一种连续淬火钢板温度在线计算方法技术

本发明专利技术涉及一种连续淬火钢板温度在线计算方法，属于淬火处理领域。该方法包括以下步骤：S1：根据喷嘴梁的布置将淬火段划分为若干区域；S2：选取计算截面，根据钢板运行速度判断截面所在区域；S3：根据水流量和压缩空气压力判断截面所在区域的冷却模式，冷却模式包括气雾冷却、水冷、气冷和空冷；S4：根据冷却模式计算对应的钢板边界热流和截面温度分布；S5：判断计算截面是否出淬火段，如果出淬火段计算模型计算温度和出口检测温度的差值，如果没有出淬火段则计算下一位置，直至截面出淬火段；S6：判断偏差是否满足要求，若满足要求则把模型参数写入数据库，若不满足则根据偏差修正模型参数，直至偏差满足要求后在写入数据库。直至偏差满足要求后在写入数据库。直至偏差满足要求后在写入数据库。

【技术实现步骤摘要】
一种连续淬火钢板温度在线计算方法


[0001]本专利技术属于淬火处理领域，涉及一种连续淬火钢板温度在线计算方法。

技术介绍

[0002]钢板淬火热处理可以提高产品的强度和硬度，因此，对于高品质的高强钢和耐磨钢一般都需要进行淬火热处理。淬火工艺复杂，高温钢板和冷却介质接触，换热条件复杂，换热计算很难准确。而且，淬火机内工况复杂，可能存在气雾、水、水沸腾汽化后的蒸汽，也很难测得钢板实际温度。然而钢板温度是淬火过程控制的基础，因此模型计算的准确性就尤为重要。
[0003]目前，钢板淬火温度计算大都采用一个经验公式，计算精度低，影响淬火参数的设定。实际生产中大都按照经验设定水流量或者冷却气体压力，往往富余量较大，造成资源的浪费；而计算精度较高的仿真模型，由于计算量大不能用于在线控制。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种连续淬火钢板温度在线计算方法，以提高钢板淬火温度的计算精度，并应用于在线控制。
[0005]为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]一种连续淬火钢板温度在线计算方法，该方法包括以下步骤：
[0007]S1：根据喷嘴梁的布置将淬火段划分为若干区域；
[0008]S2：选取计算截面，根据钢板运行速度判断截面所在区域；
[0009]S3：根据该截面所在区域的水流量和压缩空气压力判断冷却模式，冷却模式包括气雾冷却、水冷、气冷和空冷；
[0010]S4：根据冷却模式确定对应边界条件，计算钢板表面热流密度，解差分方程组，获得钢板截面温度分布；
[0011]S5：计算下一周期钢板截面位置，判断计算截面是否出淬火段，若出淬火段，则计算模型计算温度和出口检测温度的差值；若没有出淬火段，则重复S3，直至截面出淬火段；
[0012]S6：判断偏差是否满足要求，若满足要求则把模型参数写入数据库，若不满足，则根据偏差修正模型参数，直至偏差满足要求后在写入数据库。
[0013]可选的，所述S1具体为：以喷嘴为中心，根据喷嘴高度和喷射角度计算覆盖范围，以该覆盖范围为界划分为若干区域。
[0014]可选的，所述S3中，判断冷却模式具体为：
[0015][0016]式中，P
i
为i区域压缩空气压力，单位为MPa；Q
i
为i区域冷却水流量，单位为L/s。
[0017]可选的，所述S6中，根据偏差修正模型参数中，需要修正的参数为表面对流换热系数，具体为：
[0018][0019]式中，h
new
、h
old
为修正前后钢板表面对流换热系数，单位为W/(m2·
K)；Δt为模型计算温度与实测温度的差值，单位为℃；t
star
、t
end
为钢板开始淬火温度和淬火结束目标温度。
[0020]本专利技术的有益效果在于：本专利技术细化了淬火区域，针对不同冷却模式建立了相应模型，同时通过自学习自动修正模型参数，提高了模型计算精度。该方法也可以预测钢板淬火过程中的温度变化，根据钢板经过每个区域后的温度变化制定合理的淬火工艺，确定淬火参数，用于在线控制。
[0021]本专利技术的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本专利技术的实践中得到教导。本专利技术的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
[0022]为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作优选的详细描述，其中：
[0023]图1为本专利技术的计算流程图；
[0024]图2为淬火机区域划分示意图。
具体实施方式
[0025]以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0026]其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利技术的限制；为了更好地说明本专利技术的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
[0027]本专利技术实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本专利技术的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”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专利技术和简化描述，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，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利技术的限制，对于本领域的普通技术
人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
[0028]如图1和图2所示，本实例中选取的淬火机长度为5m，布置有8根气雾喷嘴梁和4根水梁，每根梁沿淬火机宽度方向布置若干喷嘴。冷却钢板厚度为5mm，运行速度20米/分钟，入淬火机温度为955℃，冷却速度要求大于60℃/s。
[0029]表1各区域检测数据
[0030][0031][0032]如上所述，本专利技术的方法包括以下步骤：
[0033]S1：根据喷嘴梁的布置划分区域。以喷嘴为中心，根据喷嘴高度和喷射角度计算覆盖范围，以该范围为界划分区域。因此该淬火机应分为14个区域，分别是入口区、气雾区(8个)、水冷区(4个)、出口区。气雾区可以进行气雾冷却、水冷、气冷和空冷，水冷区域可以进行水冷和空冷，入口区和出口区只有空冷。各区域长度如表1所示。
[0034]S2：选取计算截面，根据钢板运行速度判断截面所在区域。对于进入淬火机的钢板，每间隔1m选取一个计算截面。
[0035]S3：根据区域水流量和压缩空气压力判断冷却模式，冷却模式的判断方法如下：
[0036][0037]式中，P
i
为i区域压缩空气压力，单位为MPa；Q
i
为i区域冷却水流量，单位为L/s。
[0038]根据表1数据和上述判断方法，1
‑
14区域冷却模式分别为：空冷、气雾冷却、气雾冷却、水冷、气雾冷却、水冷、气雾冷却、气雾冷却、水冷、气雾冷却、水冷、气雾冷却、气雾冷却、空冷。
[0039]S4：根据冷却模式确定对应边界条件，计算钢板表面热流密度，解差分方程组，获得钢板截面温度分布；
[0040]S5：计算下一周期钢板截面位置，判断计算截面是否出淬火段，如果出淬火段计算模型计算温度和出口检测温度的差值，如果没有出淬火段则重复S3，直至截面出淬火段；<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种连续淬火钢板温度在线计算方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：S1：根据喷嘴梁的布置将淬火段划分为若干区域；S2：选取计算截面，根据钢板运行速度判断截面所在区域；S3：根据该截面所在区域的水流量和压缩空气压力判断冷却模式，冷却模式包括气雾冷却、水冷、气冷和空冷；S4：根据冷却模式确定对应边界条件，计算钢板表面热流密度，解差分方程组，获得钢板截面温度分布；S5：计算下一周期钢板截面位置，判断计算截面是否出淬火段，若出淬火段，则计算模型计算温度和出口检测温度的差值；若没有出淬火段，则重复S3，直至截面出淬火段；S6：判断偏差是否满足要求，若满足要求则把模型参数写入数据库，若不满足，则根据偏差修正模型参数，直至偏差满足要求后在写入数据库。2.根据权利要求1所述的一种连续淬火钢板温度在线计算方法，其特征在于：所述S1具体为：以喷嘴为中心，根据喷嘴高度和喷...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱伟素，陈地，靳垒杰，董斌，丘全科，
申请(专利权)人：重庆赛迪热工环保工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：