[发明专利]轧辊旋转喷雾淬火工艺控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种淬火工艺控制方法，具体涉及一种大型轧辊在旋转喷雾淬火过程中的温度控制方法。

背景技术

喷雾淬火是一种利用喷嘴将高速流动的压缩空气与冷却介质混合，由于压缩空气的高速冲击作用使冷却液雾化，然后大量的雾粒高速地喷洒到高温待淬火的工件上，使工件快速冷却而完成淬火的技术。这种淬火技术具有冷却均匀、可控性强、冷却能力可调范围大、安全无污染等其它淬火方式难以比拟的优点，因而广泛应用在大型轧辊热处理领域。

目前，我国轧辊的喷雾热处理过程都是采用的分段控制的方法，将整个淬火过程分为喷雾阶段和喷气阶段，喷雾阶段又包括若干具体阶段，并且在各个阶段设定不同的气压值和水压值，从而控制各个阶段的冷却速度，完成轧辊的喷雾淬火；在喷雾淬火的过程中保持轧辊匀速旋转，以保证淬火效果的均匀性。在操作过程中，各个阶段的气压值、水压值都是凭经验设定并且在一个阶段内为恒定值，无法根据生产现场的实际情况进行实时调节。在轧辊生产中，由于轧辊尺寸、材质多种多样，因此淬火过程中应当采用的气压、水压也不一样。如果气压、水压参数设置不当，冷却强度过大，可能会造成轧辊开裂，给企业带来经济损失；若冷却强度过小，又会造成硬度不足，需要重新加热淬火，造成资源浪费。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种轧辊旋转喷雾淬火工艺控制方法，该方法可以为轧辊的淬火提供合适的冷却速度，以解决传统的喷雾淬火过程冷却强度难以控制、易出现质量事故的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。

轧辊旋转喷雾淬火工艺控制方法，所使用的淬火温度控制装置包括存储有全局控制程序以及多种轧辊的理想降温曲线及各种温度、时间参数的上位机，上位机的输入端通过信号线连接至少三组沿轧辊表面轴向均匀布置的测温装置，上位机的输出端通过信号线与PLC的输入端相连接；PLC的输出端与喷雾控制装置相连；所述喷雾控制装置包括与测温装置的位置和数量相对应的喷雾装置，每个喷雾装置均通过支路水压控制阀和支路气压控制阀与总输水管道以及总输气管道相连；总输水管道上设置总水压控制阀，总输气管道上设置总气压控制阀；

所述全局控制程序的控制方法按如下步骤顺序进行：

a）淬火开始前，根据待处理轧辊的尺寸和材质，调取与待处理轧辊相匹配的理想降温曲线；

b）淬火开始时，首先启动喷雾控制装置并开始计时；

c）根据理想降温曲线，查询当前淬火时间的理想温度Ta；

d）测温装置检测轧辊表面实时温度并将检测结果传输到上位机；

e）上位机记录各个测温点的实时温度，并计算出实时温度的平均值Tb；

f）判断实时温度的平均值Tb是否小于开始风冷温度，若Tb不小于开始风冷温度，则执行步骤i）；若Tb小于开始风冷温度，则执行步骤g）；

g）关闭总水压控制阀；

h）比较实时温度的平均值Tb与当前淬火时间的理想温度Ta的大小，如果Tb大于Ta，则增大气压；如果Tb小于Ta，则减小气压；如果Tb等于Ta，则维持气压不变，然后执行步骤j）；

i）比较实时温度的平均值Tb与当前淬火时间的理想温度Ta的大小，若Tb大于Ta，则调节喷雾控制装置增大水压和气压，若Tb小于Ta，则减少水压和气压；如果Tb等于Ta，则保持水压、气压不变；

j）判断当前淬火时间是否达到理想降温曲线的结束时间，若当前时间未达到淬火规定的时间，则返回步骤c）；若当前时间已经达到淬火曲线的结束时间，则关闭喷雾控制装置，淬火结束。

本发明的进一步改进在于：所述步骤e）中记录各测温点的实时温度后，分别将各测温点的实时温度与理想温度Ta相比较，根据比较结果调整支路水压控制阀和支路气压控制阀对各支路喷雾装置的水压、气压进行调节。

本发明中步骤i）的改进在于：所述步骤i）中若Tb与Ta相差在预设的喷雾误差温度值以上时，则调节喷雾控制装置的总水压控制阀和总气压控制阀以增大或减小水压和气压。

本发明中步骤h）的改进在于：所述步骤h）中若Tb与Ta相差在预设的风冷误差温度值以上时，则调节喷雾控制装置的总气压控制阀以增大或减小气压。