[发明专利]一种用于辊式淬火机的金属板带材测温装置和控温方法

说明书

本发明涉及金属板带材热处理领域，尤其涉及一种用于辊式淬火机的金属板带材测温装置和控温方法；该金属板带材测温装置包括：防护机构、防水箱、吹扫机构和测温机构；该金属板带材测温装置安装于辊式淬火机的辊压淬火段(7)后与常压淬火段(8)前的过渡辊道(9)之间，无需接触金属板带材即可完成测温；该金属板带材测温装置的控温方法包括：速度控温法和水量控温法；分别通过改变金属板带材运行速度和辊压淬火段水冷喷嘴(37)的喷水量来控制金属板带材的温度；本发明解决了现有技术存在的属板带材淬火热处理过程直接测温难的问题，并实现了金属板带材淬火热处理过程更精确的冷却路径控制。

技术领域

本发明涉及金属板带材热处理领域，尤其涉及一种用于辊式淬火机的金属板带材测温装置和控温方法。

背景技术

淬火热处理是改善金属板带材综合性能的关键工艺，尤其在提升其强韧性、耐蚀性、高温性能、疲劳性能、加工性能等方面作用明显。采用淬火热处理的金属板带材种类较多，例如：普碳钢、不锈钢、铝合金、钛合金、高温合金；规格跨度大，厚度2~300mm，宽度800~5000mm；热处理工艺复杂，例如：固溶、淬火、控制冷却、弱水冷等。

辊式淬火机具有冷却能力强、冷却均匀、生产效率高、板形好等优点，是金属板带材淬火热处理首选设备。设备依据金属板带材冷却路径需求，设计了不同的冷却段，采用狭缝射流、多排倾斜圆孔射流、弧面散射射流等冷却方式，通过控制水量、水压、辊速、辊缝等参数，精确控制金属板带材冷却历程，满足多样化温降热履历需求。

随着用户对金属板带材强韧性和使役性能的要求逐渐提高，辊式淬火过程逐渐开发出许多新新技术，例如控温淬火技术、淬火-配分-回火（QPT）技术、亚温/往复/分级淬火技术等，通过调控金属板带材冷却过程热动力学，控制相变、析出等过程，进一步提升其强韧性，改善耐蚀、耐磨、抗疲劳、高温性能、成型和焊接性能等使用加工性能。

不论是传统的淬火冷却路径控制、冷速控制，还是新出现的组织和析出控制，都需要获得金属板带材冷却过程的温度，并依据温度设计淬火热处理工艺，这一点对常规热处理生产和新产品开发都至关重要。高温金属淬火热处理过程中，壁面存在核态沸腾、膜态沸腾、过度沸腾、辐射换热等多种热交换形式，流场、热场、相场、应力场相互耦合，单纯依靠计算获得金属板带材淬火温度场，数学建模十分复杂且计算精度低，可靠性差，模型修正和学习困难。若能通过测温仪直接获得金属板带材淬火过程温度实测值，并基于此对金属板带材淬火热处理过程进行控温，一方面可作为工艺设计和性能调控的直接数据，另一方面可作为热处理数学模型的修正值，对淬火性能调控和过程自动控制都十分有益。

然而，受工艺条件和设备形式限制，金属板带材淬火热处理过程完全被水或汽包裹，与之相接触的设备密集排布，工艺条件差、空间狭小，直接测温难度很大。既要保证测温仪表不被水汽干扰、不被高温钢板炙烤、不被冷却残水喷淋或浸泡，又要保证测温的精确性、连续性和可靠性，必须发明专门的装置和控温方法。这也是本发明主要解决的问题。

现有技术提供了一种钢板辊式淬火冷速测试方法及装置，该方法为接触式测温，通过在钢板上钻孔并插入热电偶，完成钢板淬火过程连续测温，该方法适用于厚度大于100mm的钢板进行辊式淬火过程冷速测试，属试验测试性质，不满足工业生产条件，与本发明非接触式测温从测温原理、装置结构、测温方法等方面差别较大。

发明内容

（一）要解决的技术问题

为了解决现有技术存在的金属板带材淬火热处理过程完全被水或汽包裹，与之相接触的设备密集排布，工艺条件差、空间狭小，直接测温难度很大的问题，本实用新型提出了一种用于辊式淬火机的金属板带材测温装置和控温方法。

（二）技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

一种用于辊式淬火机的金属板带材测温装置，所述辊式淬火机包括依次设置的辊压淬火段与常压淬火段；其特征在于：