一种基于辊式淬火机的钢板控温淬火方法技术

本发明专利技术属于钢板热处理技术领域，涉及一种基于辊式淬火机的钢板控温淬火方法。该方法包括：喷嘴布置方法、间歇喷水方法、钢板加减速控制方法和区域残水控制方法，所述喷嘴布置方法将粗调冷却区和精调冷却区相结合，同时提高钢板冷却效率和终冷控温精度；所述间歇喷水方法在重新均匀分布钢板温度场的同时快速清除热交换后的冷却水，实现均匀有序换热；所述钢板加减速控制方法通过控制钢板速度实现头部、尾部均匀冷却，提高整板冷却均匀性；所述区域残水控制方法利用气刀、压辊等方式实现钢板表面流量分区。本发明专利技术解决钢板控温淬火过程中高效率冷却、高均匀性冷却、高平直度冷后板形控制难题，满足10～100mm钢板控温淬火工艺需要。

【技术实现步骤摘要】
一种基于辊式淬火机的钢板控温淬火方法
本专利技术属于钢板热处理
，涉及一种基于辊式淬火机的钢板控温淬火方法。
技术介绍
控温淬火指需要热处理的钢板在正火后，采用加速冷却方式，通过控制冷速和终冷温度控制相变，抑制微合金碳氮化物长大，细化晶粒和析出物，进而提高钢板强韧性的一种热处理工艺。有别于钢板淬火工艺，控温淬火后钢板温度一般在400℃以上。控温淬火广泛应用于桥梁钢、高强船板、高性能建筑结构用钢、高强结构钢、压力容器用钢等板材产品热处理生产中，其优点是①提高钢材强度、冲击韧性，②适量减少钢板中微合金元素添加，提高焊接性能，③挽救在线TMCP工艺生产的性能不合的产品，④减小热处理厂冷床压力，提高综合成材率。目前，实现钢板控温淬火主要有两种方式，一种为传统方式，即在正火炉后配置常规层流冷却装置，通过控制集管开启个数、水量、辊速控制终冷温度，实现钢板温降。这种方式冷却效率低、冷后钢板温度均匀性差、控温精度低、板形差。另一种是在辊式淬火机上实现控温淬火，利用辊式淬火机低压冷却区完成与常规层流冷却相似的功能。这种方式的优点是：①辊式淬火机上辊系能有效约束冷却钢板变形，冷后钢板板形有改善；②辊式淬火机挡水辊能实现钢板表面流量分区，提高钢板终冷温度控制精度。然而，现有辊式淬火机设备配置和控制主要针对钢板快速冷却至常温的淬火功能，控温淬火过程钢板温度精确控制、钢板整板温度均匀性控制难度大，无法满足日益苛刻的板形、性能和性能均匀性的用户需求。现有专利中，中国专利申请(公开号CN105803175A)提出一种利用正火炉后配置的常规层流冷却装置，结合连铸坯TMCP控轧工艺，获得一种低压缩比特厚EH36船板钢的制备方法。该方法主要公开所述EH36船板钢制备工艺流程和工艺控制参数，并未提及如何通过所述的常规层流冷却装置提高钢板控温淬火精度和钢板均匀性。中国专利申请(公开号CN104263905A)提出一种利用淬火机装置实施海工板NAC工艺的控制方法。该方法主要针对海工钢板，给出冷却规程，适用范围有限。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术的目的是提供一种基于辊式淬火机的钢板控温淬火方法，解决钢板控温淬火过程中高效率冷却、高均匀性冷却、高平直度冷后板形控制难题，满足10～100mm钢板控温淬火工艺需要。本专利技术的技术方案是：一种基于辊式淬火机的钢板控温淬火方法，该方法包括：喷嘴布置方法、间歇喷水方法、钢板加减速控制方法和区域残水控制方法，其中：所述喷嘴布置方法指辊式淬火机低压冷却区(24)由粗调冷却区一至五(1～5)和精调冷却区一至八(6～13)组成，粗调冷却区一至五(1～5)与精调冷却区一至四(6～9)交叉布置，精调冷却区五至八(10～13)布置在粗调冷却区五(5)之后；辊式淬火机低压冷却区(24)的入口侧钢板(18)上方设置自激脉冲气刀(17)，辊式淬火机低压冷却区(24)的入口侧钢板(18)上下表面设置入口侧压辊(19)；辊式淬火机低压冷却区(24)的出口侧钢板(18)上方设置自激脉冲气刀(17)，辊式淬火机低压冷却区(24)的出口侧钢板(18)上下表面设置出口侧压辊(20)，辊式淬火机低压冷却区(24)的钢板(18)上下表面均匀设置的挡水辊道(21)。所述的基于辊式淬火机的钢板控温淬火方法，挡水辊道(21)分别布置于：粗调冷却区一至五(1～5)的两根上射流喷嘴(22)、两根下射流喷嘴(23)之间，粗调冷却区一至五(1～5)与精调冷却区一至五(6～10)之间，精调冷却区五至八(10～13)之间。所述的基于辊式淬火机的钢板控温淬火方法，粗调冷却区一至五(1～5)由喷射到钢板(18)上表面的两根上射流喷嘴(22)和喷射到钢板(18)下表面的两根下射流喷嘴(23)组成，上射流喷嘴(22)和下射流喷嘴(23)的一端分别与钢板(18)相对应，上射流喷嘴(22)的另一端通过上管路及控制阀组(14)与低压分流集水管(16)连通，下射流喷嘴(23)的另一端通过下管路及控制阀组(15)与低压分流集水管(16)连通，两根上射流喷嘴(22)、两根下射流喷嘴(23)分别由一套上管路及控制阀组(14)和一套下管路及控制阀组(15)控制供水，上射流喷嘴(22)和下射流喷嘴(23)冷却水均来自低压分流集水管(16)。所述的基于辊式淬火机的钢板控温淬火方法，精调冷却区一至八(6～13)由喷射到钢板(18)上表面的一根上射流喷嘴(22)和喷射到钢板(18)下表面的一根下射流喷嘴(23)组成，上射流喷嘴(22)和下射流喷嘴(23)的一端分别与钢板(18)相对应，上射流喷嘴(22)的另一端通过上管路及控制阀组(14)与低压分流集水管(16)连通，下射流喷嘴(23)的另一端通过下管路及控制阀组(15)与低压分流集水管(16)连通，一根上射流喷嘴(22)、一根下射流喷嘴(23)分别由一套上管路及控制阀组(14)和一套下管路及控制阀组(15)控制供水，上射流喷嘴(22)和下射流喷嘴(23)冷却水均来自低压分流集水管(16)。所述的基于辊式淬火机的钢板控温淬火方法，间歇喷水方法指控温淬火过程中，钢板(18)厚度≤30mm时，开启粗调冷却区一(1)、粗调冷却区三(3)、粗调冷却区五(5)，关闭粗调冷却区二(2)、粗调冷却区四(4)、精调冷却区一至四(6～9)，通过控制精调冷却区五至八(10～13)的开闭，精调钢板(18)终冷温度满足工艺需求；钢板(18)厚度＞30mm且≤60mm时，开启粗调冷却区一(1)、粗调冷却区三(3)、粗调冷却区五(5)、精调冷却区一至四(6～9)，关闭粗调冷却区二(2)、粗调冷却区四(4)，通过控制精调冷却区五至八(10～13)的开闭，精调钢板(18)终冷温度满足工艺需求；钢板(18)厚度＞60mm且≤100mm时，开启粗调冷却区一(1)、粗调冷却区二(2)、粗调冷却区四(4)、粗调冷却区五(5)、精调冷却区一至四(6～9)，关闭粗调冷却区三(3)，通过控制精调冷却区五至八(10～13)的开闭，精调钢板(18)终冷温度满足工艺需求。所述的基于辊式淬火机的钢板控温淬火方法，关闭辊式淬火机低压冷却区(24)某一组或两组以上粗调冷却区或精调冷却区，使钢板(18)在此区间充分返温，均匀化截面温度场分布、提高表面过冷度；关闭某一组或两组以上粗调冷却区或精调冷却区，使钢板(18)表面累积的热交换后冷却水彻底排除，结合辊式淬火机低压冷却区(24)设置的挡水辊道(21)，实现钢板(18)控温淬火过程中表面换热有序控制和分区控制。所述的基于辊式淬火机的钢板控温淬火方法，钢板加减速控制方法指钢板(18)以两倍于控温淬火工艺的运行速度出炉，在钢板(18)头部通过辊式淬火机高压冷却区(25)、到达辊式淬火机低压冷却区(24)入口时，钢板(18)减速运行，直至辊式淬火机低压冷却区(24)的精调冷却区一(6)后挡水辊道(21)处，通过控制减速度使此时钢板(18)达到控温淬火工艺的运行速度，此后钢板(18)微加速通过剩余辊式淬火机低压冷却区(24)，直至完全驶出，钢板(18)微加速加速度通过工艺模型计算出；从而，通过控制钢板(18)加减速，控制钢板(18)头部、尾部冷却时间，减小钢板(18)控温淬火头尾冷却不均现象。所述的基于辊式淬火机的钢板控温淬火方法，1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于辊式淬火机的钢板控温淬火方法，其特征在于，该方法包括：喷嘴布置方法、间歇喷水方法、钢板加减速控制方法和区域残水控制方法，其中：所述喷嘴布置方法指辊式淬火机低压冷却区(24)由粗调冷却区一至五(1～5)和精调冷却区一至八(6～13)组成，粗调冷却区一至五(1～5)与精调冷却区一至四(6～9)交叉布置，精调冷却区五至八(10～13)布置在粗调冷却区五(5)之后；辊式淬火机低压冷却区(24)的入口侧钢板(18)上方设置自激脉冲气刀(17)，辊式淬火机低压冷却区(24)的入口侧钢板(18)上下表面设置入口侧压辊(19)；辊式淬火机低压冷却区(24)的出口侧钢板(18)上方设置自激脉冲气刀(17)，辊式淬火机低压冷却区(24)的出口侧钢板(18)上下表面设置出口侧压辊(20)，辊式淬火机低压冷却区(24)的钢板(18)上下表面均匀设置的挡水辊道(21)。

【技术特征摘要】
1.一种基于辊式淬火机的钢板控温淬火方法，其特征在于，该方法包括：喷嘴布置方法、间歇喷水方法、钢板加减速控制方法和区域残水控制方法，其中：所述喷嘴布置方法指辊式淬火机低压冷却区(24)由粗调冷却区一至五(1～5)和精调冷却区一至八(6～13)组成，粗调冷却区一至五(1～5)与精调冷却区一至四(6～9)交叉布置，精调冷却区五至八(10～13)布置在粗调冷却区五(5)之后；辊式淬火机低压冷却区(24)的入口侧钢板(18)上方设置自激脉冲气刀(17)，辊式淬火机低压冷却区(24)的入口侧钢板(18)上下表面设置入口侧压辊(19)；辊式淬火机低压冷却区(24)的出口侧钢板(18)上方设置自激脉冲气刀(17)，辊式淬火机低压冷却区(24)的出口侧钢板(18)上下表面设置出口侧压辊(20)，辊式淬火机低压冷却区(24)的钢板(18)上下表面均匀设置的挡水辊道(21)。2.根据权利要求1所述的基于辊式淬火机的钢板控温淬火方法，其特征在于，挡水辊道(21)分别布置于：粗调冷却区一至五(1～5)的两根上射流喷嘴(22)、两根下射流喷嘴(23)之间，粗调冷却区一至五(1～5)与精调冷却区一至五(6～10)之间，精调冷却区五至八(10～13)之间。3.根据权利要求1所述的基于辊式淬火机的钢板控温淬火方法，其特征在于，粗调冷却区一至五(1～5)由喷射到钢板(18)上表面的两根上射流喷嘴(22)和喷射到钢板(18)下表面的两根下射流喷嘴(23)组成，上射流喷嘴(22)和下射流喷嘴(23)的一端分别与钢板(18)相对应，上射流喷嘴(22)的另一端通过上管路及控制阀组(14)与低压分流集水管(16)连通，下射流喷嘴(23)的另一端通过下管路及控制阀组(15)与低压分流集水管(16)连通，两根上射流喷嘴(22)、两根下射流喷嘴(23)分别由一套上管路及控制阀组(14)和一套下管路及控制阀组(15)控制供水，上射流喷嘴(22)和下射流喷嘴(23)冷却水均来自低压分流集水管(16)。4.根据权利要求1所述的基于辊式淬火机的钢板控温淬火方法，其特征在于，精调冷却区一至八(6～13)由喷射到钢板(18)上表面的一根上射流喷嘴(22)和喷射到钢板(18)下表面的一根下射流喷嘴(23)组成，上射流喷嘴(22)和下射流喷嘴(23)的一端分别与钢板(18)相对应，上射流喷嘴(22)的另一端通过上管路及控制阀组(14)与低压分流集水管(16)连通，下射流喷嘴(23)的另一端通过下管路及控制阀组(15)与低压分流集水管(16)连通，一根上射流喷嘴(22)、一根下射流喷嘴(23)分别由一套上管路及控制阀组(14)和一套下管路及控制阀组(15)控制供水，上射流喷嘴(22)和下射流喷嘴(23)冷却水均来自低压分流集水管(16)。5.根据权利要求1所述的基于辊式淬火机的钢板控温淬火方法，其特征在于，间歇喷水方法指控温淬火过程中，钢板(18)厚度≤30mm时，开启粗调冷却区一(1)、粗调冷却区三(3)、粗调冷却区五(5)，关闭粗调冷却区二(2)、粗调冷却区四(4)、精调冷却区一至四(6～9)，通过控制精调冷却区五至八(10～13)的开闭，精调钢板(18)终冷温度满足工艺需求；钢板(18)厚度＞30mm且≤60mm时，开启粗调冷却区一(1)、粗调冷却区三(3)、粗调冷却区五(5)、精调冷却区一至四(...

【专利技术属性】
技术研发人员：付天亮，韩毅，王昭东，邓想涛，李勇，李家栋，韩钧，田秀华，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21