CN110129543B - 一种极薄板带钢基于辊压式淬火机的淬火工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及热处理工艺技术领域，尤其涉及一种极薄板带钢基于辊压式淬火机的淬火工艺方法。本淬火工艺方法包括液压压下控制工艺、辊缝控制工艺、辊速控制工艺和水比控制工艺，液压压下控制工艺，通过液压伺服系统控制辊缝和液压压下力，约束板带钢淬火变形；辊缝控制工艺通过调整机架中上下辊间距离，控制板带钢淬火变形的约束力及板带钢上表面水流状态；水比控制工艺通过调节板带钢上、下表面辊压式淬火机各喷嘴水量比，控制板带钢淬火后变形。本发明提高极薄高强板带钢淬火后平直度，提高板带钢淬火均匀性和平直度，有效消除板带钢淬火变形，消除边浪、中浪等板带钢淬火板形问题，改善板带钢淬火后纵向头尾上翘、下扣等板形问题。
Description
技术领域
本发明涉及热处理工艺技术领域，尤其涉及一种极薄板带钢基于辊压式淬火机的淬火工艺方法。
背景技术
2～10mm极薄板带钢是装备制造、交通运输、石油化工等领域中主要原材料，对装备的大型化、轻量化发展至关重要，此类板带钢轧制过程中采用热处理，利用不同的加热制度和冷却制度对板带钢组织和板形进行控制，进而得到更优异的性能。辊式淬火工艺技术具有冷却强度大、淬火均匀、控制精度高、可连续生产等优点，成为目前极薄高强度板带钢的主要淬火模式。
随着板带钢厚度逐渐变薄，传统辊式淬火工艺技术具有以下问题：板带钢淬火敏感性提高，淬火后易瓢曲，很难矫正；用户对极薄板带钢综合使役性能要求苛刻，对板带钢淬火组织性能一致性要求高；板带钢淬火后强度显著提高，残余应力不均匀分布易产生冷加工变形回弹，影响大型装备整体结构加工质量和安全性。
专利CN103233112A公开了一种4～6mm高强度薄板的调质热处理设备及方法，该热处理方法通过淬火压床实现加压喷水淬火，利用压力式淬火方式进行高强度薄板淬火，以减小钢板淬火变形；专利CN103451526A公开了一种6～8mm高强度结构钢板及其制造方法，该制造方法基于传统辊式淬火机，对淬火工艺进行了优化，通过控制淬火加热温度和冷却速度，获得细小均匀的马氏体显微组织；专利CN101781700A公开了一种淬火机中超薄板淬火冷却的板形控制方法，利用淬火机实现淬火过程超薄板在同一铅垂截面上冷却的对称、同步、均匀，以获得良好的薄规格钢板淬火后板形，该方法通过精调设备精度改善板形，由于薄钢板淬火敏感性高，需反复频繁调整设备精度，且受设备制造、安装精度影响，该方法对薄钢板板形改善程度有限；专利CN203653620U公开了一种射流阵列参数可调的新型射流淬火冷却装置，该装置属于无约束射流淬火方式，通过调整射流阵列参数提高超薄钢板淬火质量。
发明内容
(一)要解决的技术问题
为了解决现有技术中的板带钢淬火敏感性高，淬火后易瓢曲难矫正及板带钢淬火后残余应力不均匀分布易产生冷加工变形回弹等问题，本发明提供了一种极薄板带钢基于辊压式淬火机的淬火工艺方法。
(二)技术方案
为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：
本发明提供了一种极薄板带钢基于辊压式淬火机的淬火工艺方法，该方法包括液压压下控制工艺、辊速控制工艺、辊缝控制工艺和水比控制工艺。
根据本发明，液压压下控制工艺，液压伺服系统实施辊缝恒位置控制方式，控制辊缝和液压压下力，用以约束板带钢淬火变形，若板带钢不发生淬火变形，液压伺服系统则保持恒位置控制方式直至板带钢尾部出淬火机，板带钢发生淬火变形后产生变形抗力，液压伺服系统依据板带钢厚度及变形抗力设定液压压下力；
根据本发明，当板带钢发生淬火变形时，变形抗力<设定液压压下力，液压伺服系统保持恒位置控制方式，变形抗力≥设定液压压下力，液压伺服系统泄压。
根据本发明，辊缝控制工艺，液压伺服系统控制辊缝值，位移传感器对辊缝值进行测量，通过调整机架中上下辊间距离，控制板带钢淬火变形的约束力及板带钢上表面水流状态，板带钢进入淬火机前，设定第一机架与第二机架的辊缝值＝板带钢厚度－0～2mm，第三机架的辊缝值＝板带钢厚度+10～20mm。
根据本发明，辊速控制工艺，板带钢进入淬火机第n(n≥1)组辊道后，沿板带钢长度方向第n+1组辊道至淬火机最后一组辊道的辊速＝第n组的辊道辊速+0.0005～0.005m/s，板带钢淬火时各辊道的辊速范围为0.2～0.8m/s。
根据本发明，当板带钢淬火后出现边部浪形时，辊道速度减小，当板带钢淬火后出现中部浪形时，辊道速度增加，辊道速度减小或增加的幅度为0.01～0.05m/s。
根据本发明，水比控制工艺，水比＝下部缝隙喷嘴水量/上部缝隙喷嘴喷水量＝1.0～1.5；通过调节板带钢上、下表面辊压式淬火机各喷嘴水量比，控制板带钢淬火后变形，当板带钢淬火后板形上翘时减小水比，当板带钢淬火后板形下扣时增加水比，水比减小或增加的幅度为0.02～0.05。
根据本发明，通过调整板带钢上、下表面辊压式淬火机各喷嘴水量比，控制板带钢淬火后变形，板带钢厚度≤10mm时，第一缝隙上部喷嘴、第一缝隙下部喷嘴、第二缝隙上部喷嘴、第二缝隙下部喷嘴开启，利用双道缝隙喷嘴均匀冷却特点实现高平直度淬火板形控制。
(三)有益效果
本发明的有益效果是：本发明通过液压伺服系统控制辊道压下，对板带钢淬火变形实施有效约束，提高极薄高强板带钢淬火后平直度；通过辊缝控制工艺实现辊压式约束淬火，且利于残余冷却水快速排除，有效提高板带钢淬火均匀性和平直度；通过辊速控制工艺实现微张力拉伸淬火，有效消除板带钢淬火变形，消除边浪、中浪等板带钢淬火板形问题；通过水比控制工艺有效改善板带钢淬火后纵向头尾上翘、下扣等板形问题，本发明通过各种控制工艺的组合实施，实现了极薄板带钢高平直度、高均匀性淬火，高生产效率和热处理成材率。
附图说明
图1为本发明的实施方案图。
【附图标记说明】
1：板带钢；2：淬火机；3：液压伺服系统；4：第一机架；5：第二机架；6：第三机架；7：液压缸；8：位移传感器；9：辊道；10：第一缝隙上部喷嘴；11：第一缝隙下部喷嘴；12：第二缝隙上部喷嘴；13：第二缝隙下部喷嘴；14：第一组辊道；15：第二组辊道；16：第三组辊道；17：第六组辊道。
具体实施方式
为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。
实施例1
本实施例提供了本发明的一种极薄板带钢基于辊压式淬火机的淬火工艺方法的实施过程，本实施例选用4mm厚，2m宽的板带钢为例，对极薄板带钢基于辊压式淬火机的淬火工艺方法进行描述。如图1所示，板带钢1进入淬火机2前，采用液压压下控制工艺设定液压伺服系统3以辊缝恒位置控制方式工作，采用辊缝控制工艺设定淬火机2的第一机架4、第二机架5的辊缝值为3.9mm，第三机架6的辊缝值为20mm，辊缝值由各机架上方的液压缸7内置的位移传感器8测量，采用辊速控制工艺设定第一组辊道14至第六组辊道17速度为0.5m/s，淬火机2内的第一机架4与第二机架5之间，第二机架5与第三机架6之间分别设置有第一缝隙喷嘴、第二缝隙喷嘴，水比控制工艺设定第一缝隙上部喷嘴10、第一缝隙下部喷嘴11、第二缝隙上部喷嘴12、第二缝隙下部喷嘴13的喷水量分别为350m3/h、455m3/h、350m3/h、455m3/h。
工艺参数设定并调整好后，板带钢1进入淬火机2：板带钢1的头部到达第一组辊道14时，第二组辊道15至第六组辊道17速度调整为0.501m/s，当板带钢1的头部到达第二组辊道15时，第三组辊道16至第六组辊道17速度调整为0.502m/s，依次类推，当板带钢1的头部到达第六组辊道17时，所有辊道辊速调整至0.506m/s不再变化。
板带钢1在淬火机2内淬火时，若板带钢发生板形问题，当变形抗力<10t时，液压伺服系统3施加相应压下力以维持恒定辊缝，当变形抗力>10t时，液压伺服系统3泄压。
板带钢1进入到淬火机2，当板带钢1淬火后出现边部浪形时，下一块板带钢1淬火辊速度减小至0.48m/s，逐次减小各组辊道速度直至边部浪形消失，当板带钢1淬火后出现中部浪形时，下一块板带钢1淬火轨道速度增大至0.52m/s，逐次增大各组辊道速度直至中部浪形消失。
当此块板带钢1淬火后头部或尾部上翘时，下一块板带钢1淬火时第一缝隙下部喷嘴11和第二缝隙下部喷嘴13的喷水量减小7m3/h，逐次减小喷水量直至头部或尾部向上翘曲现象消失；当此块板带钢1淬火后头部或尾部下扣时，下一块板带钢1淬火时第一缝隙下部喷嘴11和第二缝隙下部喷嘴13喷水量增加7m3/h，逐次增加喷水量直至头部或尾部下扣现象消失。
本发明通过各种控制工艺的组合实施，实现了极薄板带钢高平直度、高均匀性淬火，高生产效率和热处理成材率。
需要理解的是，以上对本发明的具体实施例进行的描述只是为了说明本发明的技术路线和特点，其目的在于让本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，但本发明并不限于上述特定实施方式。凡是在本发明权利要求的范围内做出的各种变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (1)
1.一种极薄板带钢基于辊压式淬火机的淬火工艺方法，包括液压压下控制工艺、辊缝控制工艺、辊速控制工艺和水比控制工艺，其特征在于：
液压压下控制工艺，液压伺服系统实施辊缝恒位置控制方式，控制辊缝和液压压下力，用以约束板带钢淬火变形，若板带钢不发生淬火变形，液压伺服系统则保持恒位置控制方式直至板带钢尾部出淬火机，板带钢发生淬火变形后产生变形抗力，液压伺服系统依据板带钢厚度及变形抗力设定液压压下力；
辊缝控制工艺，液压伺服系统控制辊缝值，位移传感器对辊缝值进行测量，通过调整机架中上下辊间距离，控制板带钢淬火变形的约束力及板带钢上表面水流状态，板带钢进入淬火机前，设定第一机架与第二机架的辊缝值＝板带钢厚度－0～2mm，第三机架的辊缝值＝板带钢厚度+10～20mm；
辊速控制工艺，板带钢进入淬火机第n(n≥1)组辊道后，沿板带钢长度方向第n+1组辊道至淬火机最后一组辊道的辊速＝第n组的辊道辊速+0.0005～0.005m/s，板带钢淬火时各辊道的辊速范围为0.2～0.8m/s；
水比控制工艺，水比＝下部缝隙喷嘴水量/上部缝隙喷嘴喷水量＝1.0～1.5；通过调节板带钢上、下表面辊压式淬火机各喷嘴水量比，控制板带钢淬火后变形，当板带钢淬火后板形上翘时减小水比，当板带钢淬火后板形下扣时增加水比，水比减小或增加的幅度为0.02～0.05；
当板带钢发生淬火变形时，变形抗力<设定液压压下力，液压伺服系统保持恒位置控制方式，变形抗力≥设定液压压下力，液压伺服系统泄压；
当板带钢淬火后出现边部浪形时，辊道速度减小，当板带钢淬火后出现中部浪形时，辊道速度增加，辊道速度减小或增加的幅度为0.01～0.05m/s。
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