專利名稱：一種棒材軋后冷卻特性的分析方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于軋鋼生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種棒材軋后冷卻特性的分析方法， 針對棒材在冷床上空冷狀態(tài)下連續(xù)冷卻過程中相變特征點的在線測試和分析，適用于棒材生產(chǎn)車間圓鋼冷卻特性數(shù)據(jù)分析研究。
背景技術(shù)：
金屬材料的組織轉(zhuǎn)變過程研究歷來是軋鋼領(lǐng)域關(guān)注的重點，對于型材車間的棒材生產(chǎn)，其軋后冷卻主要是冷床上的空冷，其冷卻過程中冷卻速率受規(guī)格、鋼種、環(huán)境溫度和生產(chǎn)節(jié)奏所限，對于棒材的相變點、相變開始溫度、相變時間等特性數(shù)據(jù)的分析一直以來也是采用熱模擬機測定，其原理是通過以膨脹法，利用鋼發(fā)生相變和組織轉(zhuǎn)變時內(nèi)部晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生改變時的體積效應(yīng)，獲得CCT曲線，確定相變的開始溫度和結(jié)束時間，此外還有磁性法和金相-硬度法，這些方法卻在以下缺陷第一，棒材的冷卻特性過程數(shù)據(jù)受軋制過程的影響，熱模擬CCT曲線過程不能準確地反映其相變溫度和相變時間，大變形下的鐵素體和珠光體相變溫度都會升高，熱模擬形變無法實現(xiàn)從連鑄坯到最終規(guī)格的形變過程；第二同一鋼種棒材受環(huán)境溫度和規(guī)格的影響，而且其不同季節(jié)的冷卻速率不同，熱模擬過程很難準確分析具體冷速下相變特性。所以為實現(xiàn)棒材的冷卻過程分析，有很多研究人員進行了分析，專利一種空冷狀態(tài)下的金屬相變特征數(shù)值的判定方法(申請?zhí)?00610106740. 0)和珠光體相變點在線測試法(申請?zhí)?00510012352. X)都提出了針對棒材空冷狀態(tài)下的相變點分析方法，但其基礎(chǔ)測試數(shù)據(jù)都來自非接觸式的點式激光測溫儀，其需要對冷床上大量的測試點進行分析、整理，除了分析過程復(fù)雜外，測試的精度也值得商榷。棒材的在冷床上的冷卻過程本身具有一個顯著特點——連續(xù)性，即連軋機軋制具有周期性，從一根棒材上冷床到下一根上冷床的時間按間隔是固定的，這種周期性和固定間隔時間確定了冷床上的后上冷床的棒材都是在重復(fù)先上冷床的冷卻過程，即如果忽略軋制過程造成棒材本身的溫度差異外(工業(yè)生產(chǎn)過程中每根棒材上冷床的溫度差異可以忽略)，實際上冷床沿步進方向上不同位置上的棒材實際上可以認定為同一根棒材不同時刻的溫度狀態(tài)，例如，每根棒材的間隔時間是5秒鐘，設(shè)定一根剛上冷床的棒材，其5秒后的溫度狀態(tài)是和它鄰近的步進方向上前一根棒材的溫度，其10秒后的狀態(tài)是步進方向上第二根棒材的溫度，一次類推，如果獲得了整個冷床不同位置的棒材溫度——冷床溫度場，即獲得了棒材不同時刻的溫度值，對溫度場進行溫度線掃描得到就是棒材連續(xù)冷卻溫度變化曲線，具體現(xiàn)場示意圖如圖1所示。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種棒材軋后冷卻特性的分析方法，采用熱成像儀取代傳統(tǒng)的測溫方式，將測試點升級到測試平面，將溫度點轉(zhuǎn)變?yōu)闇囟葓觯ㄟ^對溫度場圖片的特定方向上的溫度線掃描，直接獲得冷床上連續(xù)棒材的溫度變化曲線，克服了利用CCT曲線的準確性，同時也較傳統(tǒng)的點式溫度測試方法更加方便和準確，非常適用于棒材生產(chǎn)車間圓鋼冷卻特性數(shù)據(jù)分析研究。本發(fā)明包括以下步驟a.溫度場攝像熱成像儀對軋后步進冷床上連續(xù)的棒材進行攝像，直接得到冷床溫度場分布圖。b.得到溫度連續(xù)變化曲線沿著冷床步進方向?qū)浯矞囟葓龇植紙D進行溫度線掃描，測出沿步進方向冷床不同位置的各根棒材溫度，通過數(shù)據(jù)擬合形成軋后冷床棒材溫度連續(xù)變化曲線。c.冷卻特性分析根據(jù)棒材軋后冷床溫度變化曲線和冷床步進的頻率、間隔時間分析棒材軋后冷卻速率，相變開始溫度、相變終了溫度、相變時間。本發(fā)明的優(yōu)點在于，準確的反映棒材生產(chǎn)狀態(tài)下相變過程特性數(shù)據(jù)，獲得的冷卻特性數(shù)據(jù)多，簡潔方便。


圖1為現(xiàn)場冷床和測試方法的示意圖。圖2為熱成像儀攝取25MnVC 18mm圓鋼溫度場，LlOl為線掃描路線。圖3為冷床上線掃描方向不同位置25MnVC 18mm圓鋼溫度變化曲線。圖4為熱成像儀攝取GCrl5C 20mm圓鋼溫度場，LlOl為線掃描路線。圖5為冷床上線掃描方向不同位置GCrl5C 20mm圓鋼溫度變化曲線。
具體實施例方式實施例1本發(fā)明在首鋼精棒車間C 18mm25MnV圓鋼的軋后冷卻特性分析研究，具體步驟a.溫度場攝像熱成像儀對軋后步進冷床上連續(xù)的棒材進行攝像，直接得到冷床溫度場分布圖，如圖2。b.得到溫度連續(xù)變化曲線沿著冷床步進方向?qū)浯矞囟葓龇植紙D進行溫度線掃描，圖2中LlOl標(biāo)記，測出沿步進方向冷床不同位置的各根棒材溫度，通過數(shù)據(jù)擬合形成軋后冷床棒材溫度連續(xù)變化曲線，如圖3所示。c.冷卻特性分析目前圓鋼生產(chǎn)間隔時間為10s，由溫度變化曲線可以分析出溫度拐點在650°C和620°C，650°C為圓鋼發(fā)生珠光體相變開始溫度，620°C為珠光體相變結(jié)束溫度，圓鋼上冷床溫度880°C、相變開始溫度650，兩者的間隔圓桿數(shù)量為15根(乘以間隔時間10s，間隔時間150s)，用上冷床溫度和相變溫度之差除以間隔時間得到相變前的冷卻速率為1.6°C /s，利用相變溫度和相變結(jié)束溫度之間的圓鋼數(shù)量乘以間隔時間得到珠光體相變時間是90s。實施例2本發(fā)明在首鋼精棒車間C 20mmGCrl5圓鋼的軋后冷卻特性分析研究，具體步驟a.溫度場攝像熱成像儀對軋后步進冷床上連續(xù)的棒材進行攝像，直接得到冷床溫度場分布圖，如圖4。b.得到溫度連續(xù)變化曲線沿著冷床步進方向?qū)浯矞囟葓龇植紙D進行溫度線掃描，圖4中LlOl標(biāo)記，測出沿步進方向冷床不同位置的各根棒材溫度，通過數(shù)據(jù)擬合形成軋后冷床棒材溫度連續(xù)變化曲線，如圖5所示。 c.冷卻特性分析目前圓鋼生產(chǎn)間隔時間為10s，由溫度變化曲線可以分析出溫度拐點在715°C、740°C和730°C，715°C為圓鋼發(fā)生珠光體相變開始溫度，740°C為相變溫升造成的珠光體相變最高溫度，710°C為相變結(jié)束溫度，圓鋼上冷床溫度880°C、相變開始溫度 710°C，兩者的間隔圓桿數(shù)量為10根(乘以間隔時間10s，間隔時間100s)，用上冷床溫度和相變溫度之差除以間隔時間得到相變前的冷卻速率為1.7°C /s，利用相變溫度和相變結(jié)束溫度之間的圓鋼數(shù)量乘以間隔時間得到珠光體相變時間是50s。
權(quán)利要求
1. 一種棒材軋后冷卻特性的分析方法，其特征在于，工藝步驟為a.溫度場攝像熱成像儀對軋后步進冷床上連續(xù)的棒材進行攝像，直接得到冷床溫度場分布圖；b.得到溫度連續(xù)變化曲線沿著冷床步進方向?qū)浯矞囟葓龇植紙D進行溫度線掃描， 測出沿步進方向冷床不同位置的各根棒材溫度，通過數(shù)據(jù)擬合形成軋后冷床棒材溫度連續(xù)變化曲線；c.冷卻特性分析根據(jù)棒材軋后冷床溫度變化曲線和冷床步進的頻率、間隔時間分析棒材軋后冷卻速率，相變開始溫度、相變終了溫度、相變時間。
全文摘要
一種棒材軋后冷卻特性的分析方法，屬于軋鋼生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。工藝步驟為溫度場攝像熱成像儀對軋后步進冷床上連續(xù)的棒材進行攝像，直接得到冷床溫度場分布圖；得到溫度連續(xù)變化曲線沿著冷床步進方向?qū)浯矞囟葓龇植紙D進行溫度線掃描，測出沿步進方向冷床不同位置的各根棒材溫度，通過數(shù)據(jù)擬合形成軋后冷床棒材溫度連續(xù)變化曲線；冷卻特性分析根據(jù)棒材軋后冷床溫度變化曲線和冷床步進的頻率、間隔時間分析棒材軋后冷卻速率，相變開始溫度、相變終了溫度、相變時間。優(yōu)點在于，準確的反映棒材生產(chǎn)狀態(tài)下相變過程特性數(shù)據(jù)，獲得的冷卻特性數(shù)據(jù)多，簡潔方便。
文檔編號G01N25/02GK102156144SQ201110075790
公開日2011年8月17日 申請日期2011年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月28日
發(fā)明者崔京玉, 李舒笳, 王麗萍, 王全禮, 王猛, 王立峰, 羅志俊 申請人:首鋼總公司