CN104451117A - 一种淬火板板形控制方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种金属板材淬火板形控制方法及装置，所述方法通过辊式淬火机上压辊压下压住钢板，同时调整前后辊组线速度使之产生微小速度差，从而在淬火金属板材内产生微张力，利用微张力控制淬火金属板材板形。采用上述控制方法，实现的装置包括机架、压下装置、上压辊、输送辊道、上下喷水冷却装置、传动装置等，上下喷水冷却装置布置在前后辊组之间；上压辊通过压下装置可单独压下调整；每个辊组的输送辊及对应的上压辊单独驱动或成组驱动，前后辊组独立驱动。根据本发明的淬火方法和装置可改善淬火板板形，提高淬火板质量。

Description

一种淬火板板形控制方法和装置

技术领域

本发明属于金属板材淬火技术领域，尤其涉及一种淬火板板形控制方法及其装置。 

背景技术

淬火是提高金属材料强度的重要热处理手段。对金属板材而言，一般采用辊式淬火机进行连续淬火。辊式淬火机主要由机架、输送辊道及其传动装置、上压辊及其压下装置和布置在辊间喷水系统等组成。上横梁和下横梁连接左右两个立柱，输送辊道和上压辊安装在立柱之间，其中每根上压辊安装在纵梁上，由压下装置控制上压辊压下，输送辊道和上压辊的传动装置采用集中传动。淬火时，加热后的金属板材连续通过辊式淬火机进行喷水冷却，通过控制金属板材温度，而获得所要求组织的淬火板材。 

现有辊式淬火机控制淬火板材板形手段有限，主要通过控制淬火板材运行速度、改变喷嘴喷水强度及其分布，然而由于冷却水在钢板上表面分布及流动的随机性，导致板形控制难度大。在整个板材的长度方向，板材变形(或抑制变形)主要有两个区域。 

前后两辊间的板材变形：喷水冷却系统在板材上下表面的喷射点位于同一竖直面上，同时控制上下表面的喷射水量，希望减少上下表面的温度差来控制板形。但由于金属板材上下表面换热条件以及横向换热的差异，导致金属板材冷却不均匀产生的热应力和淬火相变产生的组织应力交互作用，使板材在淬火时内应力分布不均产生变形。 

上下两辊压点处的板材变形：将上压辊与输送辊道之间的辊缝设定值接近于板材的厚度来抑制板材的变形。但辊缝太大，则起不到约束的作用，辊缝太小，经淬火变形后的板材又难以通过淬火机。因此现有辊式淬火机，通过压下装置使得上压辊尽量靠近淬火板上表面，以起到挡水作用，同时对抑制板形也起到一定的作用。 

板材变形后，后续冷却过程中的上下喷射点就不在同一竖直面，因此导致后续的冷却又加剧了板材的变形，产生瓢曲及浪形，严重影响钢板的最终板形，由此影响质量合格率，同时也给企业造成极大地经济损失。 

发明内容

鉴于上述，本发明的目的在于提供一种淬火板型控制方法及其设备，用于解决现有技术中淬火板材形变的技术问题。 

本发明提供了一种淬火板形控制方法，适用于辊式淬火设备，辊式淬火设备包括至少两组压辊，每组压辊包括上压辊和下方输送辊，调整各组淬火机上压辊压力及压辊组的线速度，使得金属板材在正常淬火工艺条件下，使得前后压辊组之间产生微小速度差，在金属板材内部产生微张力，通过微张力控制淬火金属板材的板形。 

作为优选，调整前后压辊组的辊径尺寸和/或转速来调整该辊子的线速度。 

作为优选，前后压辊组辊速差在0～10％之间。 

作为优选，调整淬火机上压辊向下压力，相邻上压辊的压下压力相等或随板材运输走向逐渐增大。 

作为优选，每根上压辊施加在金属板材的压力在1kN～200kN之间。 

微张力板形控制的金属板材淬火装置，采用上述的淬火板形控制方法，淬火装置包括机架、压下装置、上压辊、输送辊道、上喷水冷却装置、下喷水冷却装置、传动装置，输送辊道安装在辊道底座上，上压辊由压下装置控制压下；上喷水冷却装置布置在前后上压辊之间，下喷水冷却装置布置在前后输送辊道之间。 

作为优选，压下装置，包括升降装置、纵梁、压下缸，纵梁通过机架上的升降装置调整高度，每根上压辊通过安装在纵梁上的短行程压下缸单独压下。 

作为优选，下输送辊及对应的上压辊构成一个压辊组，每个压辊组的输送辊及对应的上压辊采用单独驱动或成组驱动，前后辊组独立驱动。 

作为优选，前后压辊组辊速差在0～10％之间。 

作为优选，上压辊向下压力，相邻上压辊的压下压力相等或随板材运输走向逐渐增大。 

与现有技术相比，本发明通过淬火机上压辊以一定压力压住淬火板，利用前后辊道速度差，对淬火板施加压力及微张力，来抑制淬火板变形，同时微张力改善淬火过程中淬火金属板材内的应力分布，进而改善并控制板材淬火的板形，可有效控制淬火后的金属板材变形，淬火板变形可减小30％～50％。同时微张力的施加弱化了淬火喷水状态对板形的影响，使得淬火机调整更容易。 

附图说明

图1显示为本发明的淬火微张力板形控制方法的示意图。 

图2为本发明的实施例1中的金属板材淬火机的结构示意图； 

图3为图2的N向视图； 

图4为图3中I的放大视图； 

图5为本发明实施例2的结构示意图； 

零件标号说明 

1－板材， 

2－淬火上喷嘴喷射水流， 

3－上压辊， 

4－输送辊， 

5-机架， 

6-升降装置， 

7-立柱， 

8-上横梁， 

9-纵梁， 

10-压下缸， 

11-传动装置， 

12－压下装置。 

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。 

实施例1 

根据本发明的金属板材1淬火微张力板形控制方法，通过调整淬火机上压辊3压力及输送辊4的线速度，使得在淬火金属板材1在淬火机前后辊的辊子线速度差为0～10％，进而在淬火金属板材1内部会产生微张力。通过微张力改善淬火金属板由于淬火冷却不均产生的热应力及相变不同时性产生的组织应力分布，从而可改善淬火金属板材1平直度，提高了淬火板质量。 

在本实施例的方法中，可通过调整淬火机输送辊4和上压辊3辊径尺寸和/或调整各个辊子转速来调整该区域辊子的线速度。 

根据附图1所示，在本实施例中，金属板材1淬火机冷却段设备包括12个辊径相同辊子，每个辊子的转动方向如图1所示的逆时针转动，淬火金属板材1沿由左至右的方向运行。沿金属板材1运行方向布置的上述12个输送辊4依次记为第一辊、第二辊、第三辊、第四辊、 第五辊、第六辊、第七辊、第八辊、第九辊、第十辊、第十一辊、第十二辊，它们的速度依次记为V1、V2、V3、V4、V5、V6、V7、V8、V9、V10、V11和V12，它们的上压辊3压力依次记为P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7、P8、P9、P10、P11和P12。如需给位于淬火机第四至第七辊之间的淬火板施加微张力，则调整第四～第七个下输送辊4及对应上压辊3的转速，使得V1＝V2＝V3≤V4≤V5≤V6≤V7≤V8＝V9＝V10＝V11＝V12。 

在根据本实施例的淬火微张力板形控制方法中，同时调整第四至第七上压辊3压下压住钢板，其压力依此计为P4、P5、P6、P7，使其相邻上压辊3压力相等或逐渐增加。 

从而使得处于淬火机第四～七辊子每两根辊子之间的淬火金属板材1内产生微张力，由于微张力的存在，从而改善淬火金属板内热应力及相变压力的分布，提高了淬火金属板的板形，提高了淬火板质量。按照本实施例的控制方法，可有效控制淬火后的金属板材1变形，与现有传统淬火机相比，淬火板不平度可减小30％～50％。 

根据附图2、3所示，本实施例提供了一种微张力板形控制淬火机，输送辊4道安装在辊道底座上，上压辊3由升降装置6控制压下；前后两根上压辊3的压下力相等或逐渐增大；喷水冷却装置2布置在上压辊3前后两根辊子和输送辊4道前后两根辊子之间；上压辊3和输送辊4道采用传动装置11单独驱动即每根辊子由一台电机驱动，或对应上下辊子成组驱动即上下两根辊子采用同一台电机驱动，前后两组间存在线速度差，线速度差为0～10％。 

根据附图2、3所示，淬火机包括左右立柱7、上横梁8、升降装置6、压下缸10、纵梁9、上压辊3、传动装置11、输送辊4道、下横梁和喷水冷却装置2；左右立柱7、上横梁8和下横梁组成封闭式机架5；升降装置6安装在上横梁8上，传动辊道和上压辊3安装在左右立柱7之间。上压辊3和传动辊道采用单独传动，通过前后两辊的速度差实现两辊间板材1的微张力。上压辊3安装在纵梁9上，通过安装在纵梁9上的压下缸10实现每根上压辊3的单独压下，每根辊子的压下力根据微张力大小通过压下缸10单独调整，纵梁9和升降装置6之间安装有压下缸10，上述的压下缸10和上压辊3安装整体的纵梁9上，通过升降装置6实现整个上压辊3的整体压下，通过压下缸10实现事故的快开动作；喷水冷却装置2布置在在上压辊3前后两根辊子和输送辊4道前后两根辊子之间，用于淬火板材1。 

根据图2所示，板材1从左至右运行，根据淬火工艺要求和来料板材1的规格，要求图2中任前一组上压辊3’和输送辊4’与后一组上压辊3”和输送辊4”之间存在微小张力，则驱动升降装置6至辊缝值附近，在通过压下缸10精确调整辊缝，同时调整辊3’、4’、3”、4”的辊道线速度V，使得V3’＝V4’，V3”＝V4”，V4”＝(1.0～1.1)V4’。当淬火冷却时，微张力的存在将改变原有的冷却不均匀产生的热应力和淬火相变产生的组织 应力的交互作用，减少和抑制板材1的变形。 

实施例2 

与实施例1采用的结构不同，实施例1为整体升降+短行程缸单独压下，本实施例为长行程缸单独调整。 

本实施例的微张力板形控制淬火机的实如图5所示(本示意图仅示出需要微张力控制前后两组辊子)，包括上压辊3’、3”、输送辊4’、4”、机架5装配、压下装置12和喷水冷却装置2组成，所述上压辊3’、3”和输送辊4’、4”安装在机架5装配中，通过压下装置12直接控制上压辊3压下，压下装置12兼起压下和事故快开的作用。上压辊3’、3”和输送辊4’、4”采用单独传动，通过前后两辊的速度差实现两辊间板材1的微张力。喷水冷却装置2布置在在上压辊3前后两根辊子和输送辊4道前后两根辊子之间，用于淬火板材1。 

根据图5所示，板材1从左至右运行，根据淬火工艺要求和来料板材1的规格，要求前一组上压辊3’和输送辊4’与后一组上压辊3”和输送辊4”之间存在微小张力，则驱动压下装置12直接控制上压辊压下，压下装置的油缸兼起压下和事故快开的作用。同时调整辊3’、4’、3”、4”的辊道线速度V，使得V3’＝V4’，V3”＝V4”，V4”＝(1.0～1.1)V4’。当淬火冷却时，微张力的存在将改变原有的冷却不均匀产生的热应力和淬火相变产生的组织应力的交互作用，减少和抑制板材1的变形。 

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。 

Claims (10)

1.一种淬火板形控制方法，适用于辊式淬火设备，所述辊式淬火设备包括至少两组压辊，每组压辊包括上压辊和下方输送辊，其特征在于，调整各组淬火机上压辊压力及压辊组的线速度，使得金属板材在正常淬火工艺条件下，使得前后压辊组之间产生微小速度差，在金属板材内部产生微张力，通过微张力控制淬火金属板材的板形。

2.根据权利要求1所述的淬火板形控制方法，其特征在于，调整前后压辊组的辊径尺寸和/或转速来调整该辊子的线速度。

3.根据权利要求2所述的淬火板形控制方法，其特征在于，所述前后压辊组辊速差在0～10％之间。

4.根据权利要求1所述的淬火板形控制方法，其特征在于，调整淬火机上压辊向下压力，相邻上压辊的压下压力相等或随板材运输走向逐渐增大。

5.根据权利要求4所述的淬火板形控制方法，其特征在于，所述每根上压辊施加在金属板材的压力在1kN～200kN之间。

6.微张力板形控制的金属板材淬火装置，采用权利要求1-5任一所述的淬火板形控制方法，其特征在于，包括机架、压下装置、上压辊、输送辊道、上喷水冷却装置、下喷水冷却装置、传动装置，所述的输送辊道安装在辊道底座上，上压辊由压下装置控制压下；上喷水冷却装置布置在前后上压辊之间，下喷水冷却装置布置在前后输送辊道之间。

7.根据权利要求6所述的金属板材淬火装置，其特征在于，所述压下装置，包括升降装置、纵梁、压下缸，纵梁通过机架上的升降装置调整高度，每根上压辊通过安装在纵梁上的压下缸单独压下。

8.根据权利要求6所述的金属板材淬火装置，其特征在于，所述下输送辊及对应的上压辊构成一个压辊组，每个压辊组的输送辊及对应的上压辊采用单独驱动或成组驱动，前后辊组独立驱动。

9.根据权利要求8所述的金属板材淬火装置，其特征在于，所述前后压辊组辊速差在0～10％之间。

10.根据权利要求7所述的金属板材淬火装置，其特征在于，所述上压辊向下压力，相邻上压辊的压下压力相等或随板材运输走向逐渐增大。