[发明专利]一种钢板在线固溶处理过程控制系统的装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及控制领域，尤其涉及钢板轧后在线固溶处理中的过程控制。

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。

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。

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，但 由于存在钢板冷却均匀性和板形控制等问题，其潜在能力一直未得到充分发挥。

固溶热处理要求的终冷温度低，冷却速率高，钢板宽度方向、长度方向以及上 下表面的冷却不均匀很容易造成钢板内部热应力和组织应力的分布不均匀，使得冷 却后板形不良。而轧后钢板本身存在的板形缺陷和温度分布不均匀，使得在线固溶 处理的板形控制更加困难。

因此，固溶处理温度、冷速和板形多目标控制，是在线固溶处理过程控制系统 区别于传统轧后冷却控制系统的关键技术问题。

中国发明专利申请CN101134998A公开了一种加速冷却过程的控制系统及控 制方法。该专利涉及的控制系统及控制方法，考虑了冷却区域入口钢板的扰动因素 和控制目标要求，对冷却控制设定进行动态调整，用以满足生产对控制冷却过程中 温度方面的要求。该专利没有考虑生产对控制冷却过程中板形方面的要求，没有提 出控制系统对于板形控制方面的装置或方法。

中国发明专利申请CN102399950A公开了一种中厚板淬火工艺的控制方法。该 专利涉及中厚板淬火工艺控制方法中有关淬火策略制定、淬火参数的模型计算和淬 火规程的制定等方面，关注淬火过程中钢板的温降、冷速和组织性能等方面的因素。 该专利没有考虑生产对淬火过程中板形方面的要求，没有提出控制系统对于板形控 制方面的装置或方法。

中国发明专利申请CN101406902A公开了一种热轧钢板水冷板形控制方法。该 专利设计由热轧钢板加速冷却过程中的换热特性和体积变化特征确定上下水比和 头尾遮蔽参数，使钢板上下表面水冷均匀，可以有效解决钢板瓢曲问题。该专利为 根据冷却后板形的一种修正方法，对于水冷过程钢板变形没有相应的控制手段，水 量调整手段也比较单一。该专利没有提出控制系统对于板形控制方面的装置或方 法。

综上所述，国内外针对轧后冷却过程控制系统提出了很多很有特色的设计和应 用成果，对于解决一些具体问题也取得了很好的效果。但是，这些成果中，一部分 是关注解决传统轧后冷却过程中温度因素的控制问题，没有考虑冷却过程中板形因 素的控制问题；另一部分则通过手动和经验方法，静态的考虑冷却过程中板形因素 的控制问题。均无法根本解决在线固溶处理过程控制系统中，对固溶处理温度、冷 速和板形多目标控制的控制要求。无法实现在线固溶处理产品的全自动控制生产目 标。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种钢板在线固溶处理过程控制系统的装 置及方法，其在线固溶处理过程控制系统装置由测控装置和计算装置两部分构成， 其可以解决在线固溶处理过程中，对产品的固溶处理温度、冷速和板形等多目标的 控制问题，实现在线固溶处理产品的全自动控制生产，满足产品在温度控制精度、 板面温度均匀性以及板形等方面的工艺要求。

本发明的技术方案是：提供一种钢板在线固溶处理过程控制系统的装置，其特 征是：

所述的在线固溶处理过程控制系统的装置由测控装置和计算装置两部分构成；

其中，所述的测控装置在在线固溶处理生产线的不同位置上安装了多个温度传 感器、第一至第三金属探测器和板形监测设备；通过这些所述的传感器、探测器和 板形监测设备，数据采集装置，实现对钢板的实时数据准确采集；