[发明专利]一种钢板淬火炉加热工艺在线调整方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于钢板的在线调整方法，尤其涉及一种用于钢板加热工艺的在线调整方法。

背景技术

热处理工艺是制造高附加值重要用途钢板(例如，低温压力容器板，电厂锅炉板，工程机械用钢板，耐磨钢板及不锈钢板等)的必要手段，这些钢板产品必须通过热处理设施处理后才能够生产制造出来。淬火炉是热处理工艺的核心设备，其被用于钢板的加热，对于温度和时间的控制精度有较高的要求。先进的淬火炉控制都配置有计算机模型控制系统，整个热处理过程均采用计算机系统自动控制，从钢板的装炉到加热完成后出炉的整个过程都是由计算机自动控制的。只要热处理钢板的数据输入到计算机系统中，热处理炉就会按照计算机的设定自动将炉温调整到要求的温度，同时辊道自动调整到满足加热时间所需的运行速度。

对于计算机模型控制而言，钢板的热处理工艺涉及到热处理炉的保温温度和保温时间。这两项参数由计划下达，计算机模型根据计划下达的目标值，对加热过程进行控制。在实际生产过程中，有时需要针对特定的钢种或某一规格的钢种，设定修正保温温度和保温时间，然而，由于缺乏模型运算手段，只能凭借经验进行试凑。采用这种方法很难建立加热时间和加热温度之间的规律关系，也难以获得由计算机模型自动给出最佳的过程控制量。

众所周知，通过淬火炉加热钢板的目的是获得使得钢板均匀的奥氏体组织，为后续的冷却做好微观组织上的准备。钢板的奥氏体化过程共有四个阶段：(1)形成奥氏体的晶核；(2)奥氏体晶核的长大；(3)残余渗碳体的溶解；(4)奥氏体成分的均匀化。这四个阶段的完成与加热温度和加热时间密切相关。温度高，完成时间短；温度低，完成时间长。

在实际生产中，应用高温扩散规律、热传导模型规律以及在线调整加热工艺参数是具有实际意义的。例如：有些规格的钢种，在加热能力允许的情况下，为了最大限度发挥热处理炉的能力，需要适当提高保温温度，缩短钢板在炉内总的加热时间。不管是降低保温温度还是缩短在炉时间，都要求同时改变钢板的加热温度和在炉时间，以计算出调整后工艺对应的控制设定值。现有的方法主要是依靠经验，通过试凑的方法来摸索优化的加热工艺。这种方法的缺点是：周期长，降低产线的生产效率；可靠性差，降低产线的生产质量。因此，企业期望获得一种能够在线及时调整热处理过程中的工艺参数的方法。

公开号为CN1030149A，公开日为1989年1月4日，名称为“工件热处理"零保温"点微机测控装置”的中国专利文献公开了一种用来准确确定工件淬火前在加热炉中所需加热时间的微机检测与控制装置。工件淬火前在炉中所需加热时间是通过间接测量炉内热平衡状态参数，由微机按工件热处理“零保温”理论和热传导理论推导出来的数学模型进行运算处理而实时确定的。该专利文献所公开的装置不具备热处理加热工艺的在线调整功能。

公开号为CN1160083A，公开日为1997年9月24日，名称为“热处理加热时间的自动确定及控制方法”的中国专利文献公开了一种热处理加热时间的自动确定及控制方法，其是在电炉中加热工件时，采用微机连续测定通电时间t1和断电时间t2，当t2、t1或t2/t1值连续稳定时，则工件达到透热，根据此来确定工件出炉时刻。该专利文献所记载的技术方案并不涉及热处理工艺的优化。

发明内容

本发明的目的是提供一种钢板淬火炉加热工艺在线调整方法，该方法可以在线及时地调整热处理的工艺参数，通过在线动态控制来快速地确定热处理的最佳工艺参数。采用本发明所述的钢板淬火炉加热工艺在线调整方法后能够对于钢板的生产制造工艺进行优化，以确保钢板的加热质量，从而有利地改善钢板产品的质量，并降低生产线的能源消耗。此外，本发明的钢板淬火炉加热工艺在线调整方法能够准确地调整热处理的工艺参数，灵活性好，可靠性高。

为了实现上述目的，本发明提出了一种钢板淬火炉加热工艺在线调整方法，其包括如下步骤：

获取热处理的保温温度修正量；

根据保温温度修正量，采用时间温度等效模型，计算与经过修正的保温温度对应的保温时间，以使钢板奥氏体化累积程度不变；

根据保温时间和标准热处理工艺给定的加热时间，计算钢板的运行速度；

在标准热处理工艺的基础上，根据经过修正的保温温度和保温时间，确定各段的炉温设定值；

将钢板的运行速度和各段的炉温设定值传输给控制器进行控制。

在现有技术中，通常采用经验试凑的方法来获得最优化的加热工艺参数。然而，通过反复试凑所获得的加热工艺参数不仅所需周期长，可靠性低，而且反复试凑所需要的成本也很高，每一次试凑需要消耗大量的能源。