[发明专利]一种用于在线固溶的钢板轧后快速冷却基础自动化系统

说明书

一种用于在线固溶的钢板轧后快速冷却基础自动化系统，属冶金技术领域。其所述的基础自动化系统包括有快速冷却水处理系统和液压系统的基础自动化系统，可以进行相关钢种的在线固溶处理；所述的基础自动化系统通过设计合理的水处理系统和液压系统的基础自动化系统，实现冷却过程的全自动精确控制。该冷却系统投资少，冷却装置紧凑节能，冷却速率高，可进行控制冷却的钢板的厚度规格范围大，自动控制精度高，冷却后板形良好。

技术领域

本发明属于冶金技术领域，尤其涉及一种钢板轧后的在线固溶处理。

背景技术

固溶热处理是指将合金加热到高温单相区恒温保持，使过剩相充分溶解到固溶体中后快速冷却，以得到过饱和固溶体的热处理工艺。主要是改善钢和合金的塑性和韧性，为沉淀硬化处理作好准备等。可以使合金中各种相充分溶解，强化固溶体，并提高韧性及抗蚀性能，消除应力与软化，以便继续加工或成型。适用于多种特殊钢，尤其是高锰钢和奥氏体不锈钢。对于过饱和度低的合金，通常选择较快的冷却速度；对于过饱和度高的合金，通常选择较慢的冷却速度。

钢板的传统固溶热处理是采用与轧机分开的热处理设备进行离线热处理，需要再加热后进行快速冷却。这种生产工艺不仅增加了设备投资，而且工序繁多，生产周期长，导致钢材成本增加，满足不了大批量的快节奏生产，极大地制约了经济效益的提高。

而在线固溶处理是利用钢材热轧后的余热，控制钢材轧制后的冷却速度，使温度变化过程更接近离线热处理的温降过程，达到相同或相近的钢材组织和性能，其冷却过程一般也称为钢板在线控制冷却或直接淬火。其特点如下:

(1)由于钢板经精轧机轧制后直接进入在线热处理设备，省去了常规工艺所需的钢板重新加热过程，可以节省大量能源。

(2)由于省去了重新加热工序故减少了热处理工艺时间，相应提高了热处理设备能力，同时由于热处理设备为在线布置，也减少了钢板传输时间。

(3)由于省去钢板冷却后重新加热过程,故减少了合金元素引起的硬化现象。

(4)保留了控制轧制过程中细小的再结晶晶粒和大量变形位错，较离线热处理晶粒更为细小均匀，力学性能更为优异。

钢板在线控制冷却及淬火是上世纪80年代以来发展迅速的一项冷却技术。它是通过在线控制相变组织，细化组织以及其他强化机理相结合，降低合金含量，提高材料的强韧性及焊接性能，从而实现减量化制造、节约有限资源和节能减排的目标。但是现有的中厚板轧后在线冷却系统一般由高压喷射冷段段和常压层流冷却段组成，一般喷射冷却段较短，无需复杂的跟踪控制系统，对于本文采用的全喷射冷却的在线固溶冷却系统，必须要有完备的逻辑控制、工艺过程的精确控制和跟踪通讯的可靠运行。

专利申请CN102409158A中，公开了一种中厚板辊式淬火机自动控制系统，由PLC及界面系统、过程控制系统和跟踪通讯系统三部分组成，主要是解决辊式淬火机控制复杂和控制精度不高的难题，实现了辊式淬火机自动化、一键式操作。属于热处理自动控制技术领域，与本文涉及的在线固溶轧后冷却系统关系不大。

专利申请CN101603120A中，公开了一种淬火机水冷过程控制方法，通过在硬件上增加DP-DP耦合器，跟踪钢板位置，控制淬火机水冷过程，以缓解钢板低速淬火时低压段供水不足问题。属于热处理控制技术领域，与本文涉及的在线固溶轧后冷却系统关系不大。

上述专利技术对于解决离线热处理淬火的基础自动化控制问题有很好的效果，但是在线轧后冷却的基础自动化控制系统相对于离线热处理淬火要复杂得多，设计一套完善的水处理系统和液压系统的基础自动化控制系统是能否实现在线轧后冷却全自动精确控制的关键。

发明内容