CN110404979B - 轴承钢控轧控冷用环形测径测温仪 - Google Patents

Abstract

本发明的轴承钢控轧控冷用环形测径测温仪，包括：环形架，在所述的环形架上呈环形设置有多个支撑检测探头伸缩的伸缩机构；所述的检测探头安装在伸缩机构上。本发明的环形测径测温仪轴承钢控轧控冷工艺，包括：利用环形测径测温仪对进入减径机的轴承钢进行数据检测；利用检测数据对减径机的控制数据进行预调整；利用环形测径测温仪对减径后的轴承钢进行数据检测；依据检测后的数据对减径机的预调整数据进行微调。本发明通过合理布置带脉冲的红外发射和接收探头、支撑探头伸缩的机构、预设的基于产品规格的探头‑轧件距离和角度参数表等，实现了针对轴承钢控制控冷工艺专用的环轧件尺寸和温度的测量装置，为保证高品质轴承钢质量的生产提供了条件。

Description

轴承钢控轧控冷用环形测径测温仪

技术领域

本发明涉及领域为轴承钢控轧控冷用环形测径测温仪。

背景技术

轴承钢主要用于制造转动轴承的转动体和套圈，性能指标一般有：高尺寸精度、高硬度、均匀硬度、高弹性极限、高接触疲惫强度、必须的韧性、一定的淬透性、在大气的润滑剂中的耐腐蚀性能。为达到上述性能要求，对轴承钢的化学成分均匀性、非金属夹杂物含量和类型、碳化物粒度和分布、脱碳等要求严格，GCr15高碳铬轴承钢是生产量最大的轴承钢，含碳Wc为1%左右，含铬量Wcr为1.5%左右,占总量80%以上。通常轴承钢生产中要求用到，晶粒组织细化技术、碳化物控制回熔与析出技术、尺寸精度控制技术应用于实际工艺生产中，以达到尺寸精度满足1/2DIN，网状碳化物控制等级2.5以下，通条尺寸硬度波动小于20HB的高标准要求。

作为钢铁行业未来发展的重点方向，智能化发展要求通过智能管控，实现信息采集、处理、监控和一体化生产调度管理的智能、协调，做到“信息的深度感知、网络的互联互通、精准协调控制、优化智慧决策、自主学习提升”。因此，对于工艺参数在线执行于产品后结果的获取，成为了智能制造的关键基础。实际生产高品质轴承钢中，在线检测获得的产品实际尺寸和温度，直接反应了轧线实际执行孔型系统、减径机组压下量、水箱冷却等工艺条件参数下的宏观结果，作为反馈结果，是进一步改进、优化、控制控轧控冷工艺生产高质量钢的重要设备。然而，对热态轧件直径和对温度的测量通常是独立分开在两个设备上完成的，一般采用基于激光测距的环形设备获得轧件外观轮廓和尺寸，而对温度的测量则借助置于轧机上方的固定红外测温枪设备实现，这存在以下缺陷：（1）基于激光测距的环形设备探头损耗快而昂贵，（2）测径测温温度互相独立未同成体系，（3）固定的红外测温枪只能获取轧件表面某一点温度，无法反映轧件环截面温度。因此，开发环形测径测温设备，通过合理布置带脉冲的红外发射和接收探头、支撑探头伸缩的机构、预设的基于产品规格的探头-轧件距离和角度参数表等，可实现替代现有优棒特钢轧线测径仪和测温枪设备，高精度获取轧件宏观尺寸和温度信息，奠基智能制造作用。

发明内容

为克服上述缺陷，本发明的目的在于提供一种可以轴承钢控制控冷工艺专用环形测径测温仪。

为达到上述目的，本发明的轴承钢控轧控冷用环形测径测温仪，包括：环形架，在所述的环形架上呈环形设置有多个支撑检测探头伸缩的伸缩机构；所述的检测探头安装在伸缩机构上。

较佳的，所述的检测控头为带脉冲的红外发射和接收探头。

较佳的，在所述的环形架上方还设置有高精度摄像装置。

较佳的，在所述的环形架上方还设置有光电探测器。

较佳的，在所述的环形架上对应每个伸缩机构设置有前后调整底座，所述的伸缩机构安装在前后调整底座上。

为达到上述目的，本发明的环形测径测温仪轴承钢控轧控冷工艺，包括：

利用环形测径测温仪对进入减径机的轴承钢进行数据检测；

利用检测数据对减径机的控制数据进行预调整；

利用环形测径测温仪对减径后的轴承钢进行数据检测；

依据检测后的数据对减径机的预调整数据进行微调。

较佳的，利用环形测径测温仪对进入减径机的轴承钢进行数据检测的步骤具体为：

基于预设的产品规格的探头-轧件距离和角度参数表，得出生产轧件对应的红外测径测温的最佳距离和角度；

通过设备本体上的伸缩结构对探头位置的调节；

对轧件进行基于光学和波长的红外测径测温，并分别形成图像和温度数据。

较佳的，所述的检测数据包括：轴承钢的温度、轴承钢的外径。

本发明通过合理布置带脉冲的红外发射和接收探头、支撑探头伸缩的机构、预设的基于产品规格的探头-轧件距离和角度参数表等，实现了针对轴承钢控制控冷工艺专用的环轧件尺寸和温度的测量装置，为保证高品质轴承钢质量的生产提供了条件。

附图说明

图1为典型的传统轧线测径和测温布置图；

图2本发明优棒特钢轧制生产线生产中的测径和测温布置图；

图3本发明环形测径测温仪的结构示意图。

具体实施方式

下面结合传统生产线、附图和示例对本发明作进一步的说明。

对于传统的优棒特钢轧制生产线而言，图1为典型的轧线测径和测温布置图，工艺布置一般为：1：加热炉 2：除磷装置 3：6架粗轧机组 4：1#飞剪 5：6架中轧机组 6：2#飞剪7：6架精轧机组 8：减定径机组前冷却水箱 9：3#飞剪10： 减定径机组 ； 轧后控冷水箱；倍尺剪冷床。工艺流程中，视铸坯、钢种、产品规格的不同，末机架终轧速度一般最大为16m/s，开轧温度为950~1200℃，为控制产品组织性能，通常在减径机机组前后分设两组水箱，减径机组前水箱将轧件温度降低到700~850℃左右，然后在减径机组里通过控制压下量细化奥氏体晶粒（轴承钢的控冷在于避开二次碳化物快速析出区间），接着用轧后水箱将轧件温度快速降低，针对不同钢种控冷作用各有不同，如可满足轧件上冷床温度要求，可面避免温度过高粗化组织恶化性能，可避开碳化物析出温度区间），最后经倍尺剪（一般60~120m）后送到冷床，温度一般在750~850℃。

就轧制生产线而言，高品质轴承钢质量控制关键在于高尺寸精度和优异的轧后组织（二次碳化物析出等级小于2），前者实现的主要是借助通过减径机机组的高精度轧制完成的，然而实际生产中由于粗轧、中轧、预精轧、精轧机组轧辊的磨损，会使得孔型系统或多少的与预设计值发送偏离，导致进入减径机组前的轧件宏观尺寸与理想设计值存在偏差，因此需要在轧前设置测径仪（如2示），来在线调整三辊减径机机组的棍缝，并在轧后也设置测径仪来获取加工后轧件尺寸，形成闭环调节系统； 而对于轴承钢组织的控制，轴承钢要求必须避开二次碳化物析出温度区间加工，也就是700~800℃区间，而出精轧机时轧件温度在950℃左右，因此需要用3和8所示轧前水箱，将轧件温度降低，为保证成品质量均匀性，必须在轧件横截面和通条头尾温差上小到50℃以下，因此设置1和8所示测温枪，以指导调整水箱的水冷参数，但实际中轧件横截环面散热条件不一，辊与辊道接触的底部散的快，与空气接触区散的慢，测温枪只得到了表面温度。

但是，这种生产工艺方法中，轧件的外观直径和温度分别获取，存在固定的红外测温枪只能获取轧件表面某一点温度，无法反映轧件环截面温度、测径测温温度互相独立未同成体系，以及基于激光测距的环形设备探头损耗快而昂贵问题。

本发明提出了一种轴承钢控轧控冷用环形测径测温仪方案，其原理如图2和图3所示。

图2中，1：减径机组前环形测径测温仪 2：减径机组前冷却水箱 3：3#飞剪 4：减径机组 5：减径机组前环形测径测温仪 6：轧后水箱 7：倍尺剪 8：冷床

在这种布置中，开轧前，即先根据产品规格，按照预设的探头-轧件距离和角度参数表，通过支撑红外探头调整的上下和前后调节装置，在轨道上，调节好环形测径测温仪上探头位置，作为示例，本方案设计了6个探头，在环形仪中按间隔30°均匀排布。轧件从22架末架精轧机出来时，速度约为18m/s，温度在950~1050℃，环形测径测温仪检测其环表面温度和尺寸，提供给水箱（如2示）和减定径机组（如4示），分别实现对轧件的温度和尺寸控制，接着用5所示测径测温仪，继续测得出减定径机组的温度和尺寸，尺寸数据作为反馈给予三辊减定径机组，温度则根据所测得轴承钢经三辊减定径机组低温轧制后轧件温升值，传输给6所示控冷水箱，实现轧后控冷。

综上，通过本发明的处理，通过合理布置带脉冲的红外发射和接收探头、支撑探头伸缩的机构、预设的基于产品规格的探头-轧件距离和角度参数表等，实现了针对轴承钢控制控冷工艺专用的环轧件尺寸和温度的测量装置，为保证高品质轴承钢质量的生产提供了条件。其中支撑探头的伸缩机构可以根据实际需要选择，如电动推杆、直线滑台、电动滑轨等均可。还可根据需要选择十字滑动或电动滑轨，即可以进行前后调整、又可以进行上下伸缩调整，以满足不同的需要。

Claims (1)

1.一种利用环形测径测温仪的轴承钢控轧控冷工艺，其特征在于，包括：

利用第一环形测径测温仪对进入减径机的轴承钢进行数据检测；

利用检测到的数据对减径机的控制数据和/或控冷水箱进行预调整；

利用第二环形测径测温仪对减径后的轴承钢进行数据检测；

依据检测后的数据对减径机的预调整数据进行微调；

所述的环形测径测温仪，包括：

环形架，在所述的环形架上呈环形设置有多个支撑检测探头伸缩的伸缩机构；所述的检测探头安装在伸缩机构上；所述的检测探头为带脉冲的红外发射和接收探头；在所述的环形架上方还设置有高精度摄像装置；在所述的环形架上方还设置有光电探测器；在所述的环形架上对应每个伸缩机构设置有前后调整底座，所述的伸缩机构安装在前后调整底座上；

利用环形测径测温仪对进入减径机的轴承钢进行数据检测的步骤具体为：

基于预设的产品规格的探头-轧件距离和角度参数表，得出生产轧件对应的红外测径测温的最佳距离和角度；

通过设备本体上的伸缩结构对探头位置调节；

对轧件进行基于光学和波长的红外测径测温，并分别形成图像和温度数据。

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