CN109870026A - 一种加热***和制备分区加热高强度钢板料的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种加热***和制备分区加热高强度钢板料的方法；***包括第一机械手、第二机械手、第三机械手、旋转式预加热炉、分区加热式辊底炉以及与旋转式预加热炉连接用以驱动其旋转的驱动装置；其中，旋转式预加热炉包括预加热炉底座和固定在预加热炉底座上方的若干个预加热炉本体；第一机械手固定在任意一个所述预加热炉本体的一侧，第二机械手固定在旋转式加热炉和分区加热式辊底炉之间，第三机械手位于分区加热式辊底炉的出口处。本发明中的加热***能够提供分区加热热成形工艺所需的分区加热高强度钢板料，同时能够匹配实际冲压节拍，满足工业上批量生产的需求，有利于加热后板料在生产线上的快速转运。

Description

一种加热***和制备分区加热高强度钢板料的方法

技术领域

本发明涉及高强度钢热冲压成形工艺领域，尤其涉及一种加热***和制备分区加热高强度钢板料的方法。

背景技术

随着全球汽车产业的快速发展，能源紧缺和环境污染现象日趋严峻。如何提高能源利用率、减少环境污染备受各界关注，而合理、有效的车身轻量化措施对于节能减排至关重要。为了在实现车身轻量化的同时保证乘员安全，各种高强度钢被广泛应用于车身抗撞零件的设计和生产。然而，随着钢板强度逐渐提高，其在室温下的塑性明显降低，成形性能恶化，采用传统冲压工艺进行成形时，会出现成形载荷过大、模具磨损严重、板料易起皱、开裂等一系列问题。为解决上述问题，高强度钢热成形工艺应运而生，其原理为：将微观组织为铁素体+珠光体的高强度钢板料加热至A_c3以上某一温度，得到变形抗力小、延伸率大的均匀奥氏体组织，随后将板料迅速转移至带有冷却***的冲压模具内快速成形，并保压、淬火，使其彻底转化为全马氏体组织，显著提高成形后零件的整体强度。

由于汽车车身是一个需要承受多种不同形式载荷的复杂结构，盲目地增加其结构整体的强度并不能获得最佳的抗撞效果。目前，对于某些热成形车身零件，如：热成形B柱结构，常需要其顶部具有高强度以抵抗碰撞侵入，而底部具有较高的塑形来变形吸能，即整个B柱结构存在软硬分区。

目前，有两种常见方法可实现热成形零件的软硬分区，即：分区冷却热成形工艺和分区加热热成形工艺。参阅图1和图2，前者是指整个板料在成形前已完全奥氏体化，通过改变淬火阶段板料不同区域的冷却速率实现软硬分区，后者是指通过改变热成形前板料不同区域的加热条件获得不同的奥氏体化状态，并经快速淬火后实现软硬分区。相对于分区冷却热成形工艺而言，分区加热热成形工艺具有明显优势：

1.可在不改变传统热成形模具的前提下，实现零件的软硬分区；

2.可避免在分区冷却热成形工艺中，为生成软质相而降低冷却速率，影响生产周期的问题；

3.通过适度加热，避免了冷却补偿所造成的能量损耗，提高了能效。

相对于分区冷却热成形工艺，分区加热热成形工艺仍处于发展初期，技术尚不成熟。目前，具有发展潜力的加热方式主要有两种：分流电阻加热方式和感应-接触加热方式。

参阅图3，在分流电阻加热方式中，由于铜块具有较大的横截面及较小的电阻率，因而电流会主要流经铜块，而较少地流经与其接触的板料区域，导致该区域板料产热较少，从而实现板料的分区加热。

参阅图4，在感应-接触加热方式中，利用已感应加热的接触板与板料间的接触传热对板料进行加热。通过控制两对接触板的温度，来实现板料的分区加热。

然而，上述两种分区加热方式目前仍处于试验室研究阶段，只能用于简单、小批量的试验研究。仅通过少量布置分流电阻加热或感应-接触加热设备很难匹配实际冲压节拍，无法满足工业上批量生产的需求；而大规模布置分流电阻加热或感应-接触加热设备不仅需要对各设备进行单独控制，还需要占用巨大的空间，同时不利于加热后板料在生产线上的快速转运。因此，需要设计一种高强度钢分区加热热成形工艺的加热***，该***能够提供分区加热热成形工艺所需的分区加热高强度钢板料，同时能够匹配实际冲压节拍，满足工业上批量生产的需求，有利于加热后板料在生产线上的快速转运。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明的主要目的在于提供一种加热***和制备分区加热高强度钢板料的方法。本发明中的加热***能够提供分区加热热成形工艺所需的分区加热高强度钢板料，同时能够匹配实际冲压节拍，满足工业上批量生产的需求，有利于加热后板料在生产线上的快速转运。

为了实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种加热***，包括第一机械手、第二机械手、第三机械手、旋转式预加热炉、分区加热式辊底炉以及与所述旋转式预加热炉连接用以驱动其旋转的驱动装置；其中，所述旋转式预加热炉包括预加热炉底座和固定在所述预加热炉底座上方的若干个预加热炉本体；所述第一机械手固定在任意一个所述预加热炉本体的一侧、用于将待加热的板料输送至所述预加热炉本体，所述第二机械手固定在所述旋转式加热炉和分区加热式辊底炉之间、用于将预加热完成的所述板料输送至所述分区加热式辊底炉的入口处，所述第三机械手位于所述分区加热式辊底炉的出口处。

作为一种优选的实施方式，所述预加热炉本体包括预加热炉炉腔、支撑腿、支撑腿滑块、炉门和若干个加热板总成；其中，所述炉门固定于所述预加热炉炉腔前侧并可相对于所述预加热炉炉腔开口侧的表面上下滑动，所述预加热炉炉腔固定在所述支撑腿上方，所述支撑腿滑块固定在所述支撑腿下方并与所述预加热炉底座活动连接，所述加热板总成位于所述预加热炉炉腔内并可相对于所述预加热炉炉腔的侧壁前后滑动。

进一步地，所述加热板总成包括固定在所述炉腔内侧壁的加热板以及固定在所述加热板上方的加热板托架，所述加热板托架用于支撑待加热的所述板料6。

进一步地，所述加热板上表面和下表面固定有红外加热板。

作为一种优选的实施方式，所述预加热炉底座包括固定块、固定块螺栓和运动轨道；其中，所述固定块安装在所述运动轨道内且固定块上设有通孔，所述固定块螺栓安装于所述通孔内并与所述预加热炉本体上的螺纹配合完成固定。

作为一种优选的实施方式，所述分区加热式辊底炉包括入口炉门、加热炉腔和出口炉门；其中，所述入口炉门、出口炉门固定在所述加热炉腔的两侧并可相对于所述加热炉腔上下滑动。

进一步地，所述加热炉腔包括位于所述分区加热式辊底炉入口处的入口托板、位于所述分区加热式辊底炉出口处的出口托板、固定于所述加热炉腔内部并可相对于所述加热炉腔上下移动上层分区加热管托板和下层分区加热管托板、固定在所述上层分区加热管托板内部的上层分区加热管、固定在所述下层分区加热管托板内部的下层分区加热管和位于所述上层分区加热管托板、下层分区加热管托板中间的若干个平行布置的炉辊。

进一步地，所述上层分区加热管、下层分区加热管分别包括高温加热管、低温加热管、绝热块、加热管轴和固定螺母；所述高温加热管、绝热块、低温加热管依次套设在所述加热管轴上，所述加热管轴两端设有螺纹，所述固定螺母与所述螺纹配合将所述上层分区加热管、下层分区加热管进行固定。

作为一种优选的实施方式，所述驱动装置为电机。

第二方面，本发明提供一种基于上述加热***制备分区加热高强度钢板料的方法，所述方法包括：

所述第一机械手将待加热的所述板料依次运输至所有所述预加热炉本体内，每当所述预加热炉本体被填满时，所述预加热炉本体中的所述加热板总成对所述板料进行预加热；

当达到预设的预加热温度时，所述加热板总成对所述板料进行保温且所述驱动装置驱动所述预加热炉底座旋转使得装载有所述板料的所述预加热炉本体到达所述第二机械手所在位置，所述第二机械手将所述板料取出并运输至所述分区加热式辊底炉内，同时，未达到预设的预加热温度的所述板料继续预加热；

所述已调整好位置的上层分区加热管、下分区加热管对所述预加热完成的板料进行分区加热直至其特定区域达到预定温度，所述第三机械手将达到预定温度的所述板料转移至热成型模具处。

上述技术方案带来的有益效果在于：

1、本发明加热***能够提供分区加热热成形工艺所需的分区加热高强度钢板料，同时能够匹配实际冲压节拍，满足工业上批量生产的需求，有利于加热后板料在生产线上的快速转运；

2、本发明加热***中的旋转式预加热炉可按照实际生产节拍需求，将大量高强度钢板料从室温快速预热至指定温度；加热过程中各炉腔单元封闭，可减少热量损失，大幅提高加热效率；加热完成后每次可单独取出一个炉腔单元内的板料，不影响其它炉腔单元内的板料；维护时，可将全部炉腔单元内的加热板总成取出，方便操作；整个加热炉结构简单，占地面积小；

3、本发明加热***中的分区加热式辊底炉配置有可随时开闭的进、出口炉门，能减少开放式辊底炉进、出口造成的热量损失；此外，炉腔内壁采用高效的热吸收材料，利用能量转换***可将内壁吸收的环境热量快速转化为电能，供分区加热管使用，大幅提高能效。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是分区冷却热成形工艺的原理图；

图2是分区加热热成形工艺的原理图；

图3是分流电阻加热方式的示意图；

图4是感应-接触加热方式的示意图；

图5是本发明实施例提供的一种加热***的结构示意图；

图6是发明实施例提供的第二机械手从旋转式预加热炉中夹取板料时的示意图；

图7是本发明实施例提供的旋转式预加热炉的结构示意图；

图8是本发明实施例提供的预加热炉底座的结构示意图；

图9是本发明实施例提供的固定块和固定块螺栓的结构示意图；

图10是本发明实施例提供的预加热炉本体的结构示意图；

图11是本发明实施例提供的预加热炉本体的另一结构示意图；

图12本发明实施例提供的加热板总成的结构示意图；

图13是本发明实施例提供的分区加热式辊底炉的结构示意图；

图14是本发明实施例提供的分区加热式辊底炉的主视图的全剖视图；

图15是本发明实施例提供的上层分区加热管的结构示意图；

图16是本发明实施例提供的为板料装满a预加热炉炉腔并关闭其炉门后的示意图；

图17是本发明实施例提供的为板料装满b预加热炉炉腔并关闭其炉门后的示意图；

图18是本发明实施例提供的为板料装满c预加热炉炉腔并关闭其炉门后的示意图；

图19是本发明实施例提供的为板料装满d预加热炉炉腔并关闭其炉门后的示意图；

图20是本发明实施例提供的分区加热后板料上分区情况的示意图；

图21是本发明实施例提供的分区加热后板料上分区情况的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“X轴”“Y轴”“Z轴”“垂直”“平行”“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例

参见图5、图6、图7，一种加热***，包括第一机械手1、旋转式预加热炉2、第二机械手3、分区加热式辊底炉4、第三机械手5、以及与旋转式预加热炉2连接用以驱动其旋转的驱动装置。

其中，旋转式预加热炉2包括预加热炉底座21和固定在预加热炉底座21上方的若干个预加热炉本体22；第一机械手1固定在任意一个预加热炉本体22的一侧、用于将待加热的板料6输送至预加热炉本体22，第二机械手3固定在旋转式预加热炉2和分区加热式辊底炉4中间、用于将预加热完成的板料6输送至分区加热式辊底炉4的入口处，第三机械手5位于所述分区加热式辊底炉4的出口处。

较优地，本实施例中，参见图7，预加热炉底座21为扁圆柱体结构，预加热炉本体22有四个，四个预加热炉本体22固定在预加热炉底座21并沿着其圆周方向均匀布置。在工作时，受到驱动装置的驱动，预加热炉底座21可绕着其中心轴转动，从而带动预加热炉本体22转动，本实施例中，驱动装置为电机。

此外，第一机械手1固定在旋转式预加热炉2的正左侧，第二机械手3固定在旋转式预加热炉2的正前方，并位于旋转式预加热炉2和分区加热式辊底炉4中间，第三机械手5固定在分区加热式辊底炉4的出口附近，用于将已分区加热好的板料6从分区加热式辊底炉4的出口运出。其中，第一机械手1、第二机械手3、第三机械手5的结构完全相同，为生产上通用的机械手装置，本实施例不加以过多描述。

参见图10、图11，每一个预加热炉本体22都包括预加热炉炉腔221、支撑腿223、支撑腿滑块222、炉门224和若干个加热板总成225。其中，炉门224固定于预加热炉炉腔221前侧并可相对于预加热炉炉腔221开口侧的表面上下滑动，预加热炉炉腔221固定在支撑腿223上方，支撑腿滑块222固定在支撑腿223下方并与预加热炉底座21活动连接，加热板总成225位于预加热炉炉腔221内并可相对于预加热炉炉腔221的侧壁前后滑动。

较优地，本实施例中，预加热炉炉腔221为立方体空腔结构，支撑腿223有四个且为圆柱体结构，预加热炉炉腔221的下表面的四个直角处与四个支撑腿223的上表面固定连接；并且，相对应地，支撑腿滑块222有四个且为长方体结构，四个支撑腿滑块222的上表面分别与四个支撑腿223的下表面固定连接，四个支撑腿滑块222可相对于预加热炉底座21进行滑动。

此外，本实施例中，参见图12，加热板总成225包括固定在预加热炉炉腔221内侧壁的加热板2251以及固定在所述加热板2251上方的加热板托架2252，加热板2251的上表面、下表面固定有红外加热板，可对板料6进行加热，加热板托架2252用于支撑待加热的板料6。每一个加热板总成225在预加热炉炉腔221内自上到下等距分布、形成若干个炉腔单元，并且在需要维护时可单独拆卸下来。

由于每一个预加热炉本体22与预加热炉底座21是活动连接的，因此，在本实施例中，参见图8、图9，预加热炉底座21包括固定块211、固定块螺栓212和运动轨道213；其中，固定块211安装在所述运动轨道213内且固定块211上设有通孔，固定块螺栓212安装于通孔内并与预加热炉本体22上的螺纹配合完成固定。

具体的，在本实施例中，预加热炉底座21上表面圆周方向均匀开设有与每一个预加热炉本体22的四个支撑腿223相对应的四对方形截面沟槽，作为运动轨道213。工作前，将每个预加热炉本体22的支撑腿滑块222安装在运动轨道213内，随后将固定块211安装运动轨道213内、支撑腿滑块222外侧，确保预加热炉本体22在固定块211的作用下无法沿着预加热炉底座21径向相对滑动，最后，将固定块螺栓212旋入固定块211的通孔内并与预加热炉底座21上的螺纹配合，从而完全固定住预加热炉本体22。

参见图13，分区加热式辊底炉4包括入口炉门41、加热炉腔42和出口炉门43；其中，入口炉门41、出口炉门43固定在加热炉腔42的两侧并可相对于加热炉腔42上下滑动。

具体的，本实施例中，入口炉门41、出口炉门43为长方体结构，加热炉腔42为长方体空腔结构，入口炉门41、出口炉门43分别位于分区加热式辊底炉4的入口处、出口处；此外，加热炉腔42内壁采用高效的热吸收材料，通过能量转换***可将内壁吸收的环境热量快速转化为电能，从而提供热源。

此外，参见图14，加热炉腔42包括入口托板421、出口托板422、上层分区加热管托板423、下层分区加热管托板425、上层分区加热管424、下层分区加热管426和若干个炉辊427。其中，入口托板421、出口托板422均为长方体板结构，入口托板421位于加热炉腔42的入口处，用于承接由第二机械手3转移过来的板料6，以便其顺利进入若干个炉辊427组成的运输通道；出口托板422位于加热炉腔42的出口处，用于承接加热完成的板料6；上层分区加热管托板423和下层分区加热管托板425为结构完全相同的长方体板结构，其固定在加热炉腔42内部并且可相对于加热炉腔42上下移动，以便调整其与被加热板料6的距离；上层分区加热管托板423和下层分区加热管托板425上均匀分布了若干个圆柱形通孔，分别用于安装上层分区加热管424、下层分区加热管426，上层分区加热管424和下层分区加热管426为结构完全相同的阶梯形圆柱体结构，用于对进入加热炉腔42内的板料6进行加热；并且，若干个炉辊427为普通辊底炉所采用的圆柱体炉辊427，其平行布置在上层分区加热管托板423、下层分区加热管托板425中间，并且固定在加热炉腔42的侧壁，形成一个运输通道用以运输板料6。

进一步地，在本实施例中，参见图15，上层分区加热管424高温加热管4241、低温加热管4242、绝热块4243、加热管轴4244和固定螺母4245。其中，高温加热管4241、绝热块4243、低温加热管4242依次套设在加热管轴4244上。

具体的，高温加热管4241和低温加热管4242均为带空腔的圆柱体管结构，其外表面缠绕着螺旋形红外加热管，用以提供热源。在高温加热管4241和低温加热管4242之间安装有环形结构的耐高温陶瓷材料制成的绝热块4243，用于隔绝高温加热管4241和低温加热管4242之间的相互传热。加热管轴4244为圆柱体结构，沿轴向依次穿过高温加热管4241、绝热块4243、低温加热管4242的空腔，用于安装高温加热管4241、绝热块4243、低温加热管4242。

此外，加热管轴4244两端设有螺纹，固定螺母4245与螺纹配合可将加热管轴4244进行固定。具体的，在上层分区加热管托板423上设有圆柱形通孔，螺纹穿过圆柱形通孔后与固定螺母4245相配合，从而保证上层分区加热管424固定在上层分区加热管托板423上。下层分区加热管426与上层分区加热管424结构相同，因此不再赘述。

采用上述加热***制备高分区加热高强度钢板料6的方法包括：

S1、第一机械手1将待加热的板料6依次运输至所有预加热炉本体22内，每当预加热炉本体22被填满时，预加热炉本体22中的加热板总成225对板料6进行预加热。

S2、当达到预设的预加热温度时，加热板总成225对板料6进行保温且驱动装置驱动预加热炉底座21旋转使得装载有板料6的预加热炉本体22到达第二机械手3所在位置，第二机械手3将板料6取出并运输至分区加热式辊底炉4内，同时，未达到预设的预加热温度的板料6继续预加热。

S3、已调整好位置的上层分区加热管424、下层分区加热管426对预加热完成的板料6进行分区加热直至其特定区域达到预定温度，第三机械手5将达到预定温度的板料6转移至热成型模具处。

在执行步骤S1之前，假定第一机械手1向每个预加热炉炉腔221转运并放置板料6的时间、第二机械手3从每个预加热炉炉腔221中夹取并转运板料6的时间和第三机械手5从分区加热式辊底炉4中夹取并转运板料6的时间均为Δt，并设每个预加热炉炉腔221内炉腔单元数量为n，旋转式预加热炉2每逆时针转动90°所用时间为t1，忽略炉门224在预加热炉炉腔221上快速开闭的时间，并将每个预加热炉炉腔221在第一机械手1位置处装满板料6后至该炉到达第二机械手3位置处的时间间隔定义为板料6的加热及保温时间t2，则t2＝2×n×Δt+3×t1。

较优地，本实施例中，设定Δt＝5s，n＝10，t1＝5s，则t2＝2×n×Δt+3×t1＝115s。

上述步骤S1～S3具体展开为：

S11、设初始时刻为0，并利用第一机械手1转运并放置板料6，从而将a预加热炉炉腔221内所有的炉腔单元填满，所用时间为n×Δt；

S12、利用驱动装置驱动预加热炉底座21绕其中心轴逆时针转动90°，同时关闭a预加热炉炉腔221的炉门224，具体参见图16，开始对该炉腔内的板料6进行加热及保温；其中，选择8℃/s的加热速率对板料6进行加热，直至加热至预定温度600℃。

S13、经过时间t1后，a预加热炉炉腔221转动至第二机械手3的正对面，b预加热炉炉腔221转动至第一机械手1处，此时驱动装置使预加热炉底座21停止转动，并利用第一机械手1转运并放置板料6，从而将到达该处的b预加热炉炉腔221内所有的炉腔单元填满，所用时间为n×Δt；

S14、利用驱动装置驱动预加热炉底座21绕其中心轴逆时针转动90°，同时关闭b预加热炉炉腔221的炉门224，具体参见图17，开始对该炉腔内的板料6进行加热及保温；其中，选择8℃/s的加热速率对板料6进行加热，直至加热至预定温度600℃。

S15、再经过时间t1后，a预加热炉炉腔221转动至第一机械手1的正对面，b预加热炉炉腔221转动至第二机械手3的正对面，c预加热炉炉腔221转动至第一机械手1处，此时驱动装置使预加热炉底座21停止转动，并利用第一机械手1转运并放置板料6，从而将到达该处的c预加热炉炉腔221内所有的炉腔单元填满，所用时间为n×Δt；

S16、利用驱动装置驱动预加热炉底座21绕其中心轴逆时针转动90°，同时关闭c预加热炉炉腔221的炉门224，具体参见图18，开始对该炉腔内的板料6进行加热及保温；其中，选择8℃/s的加热速率对板料6进行加热，直至加热至预定温度600℃。

S17、再经过时间t1后，a预加热炉炉腔221转动至第二机械手3处，b预加热炉炉腔221转动至第一机械手1的正对面，c预加热炉炉腔221转动至第二机械手3的正对面，d预加热炉炉腔221转动至第一机械手1处，此时驱动装置使预加热炉底座21停止转动，并利用第一机械手1转运并放置板料6，从而将到达该处的d预加热炉炉腔221内所有的炉腔单元填满；利用第二机械手3夹取并转运板料6，从而将到达该处的a预加热炉炉腔221内所有炉腔单元中的板料6依次取出送至分区加热式辊底炉4，所用时间为n×Δt；

S18、利用驱动装置驱动预加热炉底座21绕其中心轴逆时针转动90°，同时关闭d预加热炉炉腔221的炉门224，具体参见图19，开始对该炉腔内的板料6进行加热及保温；其中，选择8℃/s的加热速率对板料6进行加热，直至加热至预定温度600℃。

S19、再经过时间t1后，a预加热炉炉腔221转动至第一机械手1处，b预加热炉炉腔221转动至第二机械手3处，c预加热炉炉腔221转动至第一机械手1的正对面，d预加热炉炉腔221转动至第二机械手3的正对面，此时驱动装置使预加热炉底座21停止转动，并利用第一机械手1转运并放置板料6，从而将到达该处的a预加热炉炉腔221内所有的炉腔单元填满，同时利用第二机械手3夹取并转运板料6，从而将到达该处的b预加热炉炉腔221内所有炉腔单元中的板料6依次取出送至分区加热式辊底炉4，所用时间为n×Δt；

S110、利用驱动装置驱动预加热炉底座21绕其中心轴逆时针转动90°，同时关闭a预加热炉炉腔221的炉门224，具体参见图16，开始对该炉腔内的板料6进行加热及保温；其中，选择8℃/s的加热速率对板料6进行加热，直至加热至预定温度600℃。

S111、再经过时间t1后，a预加热炉炉腔221转动至第二机械手3的正对面，b预加热炉炉腔221转动至第一机械手1处，c预加热炉炉腔221转动至第二机械手3处，d预加热炉炉腔221转动至第一机械手1的正对面，此时驱动装置使预加热炉底座21停止转动，并利用第一机械手1转运并放置板料6，从而将到达该处的b预加热炉炉腔221内所有的炉腔单元填满，同时利用第二机械手3夹取并转运板料6，从而将到达该处的c预加热炉炉腔221内所有炉腔单元中的板料6依次取出送至分区加热式辊底炉4，所用时间为n×Δt；

S112、利用驱动装置驱动预加热炉底座21绕其中心轴逆时针转动90°，同时关闭b预加热炉炉腔221的炉门224，具体参见图17，开始对该炉腔内的板料6进行加热及保温；其中，选择8℃/s的加热速率对板料6进行加热，直至加热至预定温度600℃。

S113、再经过时间t1后，a预加热炉炉腔221转动至第一机械手1的正对面，b预加热炉炉腔221转动至第二机械手3的正对面，c预加热炉炉腔221转动至第一机械手1处，d预加热炉炉腔221转动至第二机械手3处，此时驱动装置使预加热炉底座21停止转动，并利用第一机械手1转运并放置板料6，从而将到达该处的c预加热炉炉腔221内所有的炉腔单元填满，同时利用第二机械手3夹取并转运板料6，从而将到达该处的d预加热炉炉腔221内所有炉腔单元中的板料6依次取出送至分区加热式辊底炉4，所用时间为n×Δt；

S114、利用驱动装置驱动预加热炉底座21绕其中心轴逆时针转动90°，同时关闭c预加热炉炉腔221的炉门224，具体参见图18，开始对该炉腔内的板料6进行加热及保温；其中，选择8℃/s的加热速率对板料6进行加热，直至加热至预定温度600℃。

S115、再经过时间t1后，a预加热炉炉腔221转动至第二机械手3处，b预加热炉炉腔221转动至第一机械手1的正对面，c预加热炉炉腔221转动至第二机械手3的正对面，d预加热炉炉腔221转动至第一机械手1处，此时使预加热炉底座21停止转动，并利用第一机械手1转运并放置板料6，从而将到达该处的d预加热炉炉腔221内所有的炉腔单元填满，同时利用第二机械手3夹取并转运板料6，从而将到达该处的a预加热炉炉腔221内所有炉腔单元中的板料6依次取出送至分区加热式辊底炉4，所用时间为n×Δt；

S116、利用驱动装置驱动预加热炉底座21绕其中心轴逆时针转动90°，同时关闭d预加热炉炉腔221的炉门224，具体参见图19，开始对该炉腔内的板料6进行加热及保温；其中，选择8℃/s的加热速率对板料6进行加热，直至加热至预定温度600℃。

S117、重复执行步骤S19-S116，可使得旋转式预加热炉2连续作业；

S118、利用第二机械手3将所有预加热炉炉腔221内的板料6依次取出送至分区加热式辊底炉4的入口处，预先选取合适长度的高温加热管4241和低温加热管4242，并将高温加热管4241设置为恒温T_h℃，低温加热管4242设置为恒温T_l℃，从而保证最终在板料6上得到预期长度为L_h的高温板料区和L_l的低温板料区。

其中，高温加热管4241设置为恒温925℃，低温加热管4242设置为恒温720℃。

较优地，将上层分区加热管424中高温加热管4241的长度设置为475mm，低温加热管4242的长度设置为475mm，绝热块4243的长度为50mm，可得到板料6上预期长度为L_h＝475mm的高温板料区和L_l＝475mm的低温板料区，高温板料区和低温板料6区间的过渡区长度为50mm，具体参见图20。

此外，作为另一种较优的实施方式，将上层分区加热管424中高温加热管4241的长度设置为665mm，低温加热管4242的长度设置为285mm，绝热块4243的长度为50mm，可得到板料6上预期长度为L_h＝665mm的高温板料区和L_l＝285mm的低温板料区，高温板料区和低温板料6区间的过渡区长度为50mm具体参见图21。

S119、在感应***的提示下，分区加热式辊底炉4的入口炉门41自动开启，使板料6依次进入加热炉腔42内，炉辊427将板料6从炉腔入口向炉腔出口传递，同时，利用已调整好位置的上层分区加热管424和下层分区加热管426对板料6进行分区加热直至其上特定区域到达预定温度；

S120、已完成分区加热的板料6被运输至分区加热式辊底炉4的出口处，在感应***的提示下，分区加热式辊底炉4的出口炉门43自动开启，使板料6被依次运出加热炉腔42，第三机械手5将板料6转移至热成形模具处。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种加热***，其特征在于，所述***包括第一机械手、第二机械手、第三机械手、旋转式预加热炉、分区加热式辊底炉以及与所述旋转式预加热炉连接用以驱动其旋转的驱动装置；其中，所述旋转式预加热炉包括预加热炉底座和固定在所述预加热炉底座上方的若干个预加热炉本体；所述第一机械手固定在任意一个所述预加热炉本体的一侧、用于将待加热的板料输送至所述预加热炉本体，所述第二机械手固定在所述旋转式加热炉和分区加热式辊底炉之间、用于将预加热完成的所述板料输送至所述分区加热式辊底炉的入口处，所述第三机械手位于所述分区加热式辊底炉的出口处。

2.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述预加热炉本体包括预加热炉炉腔、支撑腿、支撑腿滑块、炉门和若干个加热板总成；其中，所述炉门固定于所述预加热炉炉腔前侧并可相对于所述预加热炉炉腔开口侧的表面上下滑动，所述预加热炉炉腔固定在所述支撑腿上方，所述支撑腿滑块固定在所述支撑腿下方并与所述预加热炉底座活动连接，所述加热板总成位于所述预加热炉炉腔内并可相对于所述预加热炉炉腔的侧壁前后滑动。

3.根据权利要求2所述的***，其特征在于，所述加热板总成包括固定在所述炉腔内侧壁的加热板以及固定在所述加热板上方的加热板托架，所述加热板托架用于支撑待加热的所述板料6。

4.根据权利要求3所述的***，其特征在于，所述加热板上表面和下表面固定有红外加热板。

5.根据权利要求2所述的***，其特征在于，所述预加热炉底座包括固定块、固定块螺栓和运动轨道；其中，所述固定块安装在所述运动轨道内且固定块上设有通孔，所述固定块螺栓安装于所述通孔内并与所述预加热炉本体上的螺纹配合完成固定。

6.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述分区加热式辊底炉包括入口炉门、加热炉腔和出口炉门；其中，所述入口炉门、出口炉门固定在所述加热炉腔的两侧并可相对于所述加热炉腔上下滑动。

7.根据权利要求6所述的***，其特征在于，所述加热炉腔包括位于所述分区加热式辊底炉入口处的入口托板、位于所述分区加热式辊底炉出口处的出口托板、固定于所述加热炉腔内部并可相对于所述加热炉腔上下移动上层分区加热管托板和下层分区加热管托板、固定在所述上层分区加热管托板内部的上层分区加热管、固定在所述下层分区加热管托板内部的下层分区加热管和位于所述上层分区加热管托板、下层分区加热管托板中间的若干个平行布置的炉辊。

8.根据权利要求7所述的***，其特征在于，所述上层分区加热管、下层分区加热管分别包括高温加热管、低温加热管、绝热块、加热管轴和固定螺母；所述高温加热管、绝热块、低温加热管依次套设在所述加热管轴上，所述加热管轴两端设有螺纹，所述固定螺母与所述螺纹配合将所述上层分区加热管、下层分区加热管进行固定。

9.根据权利要求1～8任意一项所述的***，其特征在于，所述驱动装置为电机。

10.一种基于权利要求1～9任意一项所述的加热***制备分区加热高强度钢板料的方法，其特征在于，所述方法包括：

所述第一机械手将待加热的所述板料依次运输至所有所述预加热炉本体内，每当所述预加热炉本体被填满时，所述预加热炉本体中的所述加热板总成对所述板料进行预加热；

当达到预设的预加热温度时，所述加热板总成对所述板料进行保温且所述驱动装置驱动所述预加热炉底座旋转使得装载有所述板料的所述预加热炉本体到达所述第二机械手所在位置，所述第二机械手将所述板料取出并运输至所述分区加热式辊底炉内，同时，未达到预设的预加热温度的所述板料继续预加热；

所述已调整好位置的上层分区加热管、下分区加热管对所述预加热完成的板料进行分区加热直至其特定区域达到预定温度，所述第三机械手将达到预定温度的所述板料转移至热成型模具处。