一种用于在线固溶的钢板轧后快速冷却基础自动化系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于冶金技术领域，尤其涉及一种钢板社后的在线固溶处理。
【背景技术】
[0002] 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，W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初性，为 沉淀硬化处理作好准备等。可W使合金中各种相充分溶解，强化固溶体，并提高初性及抗蚀 性能，消除应力与软化，W便继续加工或成型。适用于多种特殊钢，尤其是高儘钢和奧氏体 不镑钢。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。
[0003] 钢板的传统固溶热处理是采用与社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。送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。
[0004] 而在线固溶处理是利用钢材热社后的余热，控制钢材社制后的冷却速度，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浑火。其特点如下：
[0005] (1)由于钢板经精社机社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W节省大量能源。
[0006] (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。
[0007] (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。
[0008] (4)保留了控制社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。
[0009] 钢板在线控制冷却及浑火是上世纪80年代W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W及其他强化机理相结合，降低合金含量，提高材料的强 初性及焊接性能，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 厚板社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。
[0010] 专利申请CN102409158A中，公开了一种中厚板漉式浑火机自动控制系统，由化C 及界面系统、过程控制系统和跟踪通讯系统H部分组成，主要是解决漉式浑火机控制复杂 和控制精度不高的难题，实现了漉式浑火机自动化、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社后冷却系统关系不大。
[0011] 专利申请CN101603120A中，公开了一种浑火机水冷过程控制方法，通过在硬件上 增加DP-DP禪合器，跟踪钢板位置，控制浑火机水冷过程，W缓解钢板低速浑火时低压段供 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社后冷却系统关系不大。
[0012] 上述专利技术对于解决离线热处理浑火的基础自动化控制问题有很好的效果，但 是在线社后冷却的基础自动化控制系统相对于离线热处理浑火要复杂得多，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社后冷却全自动精确控 制的关键。
【发明内容】
[0013] 本发明所要解决的技术问题是提供一种用于在线固溶的钢板社后快速冷却基础 自动化系统，其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，不仅可用于钢板的在线固溶 处理，而且对于需要社后快速冷却的工艺、甚至离线浑火工艺都可W应用。
[0014] 本发明的技术方案是：提供一种用于在线固溶的钢板社后快速冷却基础自动化系 统，其特征是：
[0015] 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W进行相关钢种的在线固溶处理；
[0016] 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。
[0017] 其所述的基础自动化系统通过其硬件配置，来实现公共功能、快冷本体功能、给水 控制功能、液压站控制功能和趣面显不功能。
[0018] 其所述的公共功能包括数据接口、材料跟踪、模拟冷却、速度控制、紧急打开功能。
[0019] 其所述的快冷本体功能包括平台升降功能。
[0020] 其所述的给水控制功能包括水箱液位监控和流量控制功能。
[0021] 其所述的液压站控制功能包括操作模式选择、现场操作模式W及远程操作模式。
[0022] 与现有技术比较，本发明的优点是：
[0023] 本发明的技术方案，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，不仅可用于钢 板的在线固溶处理，而且对于需要社后快速冷却的工艺、甚至离线浑火工艺都可W应用。
【附图说明】
[0024] 图1是本发明的系统网络图；
[00巧]图2是本发明控制装置与社线Ll通讯连接图；
[0026] 图3是本发明控制装置与矫直机Ll通讯连接图；
[0027] 图4是本发明控制装置与冷床剪切线Ll通讯连接图；
[0028] 图5是本发明控制装置与浊水循环系统Ll通讯连接图；
[0029] 图6是本发明摆钢控制示意图；
[0030] 图7是本发明APC速度控制曲线图。
【具体实施方式】
[0031] 下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
[0032] 本技术方案的硬件配置：
[0033] 5. 1. 1 PLC
[0034] 采用1套PLC控制器来控制社后快冷本体装置、新增液压站、中低压给水泉和水 箱、集管水流量调节、与社线和热矫直机通讯、与过程机和人际操作界面通讯等。
[0035] 远程站：设置3个远程站，电气室远程站（MCC设备的启停和运转信号），液压站远 程站（包括快冷装置现场操作箱的信号）；水系统远程站（水箱、集管流量调节信号等）。
[0036] 5. 1. 2操作盘箱
[0037] 在快冷本体操作台上设置一个"紧急打开"按钮，通过升降液压缸快速回缩紧急打 开快冷平台，保护上喷头。
[0038] 在快冷本体旁边设置一个现场操作台（含数码管），设置电动升降按钮、紧急打开 按钮、上压漉点动按钮，操作升降电机和液压缸、上压漉等设备。数码管显示电动漉缝。
[0039] 冷却水系统区域设置一个现场操作箱，操作中低压水泉。
[0040] 在液压站远程站柜口上带操作按钮，主要是泉的启停、故障显示和油箱加热冷却 手动操作。
[0041] 5. 1.3 网络
[0042] 从快冷系统电气室敷设一根光缆到快冷本体操作室与社线和剪切线设置在快冷 本体操作室的L2系统网络交换机连接，通过社线和剪切线设置在快冷本体操作室的L2系 统网络交换机与社线和剪切线的L2计算机系统通信。
[0043] 剪切线L2系统设置在快冷本体操作室的L2交换机是通过光缆直接与机房的L2 系统连接，而社线设置在快冷本体操作室的L2交换机是通过双绞线与Ll系统连接，机房的 社线L2系统也是通过双绞线与Ll系统连接，通过Ll系统的光缆连接实现操作室与机房L2 系统的连接。
[0044] 参见图1。
[0045] 5. 2公共功能
[0046] 5. 2. 1 数据接口
[0047] 5. 2. 1. 1与快冷L2通讯
[0048] 1.预设定电文
[0049] 内容包括板昆PDI数据、快冷投入与否等信息，抽钢完毕时刻下发，激励Ll泉站启 动运行。
[0050] 2.再计算电文
[0051] 内容包括冷却的漉道速度设定，热矫直机前或冷却停止时刻下发，激励Ll的漉道 速度控制。
[0052] 3.钢板吊销电文
[0053] L2画面吊销钢板信息的时候发生给LI,删除钢板映像。
[0054] 4.材料跟踪电文
[00巧]Ll将材料的头尾位置及其他跟踪信息定周期发送给过程机，激励模型计算。
[0056] 5.模式和手动干预等实绩电文
[0057] LI将社线、矫直机和快冷设备的模式和手动干预等信息定周期反馈给过程机。
[005引 6.快冷实绩电文
[0059] Ll将钢板在快冷区的头部位置、速度、各个测温点的温度值、各组喷箱的水流量等 实际值定周期反馈给过程机，供模型自学习。
[0060] 5. 2. 1. 2与社线Ll通讯
[0061] 由于社机系统的prof ibus通讯链路终端在步进炉电气室，在快冷系统PLC中增加 一条与步进炉系统机柜（柜号+0EP)的profibus-化网络通讯，通过西口子DP-DP禪合器 连接。由于距离比较远，其中增加pro