CN112697290A - 钢坯入炉温度的检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及钢铁冶金领域，本发明旨在解决现有的钢坯加热的能耗和成本较高的问题，提出一种钢坯入炉温度的检测方法，包括：将钢坯样本加热到工艺要求的出钢温度后，在空气中冷却到常温，并在钢坯样本的冷却过程中根据预设周期检测钢坯样本的多个检测点的温度得到检测结果；根据检测结果确定钢坯样本的断面规格和表面温度与至少一个内部温度之间的对应关系，根据对应关系建立数据库表；获取待入炉钢坯的断面规格和表面温度，根据待入炉钢坯的断面规格和表面温度并基于数据库表确定待入炉钢坯的至少一个内部温度；根据待入炉钢坯的表面温度和至少一个内部温度的平均值确定待入炉钢坯的实际入炉温度。本发明降低了钢坯加热的能耗和成本。

Description

钢坯入炉温度的检测方法
技术领域
本发明涉及钢铁冶金领域，具体来说涉及一种钢坯入炉温度的检测方法。
背景技术
加热炉作为钢铁行业的用能大户，对加热炉用能的优化和降低，是钢铁行业节能降耗的重要方向，加热炉能耗占据轧钢厂能耗的80％，其能耗主要消耗在钢坯的加热上面，因此，如何保证钢坯加热质量，同时又能降低加热炉能源消耗是攻关的重点工作。
加热炉一般采用模型化加热钢坯，模型化加热钢坯需要知道钢坯入炉时候的温度，才能在钢坯入炉以后，采用数据库方式对每一支钢坯进行管理，进而分配钢坯所在区域的热量，传统获得钢坯入炉温度的方式是在钢坯入炉前通过红外检测方式获得钢坯的表面温度作为钢坯入炉时模型计算的起始温度，但这种方式获得的钢坯表面温度和钢坯内部温度的差值较大，也就是测得钢坯温度比实际值低，则相当于加热炉要通过加大供热负荷来弥补这之间的温度差，加热炉需要额外供入热量使得钢坯加热的能耗和成本较高。
发明内容
本发明旨在解决现有的钢坯入炉温度检测方法的不准确导致钢坯加热的能耗和成本较高的问题，提出一种钢坯入炉温度的检测方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：钢坯入炉温度的检测方法，包括以下步骤：
步骤1、选取具有不同断面规格的钢坯样本，将所述钢坯样本加热到工艺要求的出钢温度后，在空气中冷却到常温，并在钢坯样本的冷却过程中根据预设周期检测钢坯样本的多个检测点的温度得到检测结果，所述多个检测点的温度至少包括钢坯样本的表面温度和至少一个内部温度；
步骤2、根据所述检测结果确定钢坯样本的断面规格和表面温度与至少一个内部温度之间的对应关系，根据所述对应关系建立数据库表；
步骤3、获取待入炉钢坯的断面规格和表面温度，根据待入炉钢坯的断面规格和表面温度并基于所述数据库表确定待入炉钢坯的至少一个内部温度；
步骤4、根据待入炉钢坯的表面温度和至少一个内部温度的平均值确定待入炉钢坯的实际入炉温度。
进一步的，所述至少一个内部温度包括：沿钢坯样本长度方向上的中心截面上的1/4厚度处的温度和1/2厚度处的温度。
进一步的，所述至少一个内部温度包括：钢坯样本垂直中心线上的1/4厚度处的温度和1/2厚度处的温度。
进一步的，所述钢坯样本的多个检测点的温度的检测方法包括：
在钢坯样本的多个检测点对应设置热电偶，对于钢坯样本的内部检测点，对钢坯样本钻孔后，将热电偶设置在对应孔内；
在实验室马弗炉内把钢坯样本加热到工艺要求的出钢温度后，在空气中冷却到常温，并在钢坯样本的冷却过程中根据预设周期获取各热电偶检测的温度数据。
进一步的，所述热电偶为K型热电偶。
进一步的，所述步骤3还包括：
若所述数据库表中不包含待入炉钢坯的断面规格对应的内部温度，则根据数据库表中的相似断面规格确定待入炉钢坯的至少一个内部温度。
进一步的，所述步骤3还包括：
若所述数据库表中不包含待入炉钢坯的表面温度对应的内部温度，则根据数据库表中的相似内部温度确定待入炉钢坯的至少一个内部温度。
进一步的，所述钢坯样本或待入炉钢坯的断面规格包括钢坯的厚度和宽度。
进一步的，所述预设周期为10-100秒。
本发明的有益效果是：本发明所述的钢坯入炉温度的检测方法，通过对钢坯样本进行试验进而建立数据库表，在后续的钢坯入炉的温度检测时，通过该数据库表即可获得待入炉钢坯的实际入炉温度，进而提高了钢坯入炉温度检测的准确性，使得加热炉不需要额外提供较多的热量对钢坯进行加热，降低了钢坯加热的能耗和成本。
附图说明
图1为本发明实施例所述的钢坯入炉温度的检测方法的流程示意图；
图2为本发明实施例所述的钢坯样本的热电偶安装结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的实施方式进行详细描述。
本本发明旨在解决现有的钢坯入炉温度检测方法的不准确导致钢坯加热的能耗和成本较高的问题，提出一种钢坯入炉温度的检测方法，其主要的技术构思为：选取具有不同断面规格的钢坯样本，将所述钢坯样本加热到工艺要求的出钢温度后，在空气中冷却到常温，并在钢坯样本的冷却过程中根据预设周期检测钢坯样本的多个检测点的温度得到检测结果，所述多个检测点的温度至少包括钢坯样本的表面温度和至少一个内部温度；根据所述检测结果确定钢坯样本的断面规格和表面温度与至少一个内部温度之间的对应关系，根据所述对应关系建立数据库表；获取待入炉钢坯的断面规格和表面温度，根据待入炉钢坯的断面规格和表面温度并基于所述数据库表确定待入炉钢坯的至少一个内部温度；根据待入炉钢坯的表面温度和至少一个内部温度的平均值确定待入炉钢坯的实际入炉温度。
具体而言，首先是试验阶段，根据现有工艺的特点，选取具有不同断面规格的钢坯作为钢坯样本。然后，分别对每个钢坯样本进行温度试验，温度试验具体包括：在实验室马弗炉内把钢坯样本加热到工艺要求的出钢温度，然后在空气中冷却到常温，并且在冷却过程中，每隔一个预设周期检测一次钢坯样本的多个检测点的温度，其中，多个检测点至少包括表面检测点和至少一个内部检测点，相应的，表面检测点对应表面温度，内部检测点对应内部温度，得到温度检测结果后，根据每个钢坯样本的温度检测结果确定钢坯样本的断面规格和表面温度与至少一个内部温度之间的对应关系，进而建立数据库表。然后是检测阶段，在生产过程中，需要对待入炉钢坯进行温度检测时，通过待入炉钢坯的断面规格和表面温度从数据库表中确定与其对应的内部温度，最后将待入炉钢坯的表面温度和内部温度的平均值作为待入炉钢坯的实际入炉温度。
实施例1
本实施例所述的钢坯入炉温度的检测方法，如图1所示，包括以下步骤：
步骤S1、选取具有不同断面规格的钢坯样本，将所述钢坯样本加热到工艺要求的出钢温度后，在空气中冷却到常温，并在钢坯样本的冷却过程中根据预设周期检测钢坯样本的多个检测点的温度得到检测结果，所述多个检测点的温度至少包括钢坯样本的表面温度和至少一个内部温度；
步骤S1和步骤S2是试验阶段，其目的是为了建立数据库表，首先需要根据工艺需求选取不同断面规格的钢坯样本，并对每个钢坯样本分别进行试验。
如图2所示，本实施例中，至少一个内部温度可以包括：沿钢坯样本长度方向上的中心截面上的1/4厚度处的温度和1/2厚度处的温度。
在实际应用过程中，可以在钢坯样本的多个检测点对应设置热电偶，对于钢坯样本的内部检测点，对钢坯样本钻孔后，将热电偶设置在对应孔内；
在实验室马弗炉内把钢坯样本加热到工艺要求的出钢温度后，在空气中冷却到常温，并在钢坯样本的冷却过程中根据预设周期获取各热电偶检测的温度数据。
具体的，可以在钢坯样本的表面设置一个热电偶用于检测钢坯样本的表面温度，在沿钢坯样本长度方向上的中心截面上的1/4厚度处钻孔并设置一个热电偶，在沿钢坯样本长度方向上的中心截面上的1/2厚度处钻孔并设置一个热电偶，热电偶可以外接数字记录仪。在钢坯样本的冷却过程中，数字记录仪根据预设周期从各热电偶获取对应检测点的温度数据并进行存储。其中，预设周期可以根据工艺的实际情况设置，本实施例优选为10-100秒。
为了提高待入炉钢坯的入炉温度检测的准确性，至少一个内部温度还可以为：钢坯样本垂直中心线上的1/4厚度处的温度和1/2厚度处的温度。即在钢坯样本垂直中心线上的1/4厚度处钻孔并设置一个热电偶，以及在钢坯样本垂直中心线上的1/2厚度处钻孔并设置一个热电偶，进而实现对相应检测点的温度检测。
需要说明的是，至少一个内部温度可以通过钻孔的方式在钢坯样本内部的多个检测点设置热电偶，其热电偶数量以及安装位置可以根据工艺要求的不同而有所不同。
此外，由于钢坯样本加热后温度较高，为了实现对其的表面温度和内部温度的准确检测，用于检测钢坯样本温度的热电偶优选为K型热电偶，其测温范围为0-1350℃。
由于钢坯的入炉温度主要取决于钢坯的厚度和宽度，为了减少试验过程和数据，本实施例中的断面规格主要是指钢坯样本的厚度和宽度。
步骤S2、根据所述检测结果确定钢坯样本的断面规格和表面温度与至少一个内部温度之间的对应关系，根据所述对应关系建立数据库表；
具体而言，在得到试验阶段的温度检测结果后根据温度检测结果建立数据库表，在检测结果中，对于不同断面规格的钢坯样本，根据温度冷却曲线，不同的表面温度对应有不同的内部温度，也就是说，对于钢坯样本而言，一个断面规格和一个表面温度对应至少一个内部温度，进而根据不同断面规格和不同表面温度对应的至少一个内部温度之间的对应关系建立数据库表，数据库表用于通过ORACLE数据库中的表形式来反应上述对应关系。
步骤S3、获取待入炉钢坯的断面规格和表面温度，根据待入炉钢坯的断面规格和表面温度并基于所述数据库表确定待入炉钢坯的至少一个内部温度；
步骤S3和步骤S4是检测阶段，在建立数据库表后，在钢坯即将入炉加热时，若需要对待入炉钢坯进行入炉温度检测，首先确定待入炉钢坯的断面规格，然后可以通过红外测温方式检测待入炉钢坯的表面温度，得到待入炉钢坯的断面规格和表面温度后，在数据库表中查找该断面规格和表面温度的钢坯对应的至少一个内部温度，进而得到待入炉钢坯的表面温度及至少一个内部温度。
在实际操作过程中，由于测量或生产误差的影响，可能发生在数据库表中不存在待入炉钢坯的断面规格对应的内部温度，或者在数据库表中不存在待入炉钢坯的表面温度对应的内部温度，此时，可以根据数据库表中的相似断面规格或相似表面温度确定待入炉钢坯的至少一个内部温度。
步骤S4、根据待入炉钢坯的表面温度和至少一个内部温度的平均值确定待入炉钢坯的实际入炉温度。
最后，在得到待入炉钢坯的表面温度及至少一个内部温度后，根据所有温度值的平均值计算得到待入炉钢坯的实际入炉温度，由于考虑了待入炉钢坯的内部温度，进而提高了待入炉钢坯的入炉温度检测的准确性，并且，无需设置热电偶即可实现对待入炉钢坯的内部温度的检测，方案简单，成本较低。
实施例2
下面以国内某钢厂对断面规格为宽度1200mm、厚度200mm的钢坯进行入炉温度检测的情况进行举例说明。
本实施例的具体实施步骤如下：
A、取样实验用钢坯样本，其断面规格长宽高分别为1200mm，1200mm，200mm；
B、在钢坯样本表面设置热电偶，分别沿钢坯样本长度方向上的中心截面上的1/4厚度处和1/2厚度处钻孔设置热电偶，间距为200mm；然后将各热电偶与数字记录仪连接；
C、把钢坯样本放到实验室马弗炉内，加热到1230℃，然后打开炉门采用随炉冷却到常温，在冷却过程中通过热电偶获得钢坯样本的温度检测结果进而建立数据库表，数据库表中，假设钢坯样本表面温度为430℃时，对应的两个内部温度分别为565℃和634℃；
D、在需要对断面规格为宽度1200mm、厚度200mm待入炉钢坯进行温度检测时，假设其入炉时的表面温度为430℃，则根据数据库表中的对应关系，可以确定其两个内部温度分别为565℃和634℃；
E、则待入炉钢坯的实际入炉温度为：T＝(430+565+634)/3＝543℃。

Claims (9)

1.钢坯入炉温度的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、选取具有不同断面规格的钢坯样本，将所述钢坯样本加热到工艺要求的出钢温度后，在空气中冷却到常温，并在钢坯样本的冷却过程中根据预设周期检测钢坯样本的多个检测点的温度得到检测结果，所述多个检测点的温度至少包括钢坯样本的表面温度和至少一个内部温度；
步骤2、根据所述检测结果确定钢坯样本的断面规格和表面温度与至少一个内部温度之间的对应关系，根据所述对应关系建立数据库表；
步骤3、获取待入炉钢坯的断面规格和表面温度，根据待入炉钢坯的断面规格和表面温度并基于所述数据库表确定待入炉钢坯的至少一个内部温度；
步骤4、根据待入炉钢坯的表面温度和至少一个内部温度的平均值确定待入炉钢坯的实际入炉温度。
2.如权利要求1所述的钢坯入炉温度的检测方法，其特征在于，所述至少一个内部温度包括：沿钢坯样本长度方向上的中心截面上的1/4厚度处的温度和1/2厚度处的温度。
3.如权利要求2所述的钢坯入炉温度的检测方法，其特征在于，所述至少一个内部温度包括：钢坯样本垂直中心线上的1/4厚度处的温度和1/2厚度处的温度。
4.如权利要求1所述的钢坯入炉温度的检测方法，其特征在于，所述钢坯样本的多个检测点的温度的检测方法包括：
在钢坯样本的多个检测点对应设置热电偶，对于钢坯样本的内部检测点，对钢坯样本钻孔后，将热电偶设置在对应孔内；
在实验室马弗炉内把钢坯样本加热到工艺要求的出钢温度后，在空气中冷却到常温，并在钢坯样本的冷却过程中根据预设周期获取各热电偶检测的温度数据。
5.如权利要求1所述的钢坯入炉温度的检测方法，其特征在于，所述热电偶为K型热电偶。
6.如权利要求1所述的钢坯入炉温度的检测方法，其特征在于，所述步骤3还包括：
若所述数据库表中不包含待入炉钢坯的断面规格对应的内部温度，则根据数据库表中的相似断面规格确定待入炉钢坯的至少一个内部温度。
7.如权利要求1所述的钢坯入炉温度的检测方法，其特征在于，所述步骤3还包括：
若所述数据库表中不包含待入炉钢坯的表面温度对应的内部温度，则根据数据库表中的相似内部温度确定待入炉钢坯的至少一个内部温度。
8.如权利要求1所述的钢坯入炉温度的检测方法，其特征在于，所述钢坯样本或待入炉钢坯的断面规格包括钢坯的厚度和宽度。
9.如权利要求1所述的钢坯入炉温度的检测方法，其特征在于，所述预设周期为10-100秒。
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王敏莉等: "冷轧压下率和退火工艺对St37-2G结构用冷轧钢板组织和力学性能的影响", 《机械工程材料》 *
赵志勇: ""线材加热炉控制系统的优化与应用"", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 (工程科技Ⅰ辑)》 *

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