[发明专利]微合金非调质钢控锻-控冷技术及自动生产线

说明书

 

所属技术领域

本发明属于金属材料加工领域，涉及微合金非调质钢控锻-控冷技术，另外还涉及非调质钢控冷生产线。

背景技术

微合金非调质钢控锻-控冷技术及自动生产线是涉及节能减排和稳定及推广我国非调质钢生产与应用的一项核心技术，对于保证组织均匀、性能稳定的高品质非调质钢有着十分重要的意义。传统的非调质钢锻造工艺粗糙，加热温度、保温时间、始锻温度及终锻温度等参数均无严格标准，易造成晶粒粗大、韧性下降。在锻后冷却方面，小规格非调质钢（约D≤100mm）一般采用空冷、堆冷或用风扇吹冷的方式，这种粗放式冷却工艺造成工件与工件之间、同一工件不同部位之间的组织性能差异明显。尤其是该冷却方式受地域、环境因素影响非常大，很难人为控制，导致次品、废品增多，不利于非调质钢构件的生产及推广；大规格非调质钢（约D≥130mm）一般采用正火的工艺来消除工件表面及心部组织性能的偏差，且由于采用了二次加热保温的方法，消耗了更多能源，延长了生产周期，提高了生产成本。

发明内容

为了解决非调质钢零件组织、性能不均匀的问题，消除由于地域、环境等外在因素对产品质量的影响，并且建立非调质钢工程应用标准体系，提升我国非调质钢稳定生产的技术水平。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供了微合金非调质钢控锻-控冷技术及自动生产线，即非调质钢锻件进行控制锻造后，在自动冷却生产线上进行控制冷却。所述的控制锻造参数包括控制始锻温度、终锻温度、锻造变形量；所述的控制冷却工艺是指控制冷却速度，在控冷生产线上实现，控冷生产线由冷却介质供给系统（1）、动力传送机构（2）、测温系统（3）、上下料机构（4）、保温系统（5）和工业控制计算系统（6）组成，可按非调质钢工件所要求的冷却速度、生产节拍及规定程序自动运行，锻件冷却速度根据不同制件的要求在0.5℃/s～30℃/s可调。

本发明专利的有益效果是，建立的控锻-控冷工艺及其生产线，可稳定控制非调质钢的锻造及冷却工艺参数，得到组织性能均匀、合格的零件；锻造后余热的科学利用，使得非调质钢在锻造状态就获得良好的组织性能；控锻-控冷成套技术受外界影响因素小，缩短生产周期，提高锻件品质，提高了劳动生产率；控锻-控冷成套技术涵盖范围广，对不同品种、不同规格、不同性能要求的非调质钢种均可应用该系统，并且根据现场情况建立相应的控冷装置。奠定了非调质钢应用和推广的基础，为推动行业的技术进步具有重要意义。

附图说明

图1为非调质钢控冷生产线结构框图。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施示例的描述，对本发明的具体实施方式如微合金非调质钢控锻-控冷工艺及自动生产线，作进一步详细的说明。

如图1所示，控冷生产线由冷却介质供给系统（1）、动力传送机构（2）、测温系统（3）、上下料机构（4）、保温系统（5）和工业控制计算系统（6）组成。冷却介质供给系统（1）平行布置在动力传送机构（2）的上方，冷却介质供给系统（1）与动力传送机构（2）之间的高度可根据需要调整，沿非调质钢锻件在动力传送机构（2）的运动方向上设置多个独立控冷区。独立控冷区是采用空气水雾强迫对流传热方式，每个控冷区都包含有风机、喷嘴、导风通道和多段斜纹出风口、喷雾口冷却装置，风机采用斜流(混流)风机，冷却介质喷出方向与水平输送带之间夹角呈30～90°,采用变频控制风机转速无级调整风量大小，多段斜纹冷却介质喷出装置采用缝式冲击射流阵列设计，冷却介质喷出方向与水平输送带之间夹角呈30～90°，对流换热系数大。动力传送机构（2）可采用不锈钢链条网带、悬挂链及链板，采用变频控制减速机，电机转速无级可调带速，带传动速度范围0.5～4米/分。动力传送机构（2）的上方设有一个可以移动的保温系统（5）。动力传送机构（2）的一端是上料机构（4），另一端是下料机构（4）。在动力传送机构（2）上下料机构处各设置一测温系统（3），采用非接触式红外温度传感器和数显仪表分别检测锻件进线温度和下线温度。工业控制计算系统（6）包含彩色触摸屏、可编程控制器和变频器等，它们之间通过工业局域网协议联网通信进行控制，通过人机对话，设置和显示锻件上线温度、下线温度、风机风量、带速、冷却时间和锻件冷却速度等工艺参数配方以及模糊控制参数，并实时监测和控制。