[发明专利]钢板在线连续快速感应加热控制方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种感应加热热处理方法和装置，尤其涉及一种钢板在线连续快速感应加热控制方法和装置，适用于中厚钢板的热机械控制工艺技术。

背景技术

随着科技的进步，材料应用的范围不断拓展，人们对材料性能的要求愈加苛刻，热机械控制工艺（TMCP）对材料的性能具有重要影响，可实现特殊性能钢板的生产，如焊接性能优异的高强钢、高层建筑用钢和大型船舶用钢等，可极大提升厚板的质量水平，对厚板的性能影响尤为显著。目前，最新的厚板TMCP技术采用超快冷却，之后采用快速加热，将钢板快速加热至一定温度进行在线淬火和回火，使得最终产品中碳化物更细化弥散，提高产品性能。其中，钢板在线快速加热对材料的组织转变具有重要影响，对钢板的最终性能至关重要，快速在线加热是TMCP的关键技术之一。

在国内，厚板主要采用传统的TMCP技术进行生产，采用介质炉或电阻炉对钢板进行加热，再进行回火处理，升温速率慢，加热效率不高，难以完全满足当前对材料的性能要求。首先，对于厚板在线感应加热，要求在极短的时间内把钢板加热至目标温度，然后进行空冷，当钢板运动速率较快时，所需功率较大；其次，钢板端部在生产中会发生不规则的变形、翘曲等，当变形和翘曲量过大时入炉时会发生碰撞，在炉内运动时钢板与感应炉发生卡顿，不仅会撞坏感应炉，导致设备性能不稳定，而且钢板卡顿会影响整个生产线的节奏，不利于生产组织的调度，也不利于在线故障处理，这对感应炉的结构设计提出了较高要求；再次，加热过程中，对钢板横截面温度均匀性具有较高的要求，温度控制难度较大，而国内尚未有成熟的技术和设备可供利用和借鉴。通过文献和专利检索，仅有日本JFE有与此相关技术，日本专利JP2004074277A、JP2002226912A和JP2003082412A提出了在钢板TMCP生产中，采用感应加热的方法对钢板加热，然而感应加热设备为螺旋形线圈，当钢板翘曲度较大时该感应加热设备无法处理，并且无法在该生产线上通过，需通过其它设备将钢板转移，这不利于生产线节奏的匹配，严重影响了生产效率。中国专利CN200810196998中，采用感应加热的方法对钢板进行补热，其线圈结构也是螺旋形线圈，无法快速处理异常翘曲的钢板。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钢板在线连续快速感应加热控制方法和装置，该控制方法和装置能实现钢板的快速感应加热处理和温度均匀性调节，以及能实现异常变形和翘曲钢板的在线灵活处理，在保证设备安全的前提下，实现钢板加热工艺的顺行和生产节奏的稳定。

为了实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

一种钢板在线连续快速感应加热控制方法，钢板通过辊道在生产线上运动，生产线的辊道分为三个部分：炉前辊道、炉内辊道和炉后辊道；首先，钢板进入炉前辊道部分，然后再进入感应加热炉部分的炉内辊道，感应加热系统开始加热，部分钢板离开感应加热炉时，该部分钢板已达到目标温度和温度均匀性，当钢板完全离开感应加热炉进入炉后辊道，则全部钢板已达到目标温度和温度均匀性；

钢板从炉前辊道进入，首先，安装于感应加热炉前的板形翘曲检测装置对钢板翘曲度进行测量，若钢板翘曲度Δh小于设定值Δh₀，在此前提下安装于感应加热炉前的温度检测控制装置对钢板初始温度进行检测和调节，当钢板初始温度T低于设定值T₀，则启动温度检测控制装置的加热设备将钢板加热至设定值，当钢板初始温度T高于设定值T₀时，采用温度检测控制装置的冷却设备将钢板冷却至设定值，或不予冷却处理直接让钢板进入感应加热炉；

其次，钢板进入上下分体式感应加热炉，感应加热炉对在炉内辊道上移动中的钢板进行加热，加热过程中，感应加热炉内的温度控制系统对钢板温度进行实时检测和调节，钢板出炉时，出炉部分的温度达到目标温度，并且满足温度均匀性要求；

再次，当钢板全部离开感应加热炉时，通过炉后辊道将钢板传送至冷床；

最后，钢板在冷床上通过空冷回火，直至室温。

进一步，所述钢板进入炉前辊道部分时炉前辊道高速转动使钢板快速进入，在炉内辊道部分时炉内辊道减速至低速转动，当钢板完全离开感应炉进入炉后辊道，则炉后辊道切换为高速转动，钢板快速从炉后辊道离开感应加热炉。

所述安装于感应炉前的板形翘曲检测装置对钢板翘曲度进行测量，若钢板翘曲度Δh超过了设定值Δh₀，则对感应加热炉的感应器控制系统发出信号，调节感应加热炉位置进行相应的处理工艺。