[发明专利]一种大单重、大断面特厚钢板辊式淬火过程的控制方法

说明书

一种大单重、大断面特厚钢板辊式淬火过程的控制方法，包括比热模型、热传导系数模型，温度场模型以及修正模型。其实现过程为，首先输入钢板参数，包括厚度、长度、含碳量；工艺规程，包括辊道速度，加速度等；实测参数，包括出炉温度、空冷后温度、返红后温度等。利用温度场模型并调用比热模型、热传导系数模型依次对冷却空冷段、水冷段、返红段进行计算，并分别通过修正模型对温度场进行修正。模拟结果为得到一组不同厚度处冷却曲线及冷速曲线。该控制方法的优点在于结合生产实际情况，得到符合实际的温降、冷速曲线，通过模型计算替代部分实际调试过程，可用于指导工艺规程的调整，节约生产成本，并能获得板形良好的产品。

技术领域

本发明属于冶金技术领域，涉及钢板辊式淬火过程控制方法。

背景技术

特厚钢板淬火后温度场分布，在很大程度上会影响钢板的物理性能和机械加工性能。传统的浸入式淬火，将钢板浸入淬火池或淬火槽中，受容器体积限制，冷却速度较慢，且分布不均。辊式淬火，钢板通过转动的辊道进入淬火机，高压射流喷射到钢板表面，相比于传统淬火方式，冷却速度大幅度增加，钢板在短时间内即可冷却至室温。但由于钢板厚度较大，传热较慢，导致心部与表面温度相差较大，淬火后性能分布不均。淬火过程计算，能够较好的改善这一问题。通过设置不同的参数，计算得到钢板的温度曲线、冷速曲线，直观的观察到冷却中钢板不同位置出的温度分布情况及冷速变化情况，计算结果可以很好的服务于生产，降低生产成本。

专利CN105445319A公开了一种测定钢板表面水冷换热系数的方法及装置，由红外热像仪采集钢板非水冷面图像信息，得到非水冷面的实际冷却曲线，有限元模拟水冷面到非水冷面的全过程，通过不断调整水冷换热系数，得到非水冷面的模拟冷却曲线。专利为CN102507636A公开了一种测定钢的快速冷却过程界面换热系数的方法，通过将热电偶点焊连接到温度采集模块，得到表面温度变化数据，利用热处理软件得到冷却过程中的界面换热系数，再以此模拟工件冷却过程的温度变化，并与实测结果进行对比，直至变化趋势吻合良好；现有技术中均未涉及与大单重、大断面特厚钢板辊式淬火过程有关的控制方法，更未提及利用修正模型对大单重、大断面特厚钢板辊式淬火过程中的换热系数进行修正的具体方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种大单重、大断面特厚钢板辊式淬火过程的控制方法，该方法适用于特厚钢板在淬火过程中的模型控制，以数学模型为基础，结合生产实际情况，以曲线的形式直观的表现出钢板头部、尾部在钢板表面、四分之一厚度处以及心部的温度变化及冷速变化，可用于指导工艺规程的调整，节约生产成本，并能获得板形良好的产品。

本发明的具体技术方案为，一种大单重、大断面特厚钢板辊式淬火过程的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，读取钢板信息及工艺参数，包括钢板的厚度、长度、含碳量、辊速、加速度；

步骤2，设置初始换热系数，利用温降计算模型，并调用比热模型、热传导系数模型，根据实测空冷段温降利用换热系数的修正模型对空冷段换热系数进行修正，进而得到空冷段温度场；

步骤3，确定水冷段换热系数，包括高压段水冷换热系数的确定和低压段水冷换热系数的确定；高压段水冷换热系数的确定，淬火机高压段的作用主要是将钢板的表面温度快速冷却到一个较低的温度，由于高压段的作用时间远低于低压段且实际生产中无法直接获得，故采用实验所得经验数据；