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摘要1

1 研究背景及意义3

1.1 研究背景及研究必要性3

1.2 中厚板热处理生产工艺要素5

1.3 中厚板热处理加热装备技术概况6

1.3.1 热处理炉特点6

1.3.2 热处理炉分类7

1.4 中厚板淬火技术的发展历史10

1.4.1 在线热处理技术11

1.4.2 离线热处理技术13

2 中厚板连续热处理工艺和品种的研发19

2.1 低成本工程机械用高强度耐磨钢板开发19

2.2 高强度结构用调质钢板开发23

2.3 高品质不锈钢热处理工艺及品种开发24

3 大型特殊钢板材高温辊底式固溶炉关键技术研发与应用26

3.1 特殊钢热处理技术原理及要求26

3.2 高温固溶炉脉冲燃烧的时序控制28

3.2.1 脉冲燃烧控制原理28

3.2.2 脉冲燃烧的时序控制模型研究33

3.2.3 脉冲燃烧时序控制的稳态温度偏差分析37

3.2.4 新型复合式脉冲燃烧时序控制模型建立41

3.2.5 脉冲燃烧时序控制模型的测试及应用44

3.3 基于总括热吸收率法的钢板加热模型50

3.3.1 炉膛内热交换分析51

3.3.2 总括热吸收率的实验研究54

3.3.3 炉膛温度计算模型59

3.3.4 基于总括热吸收率法的钢板加热模型的建立59

3.3.5 钢板加热模型的验证及应用62

3.4 中厚板热处理加热过程的优化64

3.4.1 稳态加热过程的优化目标分析64

3.4.2 基于灰色异步粒子群算法的稳态加热优化67

3.4.3 热处理加热优化模型的应用75

3.5 辊底炉炉辊的改进及热损分析和控制优化76

3.5.1 辊底炉存在的问题及解决方法76

3.5.2 炉辊传热计算模型78

3.5.3 热损失分析和优化控制83

3.5.4 现场使用情况86

3.6 中厚板高温固溶炉控制系统的开发86

3.6.1 高温固溶炉控制系统构成87

3.6.2 高温固溶炉自动加热功能的设计88

3.6.3 钢板加热过程优化控制系统的设计95

3.7 中厚板高温固溶加热技术的应用104

3.7.1 高温固溶炉工艺技术概况104

3.7.2 热工模型及控制系统的实际应用效果107

4 中厚板均匀化辊式淬火技术及装备的研发与应用113

4.1 辊式淬火技术的控制要素及研究综述113

4.1.1 辊式淬火技术核心工艺要素113

4.1.2 中厚板辊式淬火关键技术研究综述114

4.2 具有高冷却强度及冷却均匀性的淬火系统喷嘴优化设计117

4.2.1 高温钢板水冷过程的局部换热区描述117

4.2.2 淬火喷水系统的结构设计118

4.2.3 缝隙喷嘴射流流场的有限元模拟125

4.3 高效淬火工艺换热过程研究分析129

4.3.1 钢板辊式淬火过程换热机理130

4.3.2 淬火时表面综合换热系数的求解原理131

4.3.3 逆求解法计算淬火时表面综合换热系数131

4.3.4 基于工业生产实际的钢板辊式淬火实验133

4.3.5 表面综合换热系数计算结果138

4.4 薄规格板材均匀化辊式淬火技术及变形控制策略139

4.4.1 薄规格板材均匀性冷却过程的关键影响因素139

4.4.2 薄规格钢板辊式淬火过程变形数值模拟143

4.4.3 薄规格板材淬火变形的实验结果及其分析146

4.4.4 薄规格板材淬火过程变形控制策略149

4.5 辊式淬火机工艺自动控制系统的开发153

4.5.1 基础自动化控制系统153

4.5.2 人机界面功能155

4.5.3 工艺过程自动化控制系统155

4.6 中厚板辊式淬火技术的现场应用161

4.6.1 中厚板辊式淬火机设备技术参数161

4.6.2 淬火钢板品种及规格162

4.6.3 淬火后钢板性能指标163

4.6.4 淬火后钢板板形控制结果平直度167

参考文献170