[发明专利]基于板形的淬火装置流量控制方法及其检测与控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及热处理过程的控制或调整，尤其涉及一种基于板形的淬火装置流量控制方法及其流量检测与流量控制装置。

背景技术

目前，世界上先进厚板淬火机多分成高压和低压两段，高压段是以大流量紊流水冷却钢板表面，以获得均匀的淬火效果；低压段则是进一步带走从钢板中心传导到表面的热量，以防止余热回火。高压段冷却水是以高速喷射到钢板表面上的，故其冷却效率要远大于低压段冷却水。在高压段入口，多设有狭缝式喷嘴，以便以最大速度冷却刚出炉的高温钢板。在高压段各组喷嘴中，狭缝式喷嘴的流量（或冷却水喷射速度）最大，冷却效率最高。因此，厚板淬火机淬火板形的好坏主要取决于高压段，而高压段板形的好坏又主要取决于狭缝式喷嘴。狭缝式喷嘴均为狭长箱体，所以其沿板宽方向出水均匀与否是保证淬火板形的关键。

目前，世界上狭缝式喷嘴多为两腔结构，如图1所示，上腔体31和下腔体32之间采用均流隔板33相连，均流隔板33上间隔地加工有多个起均流作用的孔，鉴于其结构形式，狭缝式喷嘴34本身沿板宽方向具有一定的均流能力。中国发明专利“可形成扁平喷射流的冷却装置”（发明专利号：ZL200710010745.6授权公告号：CN100443207C）公开了一种可形成扁平喷射流的冷却装置，由钢板焊接而成，其特征在于在钢板焊接成的壳体内垂直焊接隔板，隔板中间间隔地焊接有多个起均流作用的筒；后壳体下部直角焊接壳体下板，内有连接两直角边的弧形板，弧形与角形成沿装置宽度延伸的空间为外冷却介质循环腔，前壳体下端连接引水结构：引水板与前壳体下端呈夹角焊接，滑块、引水档分别通过连接件与引水板结合，引水档与后壳体横边端形成可调的扁平喷射流缝隙。该狭缝式喷射装置具有两腔结构，沿板宽方向均流的能力较强；能沿板宽方向分段控制流量，但是，狭缝式喷嘴无法在任何流量下都保证沿板宽方向出水均匀，更无法做到沿板宽方向按照某个流量凸度曲线出水，因而无法解决由此产生的板形问题。中国实用新型专利“缝隙式喷头冷却装置”（实用新型专利号：ZL201020678142.0授权公告号：CN201900052U）公开了一种缝隙式喷头冷却装置，包括：上腔体和下腔体,所述上腔体和所述下腔体通过分配通道连通；至少一个冷却介质输入接头，设置在所述上腔体上；缝隙式喷射流喷嘴，位于所述下腔体上；所述下腔体的外壳为铸钢制成,所述上腔体的外壳为焊接制成,所述上腔体还连接有冷却所述上腔体的冷却系统。该实用新型的上部腔体入口和出口均采用管式结构，可更好地保持入口流量的均匀性，但是，该实用新型仍然不具备沿板宽方向调节流量分布的能力，无法解决沿板宽方向均匀淬火冷却的问题，也无法解决由此产生的板形问题。

中国发明专利申请“一种基于模型控制的钢板淬火时的板形修正方法”（发明专利申请号：200910052980.9公开号：CN101921907A）公开了一种基于模型控制的钢板淬火时的板形修正方法,首先，根据实际淬火后的钢板板形的翘曲方向和翘曲量,利用建立的钢板表面组织分布模型，计算出钢板组织分布的差异；再利用建立的钢板表面温度模型，由钢板上下表面组织分布的差异得到钢板上下表面冷却速度的差异；最后，利用建立的水量优化模型，计算钢板上下表面换热系数比,定量地调整后继钢板的水量及分布，以控制板形。该发明虽然可以根据钢板表面温度模型改变上下喷水量，调整钢板的上下表面的冷速，但并没有考虑钢板宽度方向冷却不均匀产生的板形问题。

中国发明专利申请“一种中厚钢板直接淬火的装置及其工艺”（发明专利申请号：201010560843.9公开号：CN102061363A）公开了一种中厚钢板直接淬火的装置及其工艺，该装置包括高位水箱，水量分配器、淬火上冷却器、加速冷却上冷却器、精调上冷却器、淬火下冷却器、加速冷却下冷却器、精调下冷却器、边部遮蔽装置、侧喷装置和吹扫装置。该发明根据钢板厚度和钢种计算辊道速度、开启冷却器组数，冷却器水量、边部遮蔽量,钢板按照预定的速度进入控冷区,根据钢板的位置顺序开启冷却器和相应的侧喷装置，通过控制3个冷却区的上下冷却器不同水量控制以及吹扫装置保证钢板淬火后的板形，但是，该发明同样也未能实现沿板宽方向的冷却水流量凸度控制。