[發明專利]一種淬火機水冷過程控制方法

有效

• 申請號: 200910088136.1
• 申請日: 2009-07-03
• 公開（公告）號: CN101603120A
• 公開（公告）日: 2009-12-16
• 發明（設計）人: 邱志宏;張強;劉曉輝;丁志勇;王普;田士平;閆志平
• 申請（專利權）人: 秦皇島首秦金屬材料有限公司;首鋼總公司
• 主分類號: C21D11/00
• 分類號: C21D11/00;C21D1/18
• 代理公司: 北京華誼知識產權代理有限公司
• 代理人: 劉月娥

技術領域

本發明屬于淬火控制技術領域，特別是提供了一種淬火機水冷過程控制方法，應用于淬火機水冷過程控制。特別涉及輥壓式連續冷卻淬火機的高、低壓段噴水控制，通過細化跟蹤鋼板到低壓區3段的每一段，進而實現對應段各水線快切閥精確的開關控制，最終極大地緩解了鋼板低速淬火時低壓段供水不足，壓力持續下降、影響淬火鋼板表面質量的問題。

背景技術

淬火機水系統通常是由高位水箱、回水池、管路、補水泵組及加壓泵組組成，供淬火機完成淬火過程的連續噴水冷卻，保證工藝要求的水量和噴射壓力。目前，國內先進的輥壓式淬火機大多是由德國LOI公司引進的，該類淬火機一般20米左右，噴水集管分為高壓區(噴射時水壓8bar)、低壓區(噴射時水壓4bar)，高壓區一般分為20個分區，由流量計、壓力表控制各分區水流量及壓力，鋼板淬火前，各區要先進行流量調節，使流量達到工藝要求的范圍，低壓區一般分為2-3段，通過控制閥門開度控制水量，淬火前先根據工藝設定粗調閥門開度，再打開閥門噴水進行精細調整。淬火時，鋼板以設定的速度通過各水區完成淬火過程，通過調整高壓區流量、低壓區閥門開度、輥速調整的冷卻速度。

目前公知的淬火機的順序控制步驟為：鋼板出熱處理爐前，淬火機的高壓段和低壓段調節閥粗調閥位到設定閥位，然后高壓段和低壓段快切閥同時打開依據流量計進行水量精細調整，接著鋼板出爐進入淬火機進行淬火處理，鋼板尾部出高壓段高壓段快切閥關閉，鋼板尾部出低壓段低壓段快切閥關閉。

然而由于淬火機的低壓區分為3段，3段總長度接近高壓區長度的4倍，這樣在為了保證厚板淬透性而進行低速淬火時，就會造成低壓區開閥過早、噴水時間過長，但低壓區噴水的整體利用率過低的情況。同時為了抑制厚板表面返紅，低壓區噴水流量設定偏大，這樣長時間噴水后會破壞水塔的供水平衡，使水塔水位急劇降低，導致低壓區水壓力不穩定且持續下降，最終由于鋼板冷卻時水量不均，對鋼板表面質量造成惡劣影響。

發明內容

本發明的目的在于提供一種淬火機水冷過程控制方法，解決了現有的淬火機在厚板低速淬火時，由于低壓區開閥過早、噴水流量設定偏大、噴水時間過長，破壞水塔供水平衡后導致低壓區水壓不穩且持續下降，最終嚴重影響淬火鋼板表面質量的問題。

基于西門子S7-400PLC構建的自動化網絡，硬件方面增加一個DP-DP耦合器，并將它通過DP網絡中繼器的空閑通道連入PROFIBUS-DP網絡，接著在STEP7軟件中分別打開跟蹤PLC程序和淬火PLC程序，分別修改兩個程序的“硬件配置”，對應真實的網絡連接，分別在程序中原有的PROFIBUS-DP網絡上插入一個DP-DP耦合器塊，并分別給兩個程序中的該模塊分配網絡地址，兩個網絡地址要對應到真實硬件的撥碼開關所設置的地址。以上的設置專門用于鋼板跟蹤PLC與淬火PLC之間的信號交換。接著在跟蹤PLC和淬火機PLC程序中各建立3個布爾型變量，內容均為“低壓區1段噴嘴開”(即變量值為1控制噴嘴開，變量值為0控制噴嘴關)、“低壓區2段噴嘴開”、“低壓區3段噴嘴開”。對于跟蹤PLC，這3個開關變量是輸出變量；對于淬火PLC，這3個開關變量是輸入變量。這三個開關變量的開關狀態通過DP-DP耦合器模塊由鋼板跟蹤PLC發給淬火機PLC，用于在鋼板跟蹤PLC程序限定的條件滿足時(即鋼板到達設定位置)，控制淬火機打開對應低壓區段的快切閥。在充分考慮鋼板跟蹤的精度，并現場測量低壓區各段的起始、終止位置后，在跟蹤程序的程序功能塊中做了如下限定：

爐門抬起，鋼板頭部出爐前，只開高壓區快切閥；

鋼板頭部進入高壓區中部，開低壓區1段快切閥；

鋼板頭部進入低壓區1段中部，開低壓區2段快切閥；

鋼板頭部進入低壓區2段中部，開低壓區3段快切閥；

鋼板尾部出高壓區，關高壓區快切閥；

鋼板尾部進入低壓區2段中部，關低壓區1段快切閥；

鋼板尾部進入低壓區3段中部，關低壓區2段快切閥；

鋼板尾部出低壓區3段，關低壓區3段快切閥。

同時通過修改程序設定，在操作界面上增加了鋼板出高壓段后的速度設定：通過在WINCC服務器運行工程中編輯淬火主界面，增加勾選確認框(對應跟蹤程序中的變量，為1時即確認手動輸入速度有效)和速度輸入框(對應跟蹤程序中的變量，即操作工手動輸入的速度)，同時連接到對應的變量。

這樣根據工藝要求，操作工可以在淬火機操作主界面中增加的輸入框內，手工提前輸入速度設定值，即可以單獨設定鋼板出高壓區后的速度，實現高壓區低速淬火，低壓區輥道提速進行鋼板冷卻的功能。