圍；當(dāng)鋼板初始溫度T高于設(shè)定值T。時(shí)，智能處理單元計(jì)算出冷卻至設(shè)定值需要的冷卻強(qiáng)度，發(fā)送至PLC控制系統(tǒng)，PLC控制系統(tǒng)對(duì)溫度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的冷卻系統(tǒng)發(fā)出冷卻指令，將鋼板冷卻至設(shè)定值，或不采用冷卻處理，鋼板直接進(jìn)入后續(xù)感應(yīng)加熱爐加熱；
第三，鋼板進(jìn)入溫度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)后，根據(jù)PLC控制系統(tǒng)發(fā)來(lái)的指令進(jìn)行補(bǔ)熱或冷卻處理，鋼板離開(kāi)溫度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)時(shí)溫度已達(dá)到設(shè)定初始溫度范圍；
第四，當(dāng)鋼板滿足初始溫度范圍時(shí)，進(jìn)入后續(xù)感應(yīng)加熱爐進(jìn)行加熱。
[0006]所述步驟I中，若鋼板翹曲度超過(guò)設(shè)定值，對(duì)于厚度不超過(guò)20mm的鋼板，后續(xù)的感應(yīng)爐采用橫磁線圈進(jìn)行加熱，則進(jìn)入步驟2進(jìn)行鋼板初始溫度檢測(cè)和調(diào)節(jié)。
[0007]所述步驟I中，所述位移傳感器設(shè)置一個(gè)或多個(gè)，在同一時(shí)刻，以最大翹曲度作為控制依據(jù)。
[0008]所述步驟2中，測(cè)溫機(jī)構(gòu)為紅外測(cè)溫儀，采用一個(gè)測(cè)溫探頭，則測(cè)量鋼板上表面中心溫度，以此進(jìn)行溫度閉環(huán)控制。
[0009]所述步驟2中，測(cè)溫機(jī)構(gòu)為紅外測(cè)溫儀，采用多個(gè)測(cè)溫探頭，則以測(cè)量鋼板上表面中心溫度探頭的溫度進(jìn)行閉環(huán)控制，兩側(cè)溫度僅作為局部冷卻調(diào)節(jié)的依據(jù)。
[0010]一種鋼板板形預(yù)檢和初始溫度控制裝置，包括板形預(yù)檢機(jī)構(gòu)、測(cè)溫機(jī)構(gòu)、溫度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、智能處理單元和PLC控制系統(tǒng)，所述板形預(yù)檢機(jī)構(gòu)、測(cè)溫機(jī)構(gòu)、溫度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)依次安裝于爐前輥道上，板形預(yù)檢機(jī)構(gòu)和測(cè)溫機(jī)構(gòu)安裝于支架上并且位于溫度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)前方，支架位于爐前輥道上方；所述溫度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括補(bǔ)熱感應(yīng)器和冷卻系統(tǒng)；所述板形預(yù)檢機(jī)構(gòu)和測(cè)溫機(jī)構(gòu)輸出接智能處理單元，智能處理單元輸出接PLC控制系統(tǒng)，PLC控制系統(tǒng)輸出控制溫度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。
[0011]所述補(bǔ)熱感應(yīng)器為上下分體式補(bǔ)熱感應(yīng)器，下補(bǔ)熱感應(yīng)器安裝于補(bǔ)熱感應(yīng)器支架上，上補(bǔ)熱感應(yīng)器安裝于高度調(diào)節(jié)支架上。
[0012]所述冷卻系統(tǒng)安裝于補(bǔ)熱感應(yīng)器內(nèi)，冷卻系統(tǒng)為吹氣冷卻或水冷塊接觸式冷卻。
[0013]本發(fā)明的鋼板板形預(yù)檢和初始溫度控制方法和裝置，可對(duì)鋼板初始溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，保證鋼板在進(jìn)入感應(yīng)加熱爐前溫度處于設(shè)定范圍，簡(jiǎn)化了鋼板感應(yīng)加熱工藝，有利于加熱工藝的穩(wěn)定和固化。另外，通過(guò)板形預(yù)檢，當(dāng)鋼板翹曲量超過(guò)設(shè)定值、不滿足入爐要求時(shí)，對(duì)后續(xù)工藝提前發(fā)出信號(hào)，為后續(xù)工藝處理模式的選擇提供判斷依據(jù)，從而有利于工序間的銜接和穩(wěn)定。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:
I)可對(duì)鋼板初始溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，使進(jìn)入感應(yīng)加熱爐的鋼板初始溫度基本一致，感應(yīng)加熱工藝相對(duì)穩(wěn)定，有利于簡(jiǎn)化操作工藝。
[0015]2)具有加熱和冷卻調(diào)節(jié)功能，控制方法比較靈活，對(duì)鋼板初始溫度調(diào)節(jié)范圍較廣，可處理不同工況條件下的來(lái)料鋼板，提高了設(shè)備兼容性。
[0016]3)板形預(yù)檢功能為后續(xù)處理工藝的選擇提供了判斷依據(jù)，有利于生產(chǎn)工藝的銜接和設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行。
[0017]4)設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，可根據(jù)實(shí)際情況靈活應(yīng)用。
[0018]采用本發(fā)明的鋼板板形預(yù)檢和初始溫度控制方法及裝置，能實(shí)現(xiàn)移動(dòng)鋼板的在線板形預(yù)檢和初始溫度調(diào)節(jié)功能，具有快速剔除異常鋼板，并統(tǒng)一鋼板的初始溫度，不僅有利于生產(chǎn)工藝的穩(wěn)定和優(yōu)化，而且可促進(jìn)生產(chǎn)工序的銜接和產(chǎn)線節(jié)奏的快速匹配，有利于提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，具有廣闊的應(yīng)用前景。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1為本發(fā)明鋼板板形預(yù)檢和初始溫度控制方法流程圖；
圖2為本發(fā)明鋼板板形預(yù)檢和初始溫度控制裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為板形預(yù)檢機(jī)構(gòu)和測(cè)溫機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為溫度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5為溫度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)左視示意圖；
圖6為冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
圖7為溫度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)立體示意圖。
[0020]圖中:I鋼板，2爐前輥道，3板形預(yù)檢機(jī)構(gòu)，4測(cè)溫機(jī)構(gòu)，5溫度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，6支架；51補(bǔ)熱感應(yīng)器，52冷卻系統(tǒng)，53補(bǔ)熱感應(yīng)器支架，54高度調(diào)節(jié)支架，511上補(bǔ)熱感應(yīng)器，512下補(bǔ)熱感應(yīng)器。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0022]參見(jiàn)圖2至圖7，一種鋼板板形預(yù)檢和初始溫度控制裝置，包括板形預(yù)檢機(jī)構(gòu)3、測(cè)溫機(jī)構(gòu)4、溫度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)5、智能處理單元(圖中未示出)和PLC控制系統(tǒng)(圖中未示出)；所述板形預(yù)檢機(jī)構(gòu)3、測(cè)溫機(jī)構(gòu)4、溫度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)5依次安裝于爐前輥道2上，板形預(yù)檢機(jī)構(gòu)3和測(cè)溫機(jī)構(gòu)4安裝于支架6上并且位于溫度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)5前方，支架6位于爐前輥道2上方。所述板形預(yù)檢機(jī)構(gòu)3包括位移傳感器，位移傳感器設(shè)置為一個(gè)或多個(gè)。所述測(cè)溫機(jī)構(gòu)4包括紅外測(cè)溫儀，紅外測(cè)溫儀設(shè)置為一個(gè)或多個(gè)。所述溫度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)5包括補(bǔ)熱感應(yīng)器51和冷卻系統(tǒng)52 ;所述補(bǔ)熱感應(yīng)器51為上下分體式補(bǔ)熱感應(yīng)器，下補(bǔ)熱感應(yīng)器512安裝于補(bǔ)熱感應(yīng)器支架53上，上補(bǔ)熱感應(yīng)器511安裝于