CN111515258B - 一种热轧中间坯表面温度横向分布的测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热轧中间坯表面温度横向分布的测量方法，包括如下步骤：S1、确定当前热轧中间坯钢种的辐射率、热轧中间坯传动侧的温度值T_D及操作侧的温度值T_O；S2、通过粗轧机出口处位于热轧中间坯正上方的红外热成像仪来拍摄热轧中间坯指定位置的热成像图p，在热成像图p中标记一条温度导出线，温度导出线沿热轧中间坯的宽度方向延伸，且温度导出线的两端超出热轧中间坯的两侧在热成像图p中的位置；S3、删除温度导出线上的无效数据点。可以较为精准的测量热轧中间坯沿宽度方向的温度分布，从而为热辊型计算、边部组织预报、边部金属流动预报等提供精确的输入参数。

Description

一种热轧中间坯表面温度横向分布的测量方法

技术领域

本发明属于热轧带钢参数测量技术领域，更具体地，本发明涉及一种热轧中间坯表面温度横向分布的测量方法。

背景技术

中国工业高速发展，各行业对带钢的需求越来越大，同时对带钢质量的要求也更加苛刻。温度是热轧带钢的核心参数，直接关系到力能参数、产品组织性能与表面质量等方面。通常热轧产线只在粗轧机与精轧机入出口配置测温仪，以精确测量中间坯与带钢表面温度，但是中间坯与带钢表面温度沿宽度方向的分布是不均匀的，通常两边部温度比宽度中心处温度低，而生产线配置的测温仪一般只测量宽度中心点处的温度，无法反映温度沿宽度方向的分布特征。

为此，部分产线在精轧机出口配置多点测温仪，可以测量带钢多点的温度分布，但无法测量粗轧机出口中间坯的温度横向分布，而粗轧机出口中间坯温度横向分布尤其是边部温度分布对于确定边部是否发生组织相变以及精轧热辊型预报等是至关重要的。

发明内容

本发明提供了一种热轧中间坯表面温度横向分布的测量方法，测量热轧钢坯表面横向温度分布，为热辊型计算、边部组织预报、边部金属流动预报等提供精确的输入参数。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种热轧中间坯表面温度横向分布的测量方法，所述方法具体包括如下步骤：

S1、确定当前热轧中间坯钢种的辐射率X、热轧中间坯操作侧的温度值T_O及传动侧的温度值T_D；

S2、通过粗轧机出口处位于热轧中间坯正上方的红外热成像仪来拍摄热轧中间坯指定位置的热成像图p，在热成像图p中标记一条温度导出线，温度导出线沿热轧中间坯的宽度方向延伸，且温度导出线的两端超出热轧中间坯的两侧在热成像图p中的位置；

S3、删除温度导出线上的无效数据点，所述无效数据点包括：位于传动侧且温度值低于传动侧的温度值T_D的数据点、位于操作侧且温度低于操作侧的温度值T_O的数据点，剩余温度数据为有效数据，即此种热轧中间坯在温度导出线位置处的表面温度横向分布。

进一步的，钢种的辐射率X的确定方法具体如下：

S11、获取当前热轧中间坯表面中心的实际温度值T；

S12、通过粗轧机出口处位于热轧中间坯正上方的红外热成像仪，拍摄热轧中间坯沿轧制方向在不同长度处的热成像图P，P为数组，包含一组图像；

S13、在热成像图P中读取热轧中间坯在表面中心各点的温度值，称为测点的中心热成像温度值；

S14、调整各测点辐射率，使得各测点的中心热成像温度值等于热轧中间坯表面中心的实际温度值T，即获取各测点的辐射率，热轧中间坯在不同长度处的表面中心点即为测点；

S15、将各测点的辐射率取平均即为当前轧制中间坯钢种的辐射率X。

进一步的，操作侧的温度值T_O的确定方法具体包括如下步骤：

S21、通过粗轧机出口处位于热轧中间坯操作侧的红外热成像仪，拍摄热轧中间坯沿轧制方向在不同长度处的热成像图P'，P'为数组，包含一组图像；

S22、基于辐射率X在热成像图P'中读取热轧中间坯在操作侧各点的温度值；

S23、所有操作侧温度值的平均值即为操作侧的温度值T_O。

进一步的，传动侧的温度值T_D的确定方法具体包括如下步骤：

S31、通过粗轧机出口处位于热轧中间坯传动侧的红外热成像仪，拍摄热轧中间坯沿轧制方向在不同长度处的热成像图P”，P”为数组，包含一组图像；

S32、基于辐射率X在热成像图P”中读取热轧中间坯在传动侧各点的温度值；

S33、所有传动侧温度值的平均值即为传动侧的温度值T_D。

本发明提供的热轧中间坯表面横向温度分布测量方法可以较为精准的测量热轧中间坯沿宽度方向的温度分布，从而为热辊型计算、边部组织预报、边部金属流动预报提供精确的输入参数。

附图说明

图1为本发明实施例提供的热轧中间坯轧制示意图；

图2为本发明实施例提供的热轧中间坯表面温度横向分布精确测量方法流程图；

图3为本发明实施例提供的中间坯温度分布曲线图。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

图2为本发明实施例提供的热轧中间坯表面温度横向分布精确测量方法流程图，该方法具体包括如下步骤：

a、获取当前热轧中间坯表面中心的实际温度值T，通过生产现场配置的有效测温仪获取，为热轧中间坯上表面中心的实际温度值或热轧中间坯下表面中心的实际温度值，此外，本发明中的“中心”理解为“中间”。

b、为保证结果的准确性，将热轧中间坯在轧制方向分为前部、中部和后部三个部分；

b1、将红外热成像仪置于粗轧机出口处热轧中间坯的正上方，当热轧中间坯在轧制方向上到达前部时，分别在经过总长度的f₁％、f₂％、……、f_n％处，拍摄热轧中间坯的表面，生成n张热成像图P_f1～P_fn；

b2、将红外热成像仪置于粗轧机出口处热轧中间坯的正上方，当热轧中间坯在轧制方向上到达中部时，分别在经过总长度的m₁％、m₂％、……、m_n％处，拍摄热轧中间坯的表面，生成n张热成像图P_m1～P_mn；

b3、将红外热成像仪置于粗轧机出口处热轧中间坯的正上方，当热轧中间坯在轧制方向上达到后部时，分别在经过总长度的r₁％、r₂％、……、r_n％处，拍摄热轧中间坯的表面，生成n张热成像图P_r1～P_rn；

b4、将红外热成像仪拍摄的热轧中间坯表面的3n张热成像图导入该热成像仪配套的温度分析专用软件；

b5、在热成像仪配套的温度分析专用软件中分别打开P_f1～P_fn，使用定位点定位表面中心处，得到表面中心温度T_f1～T_fn，调整辐射率，使得T_f1～T_fn均等于T，依次记录辐射率X_f1～X_fn；

b6、在热成像仪配套的温度分析专用软件中分别打开P_m1～P_mn，使用定位点定位表面中心处，得到表面中心温度T_m1～T_mn，调整辐射率，使得T_m1～T_mn均等于T，依次记录辐射率X_m1～X_mn；

b7、在热成像仪配套的温度分析专用软件中分别打开P_r1～P_rn，使用定位点定位表面中心处，得到表面中心温度T_r1～T_rn，调整辐射率，使得T_r1～T_rn均等于T，依次记录辐射率X_r1～X_rn；

b8、计算3n个辐射率的平均值，该平均值即为钢种的辐射率。其计算公式基于如下：

c、测量此种热轧中间坯的操作侧的温度值T_O，具体包括如下步骤：

c1、将红外热成像仪的辐射率设定为X；

c2、将红外热成像仪置于粗轧机出口处热轧中间坯的操作侧，当此种热轧中间坯在轧制方向上到达前部时，分别在经过总长度的f₁％、f₂％……f_n％处，拍摄热轧中间坯的操作侧，生成n张热成像图P'_f1～P'_fn；

c3、将红外热成像仪置于粗轧机出口处热轧中间坯的操作侧，当此种热轧中间坯在轧制方向上到达中部时，分别在经过总长度的m₁％、m₂％……m_n％处，拍摄热轧中间坯的操作侧，生成n张热成像图P'_m1～P'_mn；

c4、将红外热成像仪置于粗轧机出口处热轧中间坯的操作侧，当此种热轧中间坯在轧制方向上达到后部时，分别在经过总长度的r₁％、r₂％……r_n％处，拍摄热轧中间坯的操作侧，生成n张热成像图P'_r1～P'_rn；

c5、将红外热成像仪拍摄的此种热轧中间坯操作侧的3n张热成像图导入该热成像仪专用软件；

c6、在热成像仪配套的温度分析专用软件中分别打开P'_f1～P'_fn，使用定位点定位操作侧，读取得到操作侧温度T'_f1～T'_fn，T'_f1～T'_fn为操作侧的实际温度值，是基于辐射率X将热成像图中操作侧的热成像温度值转换成操作侧的实际温度值；

c7、在热成像仪配套的温度分析专用软件中分别打开P'_m1～P'_mn，使用定位点定位操作侧，得到操作侧温度T'_m1～T'_mn；T'_m1～T'_mn为操作侧的实际温度值，是基于辐射率X将热成像图中操作侧的热成像温度值转换成操作侧的实际温度值；

c8、在热成像仪配套的温度分析专用软件中分别打开P'_r1～P'_rn，使用定位点定位操作侧，得到操作侧温度T'_r1～T'_rn；T'_r1～T'_rn为操作侧的实际温度值，是基于辐射率X将热成像图中操作侧的热成像温度值转换成操作侧的实际温度值；

c9、计算3n个此种热轧中间坯操作侧温度的平均值，操作侧的温度值T_O的计算公式具体如下：

d、测量此种热轧中间坯的传动侧的温度值T_D，具体包括如下步骤：

d1、将红外热成像仪的辐射率设定为X；

d2、将红外热成像仪置于粗轧机出口处热轧中间坯的传动侧，当此种热轧中间坯在轧制方向上到达前部时，分别在经过总长度的f₁％、f₂％……f_n％处，拍摄热轧中间坯的传动侧，生成n张热成像图P”_f1～P”_fn；

d3、将红外热成像仪置于粗轧机出口处热轧中间坯的传动侧，当此种热轧中间坯在轧制方向上到达中部时，分别在经过总长度的m₁％、m₂％……m_n％处，拍摄热轧中间坯的传动侧，生成n张热成像图P”_m1～P”_mn；

d4、将红外热成像仪置于粗轧机出口处热轧中间坯的传动侧，当此种热轧中间坯在轧制方向上达到后部时，分别在经过总长度的r₁％、r₂％……r_n％处，拍摄热轧中间坯的传动侧，生成n张热成像图P”_r1～P”_rn；

d5、将红外热成像仪拍摄的此种热轧中间坯传动侧的3n张热成像图导入该热成像仪配套的温度分析专用软件；

d6、在热成像仪配套的温度分析专用软件中分别打开P”_f1～P”_fn，使用定位点定位传动侧，得到传动侧温度T”_f1～T”_fn，T”_f1～T”_fn为传动侧的实际温度值，是基于辐射率X将热成像图中传动侧的热成像温度值转换成传动侧的实际温度值；

d7、在热成像仪配套的温度分析专用软件中分别打开P”_m1～P”_mn，使用定位点定位传动侧，得到传动侧温度T”_m1～T”_mn，T”_m1～T”_mn为传动侧的实际温度值，是基于辐射率X将热成像图中传动侧的热成像温度值转换成传动侧的实际温度值；

d8、在热成像仪配套的温度分析专用软件中分别打开P”_r1～P”_rn，使用定位点定位传动侧，得到传动侧温度T”_r1～T”_rn，T”_r1～T”_rn为传动侧的实际温度值，是基于辐射率X将热成像图中传动侧的热成像温度值转换成传动侧的实际温度值；

d9、计算3n个此种热轧中间坯传动侧温度的平均值，传动侧的温度值T_D的计算公式具体如下：

e、求解此种热轧中间坯表面横向温度分布，具体包括如下步骤：

e1、将红外热成像仪的辐射率设定为X。

e2、将红外热成像仪置于粗轧机出口处热轧中间坯的正上方，对此种热轧中间坯表面进行拍摄，生成热成像图p。

e3、将热成像图p导入该热成像仪配套的温度分析专用软件；

e4、通过操作该热成像仪配套的温度分析专用软件，在热成像图中沿中间坯宽度方向画一条温度导出线，要求温度导出线的两头超过中间坯两侧，确保中间坯在宽度方向上完全落在温度导出线之内，由于温度导出线两端位于中间坯之外，故在温度导出之后，应舍弃位于中间坯之外的无效数据，如图1所示；

e5、通过操作热成像仪配套的温度分析专用软件，将温度导出线上的中间坯温度进行导出，会生成一行温度数据，数据个数共N₁个。

e6、观察操作侧导出的温度，若低于T_O，则作为无效数据舍弃。

e7、观察传动侧导出的温度，若低于T_D，则作为无效数据舍弃。

e8、剩余温度数据为有效数据，记录有效数据个数为N，构成此种热轧中间坯在温度导出线位置处的表面横向温度分布。

采用FLIR T4XX红外热成像仪进行温度测量，具体实施方式如下：

a、通过生产现场测温仪获取硅钢热轧中间坯的表面中心温度T＝980℃。

b、为保证结果的准确性，将热轧带钢中间坯在轧制方向分为前部、中部和后部三个部分。求解此钢种的辐射率X，具体包括如下步骤：

b1、将红外热成像仪置于粗轧机出口处热轧带钢中间坯的正上方，当热轧带钢中间坯在轧制方向上到达前部时，分别在经过总长度的10％、20％、30％处，拍摄热轧带钢中间坯的上表面，生成3张热成像图P₁₀、P₂₀、P₃₀。

b2、将红外热成像仪置于粗轧机出口处热轧带钢中间坯的正上方，当热轧带钢中间坯在轧制方向上到达中部时，分别在经过总长度的40％、50％、60％处，拍摄热轧带钢中间坯的上表面，生成3张热成像图P₄₀、P₅₀、P₆₀。

b3、将红外热成像仪置于粗轧机出口处热轧带钢中间坯的正上方，当热轧带钢中间坯在轧制方向上到达后部时，分别在经过总长度的70％、80％、90％处，拍摄热轧带钢中间坯的上表面，生成3张热成像图P₇₀，P₈₀，P₉₀。

b4、将红外热成像仪拍摄的热轧带钢中间坯上表面的9张热成像图导入该热成像仪配套的温度分析专用软件。

b5～b7、在热成像仪配套的温度分析专用软件中分别打开9张热成像图，使用定位点定位上表面中心处，得到上表面中心温度T_f1＝1067℃，T_f2＝1065℃，T_f3＝1078℃，T_m1＝1072℃，T_m2＝1068℃，T_m3＝1071℃，T_r1＝1069℃，T_r2＝1066℃，T_r3＝1073℃，调整辐射率，使得这9个温度均等于980℃，依次记录辐射率X_f1＝0.89，X_f2＝0.89，X_f3＝0.92，X_m1＝0.90，X_m2＝0.89，X_m3＝0.90，X_m1＝0.90，X_m2＝0.89，X_m3＝0.91。

b8、计算9个辐射率的平均值

c、测量热轧带钢中间坯的操作侧温度T_O，具体包括如下步骤：

c1、将红外热成像仪的辐射率设定为0.90。

c2、将红外热成像仪置于粗轧机出口处热轧带钢中间坯的操作侧，当此种热轧带钢中间坯在轧制方向上到达前部时，分别在经过总长度的10％、20％、30％处，拍摄热轧带钢中间坯的操作侧，生成3张热成像图P'₁₀、P'₂₀、P'₃₀。

c3、将红外热成像仪置于粗轧机出口处热轧带钢中间坯的操作侧，当此种热轧带钢中间坯在轧制方向上到达中部时，分别在经过总长度的40％、50％、60％处，拍摄热轧带钢中间坯的操作侧，生成3张热成像图P'₄₀、P'₅₀、P'₆₀。

c4、将红外热成像仪置于粗轧机出口处热轧带钢中间坯的操作侧，当此种热轧带钢中间坯在轧制方向上达到后部时，分别在经过总长度的70％、80％、90％处，拍摄热轧带钢中间坯的操作侧，生成3张热成像图P'₇₀、P'₈₀、P'₉₀。

c5、将红外热成像仪拍摄的此种热轧带钢中间坯操作侧的9张热成像图导入该热成像仪配套的温度分析专用软件。

c6～c8、在热成像仪配套的温度分析专用软件(如FLIR Tools软件)中分别打开9张热成像图，使用定位点定位操作侧，得到操作侧温度T'_f1＝901℃，T'_f2＝903℃，T'_f3＝904℃，T'_m1＝907℃，T'_m2＝905℃，T'_m3＝906℃，T'_r1＝903℃，T'_r2＝905℃，T'_r3＝904℃。

c9、计算9个此种热轧带钢中间坯操作侧温度的平均值

d、测量此种热轧带钢中间坯的传动侧温度T_D，具体包括如下步骤：

d1、将红外热成像仪的辐射率设定为0.90。

d2、将红外热成像仪置于粗轧机出口处热轧带钢中间坯的传动侧，当此种热轧带钢中间坯在轧制方向上到达前部时，分别在经过总长度的10％、20％、30％处，拍摄热轧带钢中间坯的传动侧，生成3张热成像图P”₁₀、P”₂₀、P”₃₀。

d3、将红外热成像仪置于粗轧机出口处热轧带钢中间坯的传动侧，当此种热轧带钢中间坯在轧制方向上到达中部时，分别在经过总长度的40％、50％、60％处，拍摄热轧带钢中间坯的传动侧，生成3张热成像图P”₄₀、P”₅₀、P”₆₀。

d4、将红外热成像仪置于粗轧机出口处热轧带钢中间坯的传动侧，当此种热轧带钢中间坯在轧制方向上达到后部时，分别在经过总长度的70％、80％、90％处，拍摄热轧带钢中间坯的传动侧，生成3张热成像图P”₇₀、P”₈₀、P”₉₀。

d5、将红外热成像仪拍摄的此种热轧带钢中间坯传动侧的9张热成像图导入该热成像仪配套的温度分析专用软件。

d6～d8、在热成像仪配套的温度分析专用软件中分别打开9张热成像图，使用定位点定位传动侧，得到传动侧温度T”_f1＝909℃，T”_f2＝911℃，T”_f3＝908℃，T”_m1＝914℃，T”_m2＝915℃，T”_f3＝913℃，T”_f1＝910℃，T”_f2＝912℃，T”_f3＝908℃。

c9、计算9个此种热轧带钢中间坯操作侧温度的平均值

e、求解此种热轧带钢中间坯上表面横向温度分布，具体包括如下步骤：

e1、将红外热成像仪的辐射率设定为0.90。

e2、将红外热成像仪置于粗轧机出口处热轧带钢中间坯的正上方，对此种热轧带钢中间坯上表面进行拍摄，生成热成像图p。

e3、将热成像图p导入该热成像仪配套的温度分析专用软件。

e4、通过操作热成像仪配套的温度分析专用软件，在热成像图中沿中间坯宽度方向画一条温度导出线，要求温度导出线的两头超过中间坯两侧，确保中间坯在宽度方向上完全落在温度导出线之内。由于温度导出线两端位于中间坯之外，故在温度导出之后，应舍弃中间坯之外的数据。

e5、通过操作热成像仪配套的温度分析专用软件，将温度导出线上的中间坯温度进行导出，获得温度数据个数N₁＝220。

e6、观察操作侧导出的温度，有4个数据低于T_O，作为无效数据舍弃。

e7、观察传动侧导出的温度，有4个数据低于T_D，作为无效数据舍弃。

e8、剩余有效数据个数为N＝212个，最终的中间坯温度分布曲线如图3所示。

本发明提供的热轧中间坯表面横向温度分布测量方法可以较为精准的测量热轧中间坯沿宽度方向的温度分布，从而为热辊型计算、边部组织预报、边部金属流动预报等提供精确的输入参数。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种热轧中间坯表面温度横向分布的测量方法，其特征在于，所述方法具体包括如下步骤：

S1、确定当前热轧中间坯钢种的辐射率X、热轧中间坯操作侧的温度值T_O及传动侧的温度值T_D；

S2、通过粗轧机出口处位于热轧中间坯正上方的红外热成像仪来拍摄热轧中间坯指定位置的热成像图p，在热成像图p中标记一条温度导出线，温度导出线沿热轧中间坯的宽度方向延伸，且温度导出线的两端超出热轧中间坯的两侧在热成像图p中的位置；

S3、删除温度导出线上的无效数据点，即生成热轧中间坯表面温度横向分布数据；

所述无效数据点包括：位于传动侧且温度值低于传动侧的温度值T_D的数据点、位于操作侧且温度低于操作侧的温度值T_O的数据点；

钢种的辐射率X的确定方法具体如下：

S11、获取当前热轧中间坯表面中心的实际温度值T；

S12、通过粗轧机出口处位于热轧中间坯正上方的红外热成像仪，拍摄热轧中间坯沿轧制方向在不同长度处的热成像图P，P为数组，包含一组图像；

S13、在热成像图P中读取热轧中间坯在表面中心各点的温度值，称为测点的中心热成像温度值；

S14、调整各测点辐射率，使得各测点的中心热成像温度值等于热轧中间坯表面中心的实际温度值T，即获取各测点的辐射率，热轧中间坯在不同长度处的表面中心点即为测点；

S15、将各测点的辐射率取平均即为当前轧制中间坯钢种的辐射率X；

中间坯操作侧的温度值T_O的确定方法具体包括如下步骤：

S21、通过粗轧机出口处位于热轧中间坯操作侧的红外热成像仪，拍摄热轧中间坯沿轧制方向在不同长度处的热成像图P^'，P^'为数组，包含一组图像；

S22、基于辐射率X在热成像图P^'中读取热轧中间坯在操作侧各点的温度值；

S23、所有操作侧温度值的平均值即为操作侧的温度值T_O；

中间坯传动侧的温度值T_D的确定方法具体包括如下步骤：

S31、通过粗轧机出口处位于热轧中间坯传动侧的红外热成像仪，拍摄热轧中间坯沿轧制方向在不同长度处的热成像图P^''，P^''为数组，包含一组图像；

S32、基于辐射率X在热成像图P^''中读取热轧中间坯在传动侧各点的温度值；

S33、所有传动侧温度值的平均值即为传动侧的温度值T_D。

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