CN109777946A - 一种板带连续热处理的生产系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及板带热处理技术领域，一种板带连续热处理的生产系统，包括有用于钢卷开卷的开卷机，开卷机水平方向依次设有第一矫直机、用于分段处理的分段剪、用于辊道上平移钢板的第一横移步进梁、进加热炉前用于板带表面清理的抛丸机、用于淬火或正火加热的无氧化加热炉、用于淬火或加速正火的冷却装置、用于冷却后钢板矫直的第二矫直机、用于回火炉入口辊道上平移钢板的第二横移步进梁、回火加热炉、用于钢卷定尺切割的定尺剪和用于卷取板带的卷取机，通过连续热处理机制，使钢板余温回火，减少加热炉能耗和在炉时间，提高了生产的效率。

Description

一种板带连续热处理的生产系统

技术领域

本发明涉及板带热处理技术领域，特别是涉及一种板带连续热处理的生产系统。

背景技术

近年来随节能减排压力和企业经营的需要，工程机械、汽车等行业对高强钢需求不断增加，以降低车辆重量减少排放、延长使用寿命。高强钢的开发可以通过添加合金元素实现，相对成本较高；为降低合金元素用量，减少成本，近些年通过TMCP(控制轧制和控制冷却技术)技术生产高强钢成为主流，即在线的控制轧制和快速冷却相结合，得到理想的强韧性良好的高强钢产品。TMCP生产高强钢产品性能均匀性不及离线热处理产品，其加热、轧制、冷却、矫直等流程较长，钢板温度均匀性与离线热处理无法相比，产品性能波动较离线热处理更大。

对于热轧卷而言，在线快速冷却生产的高强钢受到卷取机能力限制，卷取和开平、矫直都很困难，因此，热轧高强钢生产难度很大。对此，热轧板卷的热处理生产工艺对生产性能均匀的高强钢产品具有较明显的优势，对化学成分合格的高强钢进行普通的轧制获得较低强度级别的热轧钢卷，后期利用离线热处理获得满足性能要求的高强钢产品，传统的热处理缺点在于线钢卷开卷、分段、淬火、回火等工序较多且不连贯，生产周期长，生产效率较低，浪费能源，成本较高。

发明内容

本发明的目的是提供一种板带连续热处理的生产系统，解决当前热处理线生产工序割裂、生产效率低下及高强钢生产的难题，显著提升高性能钢板或钢卷产品的生产效率。

为了解决上述问题，本发明提供一种板带连续热处理的生产系统，其特征在于，包括有：用于钢卷开卷的开卷机，开卷机输出端的水平方向且同一直线上依次设置有用于开卷后钢板矫直的第一矫直机、进加热炉前用于板带表面清理的抛丸机、用于淬火或正火加热的无氧化加热炉、用于淬火或加速正火的冷却装置、用于冷却后钢板矫直的第二矫直机、回火加热炉和用于卷取板带的卷取机，所述冷却设备包括有压紧辊和冷却喷嘴。

进一步地，所述第一矫直机和抛丸机之间设有用于分段处理的分段剪、用于辊道上平移钢板的第一横移步进梁，分段剪设置在第一矫直机的输出端，第一横移步进梁对应设置在分段剪的输出端与抛丸机输入口之间，运作过程中板形不良出现卡钢等事故时，分段剪还可切断钢卷，减少事故损失。

进一步地，所述无氧化加热炉的加热方式采用辐射管加热、火焰加热或感应加热其中一种或多种，更好满足不同条件使用的需求。

进一步地，所述无氧化加热炉分为加热段和保温段，钢材在加热段直通式加热，在保温段钢材进行炉内摆动均热，减少了钢材温度的损失，后续回火加热时更快达到温度，通过连续加热，使钢材性能更高，实现能耗的降低。

进一步地，所述冷却喷嘴分为高压喷射段、低压喷射段和低压水雾段，实现淬火、加速正火功能。

进一步地，所述第二矫直机和回火加热炉之间设有第二横移步进梁，第二横移步进梁的位置设置在第二矫直机的输出端和回火加热炉的输入口之间，用于将矫直机的钢板平移到回火加热炉入口。

进一步地，所述回火加热炉采用辐射管加热、火焰加热或感应加热其中一种或多种方式加热，回火加热炉内设有氮气或氩气，通过加入惰性气体避免氧气过多产生爆炸，同时提高钢材的韧性。

进一步地，所述回火加热炉和卷取机之间设有定尺剪，所述定尺剪的位置设置在回火加热炉的输出端和卷取机的输入口之间，用于剪切用户要求尺寸。

有益效果：

1、该多功能连续热处理装置可通过不同热处理工艺制度，实现了板带的全连续热处理，热处理各工序得到了有效关联，连续热处理和多排钢板热处理的生产模式大幅提高了生产效率，降低了生产成本；

2、通过常规轧制结合本发明进行高强钢生产能有效解决高强钢生产过程中板形不良、卷取开卷困难等问题；

3、利用钢板余温回火，减少了加热炉能耗和在炉时间，提高效率，节能环保。

附图说明

图1是本发明实施例中的板带连续热处理的生产系统示意图；

图中，1-开卷机；2-第一矫直机；3-分段剪；4-第一横移步进梁； 5-抛丸机；6-无氧化加热炉；7-冷却装置；8-第二矫直机；9-第一横移步进梁；10-回火加热炉；11-定尺剪；12-卷取机；13-压紧辊；14-冷却喷嘴。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是本发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

结合图1所示，示意性地显示了本发明实施例的一种板带连续热处理的生产系统，该连续热处理生产系统包括用于钢卷开卷的开卷机 1，开卷机1输出端的水平方向且同一直线上依次设置有用于开卷后钢板矫直的第一矫直机2、分段剪3、用于辊道上平移钢板的第一横移步进梁4、进加热炉前用于板带表面清理的抛丸机5、用于淬火或正火加热的无氧化加热炉6、用于淬火或加速正火的冷却装置7、用于冷却后钢板矫直的第二矫直机8、用于回火炉入口辊道上平移钢板的第二横移步进梁9、回火加热炉10、用于钢卷定尺切割的定尺剪 11和用于卷取板带的卷取机12，所述冷却设备7包括有压紧辊13和冷却喷嘴14，冷却喷嘴14分为高压喷射段、低压喷射段和低压水雾段，实现淬火、加速正火功能。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

5～20mm厚的钢卷经开卷机1开卷后送至第一矫直机2矫平，不需开卷的钢板5～100mm或钢卷直接送至第一矫直机2矫平，从分段剪3通过；

矫直后的钢卷可直接送至抛丸机5表面清理；如需分段进行热处理的钢卷则经分段剪3分切成需要的长度尺寸3～26m，通常分段剪3 起到对钢卷进行分段的作用，当热处理的钢卷产品淬火过程出现板形不良卡钢等事故时，分段剪3用于切断钢卷，减少事故损失。

根据产品宽度规格、热处理炉宽度及与回火炉产能配合确定单排或多排进行热处理生产；多排布置的钢板由分段剪3后的第一横移步进梁4或可实横移功能的类似装置传送；

钢卷或分段后的钢板送入抛丸机5进行表面清理，抛丸速度 0.1-20m/min，抛丸后的钢板进入无氧化热处理炉6加热，加热炉长度30-100m，宽度1800～5000mm，加热温度600～1000℃，热处理炉可以是辐射管加热、火焰加热或感应加热，加热炉沿长度方向分加热段和保温段，钢板或钢卷可从加热炉中直通式加热，保温段钢板也可在炉内摆动均热；

加热炉后布置辊压式冷却装置7，该冷却装置7可实现淬火、加速正火功能，装置宽度1800-5000mm，沿长度方向分三段构成：高压喷射段4-8bar、低压喷射段1-3bar和低压水雾段1-3bar。淬火时，关闭低压水雾段，打开高压、低压喷射段，钢卷、单排或多排钢板从辊压式多功能冷装置中匀速通过，冷却过程夹紧辊控制钢板冷却变形；加速正火时，关闭高压、低压喷射段，打开低压水雾段，钢板或钢卷匀速通过水雾冷却区，实现加速正火冷却功能；常规正火冷却时，冷却设备上部喷嘴框架打开，加热后板卷从冷却设备空过，冷却装置辊道速度范围0.5-30m/min，钢板冷却速度1-60℃/s，终冷温度50～600℃。

冷却后板形不良的钢板或钢卷经第二矫直机8矫直后送入回火炉10，可利用淬火后余温，减少回火炉10能耗。通常回火炉10生产节奏较慢，为提高生产效率，回火炉入口带有第二横移步进梁9，可控制回火炉10工序进炉钢板的排数，通常进回火炉10钢板的排数不小于淬火加热炉入炉6钢板排数，以此保证上下游工序物流合理匹配；回火炉10可通过感应加热、火焰加热或辐射管加热，内通氮气或氩气保护，加热温度在100～700℃。

回火出炉后钢卷或钢板根据用户预设尺寸通过定尺剪11进行定尺切割，不需要切割的钢卷直接卷取入库。

实施例1

8mm厚1800mm宽的屈服强度900MPa级高强钢经开卷机1开卷后送至第一矫直机2矫平，经分段剪3分切成15m长的钢板；

采用两列钢板进炉生产，由分段剪3分段后的第一横移步进梁4 实现两列并排进炉的功能；

分段后的钢板送入抛丸机5进行表面清理，抛丸速度3m/min。抛丸后的钢板进入无氧化热处理炉6加热，加热炉长度50m，宽度 4800mm，加热温度930℃，采用辐射管加热，加热炉沿长度方向分加热段和保温段，保温段钢板在炉内摆动均热，钢板在炉时间25min；

加热炉后布置辊压式多功能冷却装置7，装置宽度4800mm，调节高压喷射段压力8bar、低压喷射段压力3bar和低压水雾段压力 3bar，关闭低压水雾段，打开高压、低压喷射段，钢板从辊压式多功能冷却装置7中匀速通过，辊道速度28m/min，冷却速度48℃/s，终冷温度330℃，冷却过程压紧辊13压紧控制钢板冷却变形。

冷却后钢板进矫直机矫直，矫直后钢板由横移步进梁实现3列进回火炉同时加热，以此实现回火炉与淬火炉物流的良好匹配，进回火炉前钢板温度约300℃，回火炉加热至580℃，回火炉辐射管加热，内通氮气保护，在炉时间30min。

回火出炉后钢板按用户尺寸要求定尺剪11切割，下线入库，完成热处理工艺。

实施例2

5mm厚度、2800mm宽度热轧卷经开卷机1开卷后送至第一矫直机2矫平，然后送入抛丸机5进行表面清理，抛丸速度5m/min；

抛丸后的钢板进入无氧化热处理炉6连续加热，加热炉长度 100m，宽度3000mm，热处理炉通过感应加热快速升温至910℃，沿长度方向分加热段和保温段，钢卷从加热炉中直通式加热，辊道速度 5m/min；

加热炉后布置辊压式多功能冷却装置7，宽度3000mm，沿长度方向分三段构成：高压喷射段压力6bar、低压喷射段压力2bar和低压水雾段2bar。关闭低压水雾段，低压喷射段，打开高压喷射段，钢卷从辊压式多功能冷却装置7中匀速通过，辊道速度5m/min，冷却过程压紧辊13压紧控制钢板冷却变形，钢板冷却速度大于30℃/s，终冷温度270℃。

冷却后钢卷经矫直机矫直后送入回火炉10快速回火，进炉时钢板温度220℃，回火炉感应加热，内通氮气保护，加热温度在400℃，在炉时间8min。

回火出炉后钢卷根据用户要求尺寸进行定尺切割，入库。

实施例3

20mm厚、2000mm宽、18m长的Q345钢板送至第一矫直机2 矫平，送入抛丸机5进行表面清理，抛丸速度8m/min；

抛丸后的钢板2列进入无氧化热处理炉6加热，加热炉长度38m，宽度4200mm，加热温度900℃，采用辐射管加热，加热炉沿长度方向分加热段和保温段，保温段钢板在炉内摆动均热，钢板在炉时间 40min；

加热炉后布置辊压式多功能冷却装置7，设备宽度4200mm，低压水雾段压力2bar，钢板从辊压式多功能冷却设备中匀速通过完成加速正火处理，速度15m/min，水雾冷却速度5.5℃/s，终冷温度550℃。也可空过多功能冷却装置7，进行常规正火空冷。

冷却后钢板进第二矫直机9矫直后定尺切割，下线入库。

应当理解的是，本发明中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本发明范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种板带连续热处理的生产系统，其特征在于，包括有：开卷机(1)，开卷机(1)输出端的水平方向且同一直线依次设置第一矫直机(2)、抛丸机(5)、无氧化加热炉(6)、冷却装置(7)、第二矫直机(8)、回火加热炉(10)和卷取机(12)，所述冷却设备(7)包括有压紧辊(13)和冷却喷嘴(14)。

2.如权利要求1所述的板带连续热处理的生产系统，其特征在于，所述第一矫直机(2)和抛丸机(5)之间设有分段剪(3)、第一横移步进梁(4)，分段剪(3)设置在第一矫直机(2)的输出端，第一横移步进梁(4)对应设置在分段剪(3)的输出端与抛丸机(5)输入口之间。

3.如权利要求1所述的板带连续热处理的生产系统，其特征在于，所述无氧化加热炉(6)的加热方式采用辐射管加热、火焰加热或感应加热其中一种或多种。

4.如权利要求3所述的板带连续热处理的生产系统，其特征在于，所述无氧化加热炉(6)分为加热段和保温段。

5.如权利要求1所述的板带连续热处理的生产系统，其特征在于，所述冷却喷嘴(14)分为高压喷射段、低压喷射段和低压水雾段。

6.如权利要求1所述的板带连续热处理的生产系统，其特征在于，所述第二矫直机(8)和回火加热炉(10)之间设有第二横移步进梁(9)，第二横移步进梁(9)的位置设置在第二矫直机(8)的输出端和回火加热炉(10)的输入口之间。

7.如权利要求6所述的板带连续热处理的生产系统，其特征在于，所述回火加热炉(10)采用辐射管加热、火焰加热或感应加热其中一种或多种方式加热，回火加热炉(10)内设有氮气或氩气。

8.如权利要求1所述的板带连续热处理的生产系统，其特征在于，所述回火加热炉(10)和卷取机(12)之间设有定尺剪(11)，所述定尺剪(11)的位置设置在回火加热炉(10)的输出端和卷取机(12)的输入口之间。