[發明專利]適用于任意翹曲度鋼板的感應加熱方法和裝置

有效

• 申請號: 201410641202.4
• 申請日: 2014-11-14
• 公開（公告）號: CN105648164B
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發明（設計）人: 金小禮;周月明;吳存有;張春偉;朱健樺;張婷婷
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C21D1/42
• 分類號: C21D1/42;C21D9/46
• 代理公司: 上海科琪專利代理有限責任公司31117
• 代理人: 鄭明輝,葉知行

技術領域

本發明涉及一種鋼板在線感應加熱控制技術，尤其涉及一種具有間距自適應調節功能的感應加熱方法和裝置，適用于中厚鋼板的熱機械控制工藝技術。

背景技術

隨著科技的進步，材料應用的范圍不斷拓展，人們對材料性能的要求愈加苛刻，熱機械控制工藝（TMCP）對材料的性能具有重要影響，可實現特殊性能鋼板的生產，如焊接性能優異的高強鋼、高層建筑用鋼和大型船舶用鋼等，可極大提升厚板的質量水平，對厚板的性能影響尤為顯著。目前，最新的厚板TMCP技術采用超快冷卻，之后采用快速加熱，將鋼板快速加熱至一定溫度進行在線淬火和回火，使得最終產品中碳化物更細化彌散，提高產品性能。其中，鋼板在線快速加熱對材料的組織轉變具有重要影響，對鋼板的最終性能至關重要，快速在線加熱是TMCP的關鍵技術之一。

感應加熱技術經過多年的發展，在許多領域得到了廣泛應用，其顯著特點是加熱快、效率高、無接觸、控溫精確和對環境無污染，在環境保護意識日益增強的現代社會，感應加熱技術成為優先選項。在國內，厚板主要采用傳統的TMCP技術進行生產，采用介質爐或電阻爐對鋼板進行加熱，再進行回火處理，升溫速率慢，加熱效率不高，難以完全滿足當前對材料的性能要求。首先，對于厚板在線感應加熱，要求在極短的時間內把鋼板加熱至目標溫度，然后進行空冷，當鋼板運動速率較快時，所需功率較大；其次，鋼板端部在生產中會發生不規則的變形、翹曲等，當變形和翹曲量過大時則入爐時會發生碰撞，在爐內運動時鋼板與感應爐發生卡頓，不僅會撞壞感應爐，導致設備性能不穩定，而且鋼板卡頓會影響整個生產線的節奏，不利于生產組織的調度，也不利于在線故障處理，這對感應爐的結構設計提出了較高要求；再次，加熱過程中，對鋼板橫截面溫度均勻性具有較高的要求，溫度控制難度較大，而國內尚未有成熟的技術和設備可利用和借鑒。

通過文獻和專利檢索，僅有日本JFE有此技術，日本專利JP2004074277A、JP2002226912A和JP2003082412A提出了在鋼板TMCP生產中，采用感應加熱的方法對鋼板加熱，然而感應加熱設備為螺旋形線圈，當鋼板翹曲度較大時該感應加熱設備無法處理，并且無法在該生產線上通過，需通過其它設備和將鋼板轉移，這不利于生產線節奏的匹配，嚴重影響了生產效率。中國專利CN200810196998中，采用感應加熱的方法對鋼板進行補熱，其線圈結構也是螺旋形線圈，無法快速處理異常翹曲的鋼板。

此外，對于厚度相對較薄的鋼板（厚度不超過20mm），翹曲度或變形量過大無法實現在線加熱，需對鋼板進行快速下線處理，并且還需增加后續鋼板管理和處理成本，這都會造成生產效率的降低和產品成本的上升，不利于生產線的連續生產。

發明內容

本發明的目的在于提供一種適用于任意翹曲度鋼板的感應加熱方法和裝置，該方法和裝置在在線感應加熱過程中感應器與鋼板表面的距離能自適應調整，使感應器與鋼板間距保持恒定，能處理翹曲度和變形量較大的鋼板，拓寬和增強感應加熱爐的產品處理能力。

為了實現上述技術目的，本發明采用如下技術方案：

一種適用于任意翹曲度鋼板的感應加熱方法，其步驟是：

第一，鋼板通過輥道系統運行至感應加熱爐的感應器入口，感應器包括上感應器和下感應器，下感應器固定安裝于感應器支架上，感應器支架位于爐內輥道間，上感應器前端上方的位移傳感器檢測鋼板表面與傳感器的距離，將測量結果發送至智能處理單元；

第二，智能處理單元計算鋼板的翹曲度，進而計算出上感應器位置調節方式和范圍，把計算結果發送至PLC控制系統；

第三，PLC控制系統根據智能處理單元輸出的信息，對上感應器位置調節系統發出調節指令，若鋼板與上感應器實際間距小于設定值時，則將上感應器向上提升至設定范圍，若鋼板與上感應器實際間距大于設定值時，則將上感應器下降至設定范圍，若鋼板為正常板形時，上感應器位置保持不變，實現鋼板上表面與上感應器間距保持相對恒定；

第四，鋼板進入感應器時，安裝于上感應器入口端的紅外測溫裝置對進入感應器的鋼板溫度進行檢測，將測量結果發送至智能處理單元，智能處理單元計算出將鋼板加熱至目標溫度所需功率，并啟動感應器加熱系統對鋼板進行加熱，當鋼板離開感應爐時溫度達到目標溫度。