一種用于確定電阻爐中鋼塊內(nèi)部實(shí)際溫度的測(cè)試方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于金屬材料的熱處理領(lǐng)域，提供一種用于精確測(cè)定電阻爐中加熱鋼塊內(nèi)部實(shí)際溫度的測(cè)試方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鋼鐵材料在冶煉、乳制成型后為了獲得特定的性能，往往需要進(jìn)行后續(xù)熱處理，熱處理溫度的精確控制對(duì)產(chǎn)品的最終性能具有重要的影響，在箱式電阻爐中，常用的測(cè)溫手段是利用鎳鉻-鎳硅熱電偶(K型熱電偶)測(cè)量爐溫，但是現(xiàn)行測(cè)量方法都是將熱電偶置于箱式電阻爐中，顯示溫度實(shí)際上是電阻爐內(nèi)熱電偶附近空氣的溫度，并不是鋼塊的實(shí)際溫度，由于電阻爐加熱屬于非接觸式熱輻射和熱傳導(dǎo)加熱，鋼塊內(nèi)部的實(shí)際溫度變化將滯后于熱電偶處的溫度變化。目前已有的基于K型熱電偶測(cè)量誤差修正的文獻(xiàn)只是在提高熱電偶自身儀器誤差上作出改進(jìn)，例如文獻(xiàn)I (信息技術(shù)，2014，03:165)報(bào)道，利用K型熱電偶和MAX6675作為溫度采集模塊，可以將溫度控制精度限定在0.5°C。文獻(xiàn)2 (機(jī)械設(shè)計(jì)與制造，2011，04:7)報(bào)道，將AD595測(cè)溫電路應(yīng)用于K型熱電偶的溫度控制系統(tǒng)中，溫度控制精度可實(shí)現(xiàn)±1°C。文獻(xiàn)3 (江西理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2007，28 (4):25)報(bào)道將89C55單片機(jī)MAX6675溫度采集器應(yīng)用于K型熱電偶測(cè)溫系統(tǒng)中，其溫度分辨率達(dá)0.25 V。上述已發(fā)表文獻(xiàn)均未涉及到K型熱電偶的具體測(cè)量位置，僅僅在K型熱電偶測(cè)量系統(tǒng)的儀器誤差上做出改進(jìn)，由箱式電阻爐的非接觸式加熱所導(dǎo)致的鋼塊內(nèi)部實(shí)際溫度變化滯后于熱電偶附近空氣溫度的變化，上述測(cè)量手段均有一定偏差。中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利CN 102605166 A，公開(kāi)了一種用于罩式退火爐內(nèi)鋼卷的測(cè)溫裝置及其使用方法，指出將熱電偶置于測(cè)溫插條中，在鋼卷卷曲的過(guò)程中，將測(cè)溫插條置于鋼卷內(nèi)部，利用熱電偶測(cè)量鋼卷內(nèi)部溫度，該專(zhuān)利雖然將熱電偶置于鋼卷內(nèi)部，但是該專(zhuān)利所述方法僅僅適用于可卷曲的板帶，厚板或塊狀鋼材內(nèi)部溫度的測(cè)量方法依然有待解決。因此，找到一種用于確定電阻爐中鋼塊內(nèi)部實(shí)際溫度的測(cè)試方法很有必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種用于精確測(cè)定電阻爐中加熱鋼塊內(nèi)部實(shí)際溫度的測(cè)試方法，鋼塊尺寸長(zhǎng)寬厚的范圍是，10mm<A<50mm, 10mm<B<50mm, 10mm〈C〈50mmo
[0004]本發(fā)明提供一種用于精確測(cè)定電阻爐中加熱鋼塊內(nèi)部實(shí)際溫度的測(cè)試方法，其特征在于:在被測(cè)鋼塊表面用鉆頭打出測(cè)溫小孔，用室溫下可變形高溫受熱后硬結(jié)并具有一定強(qiáng)度的粘土填滿(mǎn)測(cè)溫小孔，將具有一定強(qiáng)度的K型熱電偶插入到粘土中，熱電偶另一端連接到測(cè)溫儀上，通過(guò)測(cè)溫儀實(shí)時(shí)記錄溫度數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)精確測(cè)量鋼塊內(nèi)部實(shí)際溫度的目的。
[0005]一種用于確定電阻爐中鋼塊內(nèi)部實(shí)際溫度的測(cè)試方法，其特征在于:用鉆頭在鋼塊上打出測(cè)溫小孔，測(cè)溫小孔頂部位置通過(guò)機(jī)加工精確控制，將室溫下可變形高溫受熱后硬結(jié)并具有一定強(qiáng)度的粘土填滿(mǎn)測(cè)溫小孔，把具有一定強(qiáng)度的K型熱電偶插入到粘土中，熱電偶另一端連接到測(cè)溫儀上，通過(guò)測(cè)溫儀實(shí)時(shí)記錄溫度數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)精確測(cè)量鋼塊內(nèi)部實(shí)際溫度的目的。
[0006]所述方法的具體步驟是:
[0007](I)用高度游標(biāo)卡尺確定鋼塊內(nèi)某一測(cè)量位置，例如C mm鋼板的芯部，并做好標(biāo)記(如圖1所示)。
[0008](2)機(jī)加工的方法，在鋼塊表面標(biāo)記出垂直鉆出的測(cè)溫小孔(如圖1所示)。
[0009](3)小孔頂部位置即為測(cè)溫儀測(cè)得的鋼塊內(nèi)部的實(shí)際溫度的位置。
[0010](4)將室溫下可變形高溫受熱后硬結(jié)并具有一定強(qiáng)度的粘土填滿(mǎn)測(cè)溫小孔(如圖2所示)。
[0011](5)將具有一定強(qiáng)度的K型熱電偶插入到粘土中(如圖2所示)，此時(shí)熱電偶頂端測(cè)量的溫度即為鋼塊內(nèi)部實(shí)際的溫度。
[0012](6)熱電偶的另一端連接到測(cè)溫儀上，測(cè)量時(shí)，測(cè)溫儀將鋼塊內(nèi)部的溫度實(shí)時(shí)記錄到存儲(chǔ)器中(如圖2所示)。
[0013](7)將鋼塊放入箱式電阻爐中，設(shè)定好需要的溫度，打開(kāi)測(cè)溫儀并記錄數(shù)據(jù)。
[0014](8)將存儲(chǔ)器里的數(shù)據(jù)拷貝到電腦中，利用軟件繪制出實(shí)際溫度一一時(shí)間曲線，該曲線就是反映鋼塊內(nèi)部實(shí)際溫度變化規(guī)律的曲線。
[0015](9)將所得實(shí)際溫度一一時(shí)間曲線與箱式電阻爐顯示溫度對(duì)比，即可得出該電阻爐在該加熱溫度時(shí)，鋼塊內(nèi)部實(shí)際溫度與現(xiàn)實(shí)溫度的差別。
[0016]在步驟(I)中，利用高度游標(biāo)卡尺確定鋼塊內(nèi)溫度測(cè)量位置時(shí)可以選擇任意位置，例如20mm鋼板的芯部、四分之一處等，一旦選擇好測(cè)溫位置，最后的實(shí)際溫度一一時(shí)間曲線反映的就是該位置的實(shí)際溫度變化情況。
[0017]在步驟⑵中，機(jī)加工獲得的測(cè)溫小孔需要保證加工精度，一般將鋼塊在磨床上加工出兩個(gè)平行表面，并在其中的一個(gè)表面上按照步驟(I)所述，利用高度游標(biāo)卡尺定位，隨后用鉆床加工出測(cè)溫小孔。
[0018]在步驟(5)中，K型熱電偶的頂端用短路法焊合，焊接點(diǎn)如圖2的標(biāo)記7所示，并將兩根電阻絲擰在一起以便插入到粘土中。
[0019]在步驟(7)中，打開(kāi)測(cè)溫儀并記錄數(shù)據(jù)時(shí)選擇USB記錄(如圖2的標(biāo)記9所示)以便將愛(ài)那個(gè)數(shù)據(jù)拷貝到電腦上進(jìn)行后續(xù)處理。
[0020]在步驟(9)中，利用一塊打好測(cè)溫空并接好熱電偶的試樣，將某一箱式電阻爐在不同溫度下的實(shí)際溫度一一時(shí)間曲線測(cè)量出來(lái)，制成該箱式電阻爐的熱處理參照手冊(cè)，以便后續(xù)熱處理。
[0021]該發(fā)明克服了傳統(tǒng)熱電偶測(cè)試中，測(cè)量點(diǎn)溫度與鋼塊實(shí)際溫度不一致的缺點(diǎn)，為精確測(cè)量電阻爐中鋼塊各位置實(shí)際溫度提供解決方法。
[0022]本發(fā)明中所用粘土作為粘結(jié)劑必須滿(mǎn)足一下兩個(gè)條件，一是在常溫下具有可塑性，既能將粘土填裝到測(cè)溫小孔中，也可以把K型熱電偶擰成一股后插入到粘土里；二是經(jīng)過(guò)高溫?zé)坪?，粘土硬化，可以牢固地將熱電偶固定在測(cè)溫小孔內(nèi)，確保測(cè)溫過(guò)程的順利進(jìn)行。
[0023]本發(fā)明中測(cè)溫小孔的直徑只要大于熱電偶的直徑Φ0.5即可，但是考慮到需要通過(guò)填裝粘土作為固定熱電偶的粘結(jié)劑一般測(cè)溫小孔直徑選擇Φ3即可，對(duì)于塊體較大的試樣直徑可適當(dāng)增加，對(duì)于塊體小的材料，測(cè)溫小孔的直徑應(yīng)盡量小。
[0024]本發(fā)明中測(cè)溫小孔可位于鋼塊的任意位置，這樣結(jié)合十通道測(cè)溫儀，可以同時(shí)記錄同一鋼塊中最多十個(gè)不同位置的實(shí)際溫度變化情況，將這十個(gè)實(shí)際溫度一一時(shí)間曲線繪制到一張表格中，就可以獲得該鋼塊不同位置的溫度場(chǎng)分布情況。
[0025]本發(fā)明中可以將某一電阻爐在不同溫度下的用本發(fā)明方法測(cè)得的實(shí)際溫度一一時(shí)間曲線累計(jì)起來(lái)，繪制成經(jīng)驗(yàn)手冊(cè)，以便在大批量多種工藝條件下熱處理時(shí)參閱，而不必每次熱處理都校準(zhǔn)一次實(shí)際溫度與顯示溫度的差值。
[0026]優(yōu)點(diǎn)或積極效果
[0027]本發(fā)明的目的在于提供一種用于精確測(cè)定電阻爐中加熱鋼塊內(nèi)部實(shí)際溫度的測(cè)試方法。通過(guò)該測(cè)量方法，可以有效克服傳統(tǒng)測(cè)量方法中測(cè)量溫度為熱電偶附近空氣的溫度，而電阻爐中鋼塊的溫度變化要滯后于熱電偶附近溫度的變化，這就導(dǎo)致測(cè)量溫度與鋼塊內(nèi)部實(shí)際溫度不一致的現(xiàn)象，影響熱處理工藝的最終效果。
【附圖說(shuō)明】
[0028]圖1為利用高度游標(biāo)卡尺定位出芯部的位置，
[0029]其中粘土條用于填充測(cè)溫小孔1、直徑3mm的測(cè)溫小孔2、A*B*C mm試樣3。
[0030]圖2為利用粘土將測(cè)溫小孔填充壓實(shí)后的鋼塊，
[0031]其中測(cè)溫儀4、測(cè)溫儀上的熱電偶接線柱5、填入測(cè)溫小孔的粘土 6、用短路法焊合的K型熱電偶頂端7、測(cè)溫儀顯示器8、測(cè)溫儀USB數(shù)據(jù)接口、數(shù)據(jù)記錄/停止按鍵10。
[0032]圖3為實(shí)施例1利用軟件作出實(shí)際溫度一一時(shí)間曲線圖，
[0033]圖4為實(shí)施例2利用軟件作出實(shí)際溫度一一時(shí)間曲線圖，
[0034]圖5為實(shí)施例3利用軟件作出實(shí)際溫度一一時(shí)間曲線圖，
[0035]圖6為實(shí)施例4利用軟件作出實(shí)際溫度一一時(shí)間曲線圖，
【具體實(shí)施方式】
[0036]實(shí)施例1:
[0037]將箱式電阻爐加熱溫度設(shè)定到300°C，