CN1328887A - 一种轧板内部温度在线测量方法及专用系统 - Google Patents

一种轧板内部温度在线测量方法及专用系统 Download PDF

Info

Publication number
CN1328887A
CN1328887A CN 00110555 CN00110555A CN1328887A CN 1328887 A CN1328887 A CN 1328887A CN 00110555 CN00110555 CN 00110555 CN 00110555 A CN00110555 A CN 00110555A CN 1328887 A CN1328887 A CN 1328887A
Authority
CN
China
Prior art keywords
rolling
temperature
thermocouple
sample
temp
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN 00110555
Other languages
English (en)
Other versions
CN1156347C (zh
Inventor
陈祥永
李谦
李殿中
李依依
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SHENGYANG INST OF METALS CHINESE ACADEMY OF SCIENCES
Original Assignee
SHENGYANG INST OF METALS CHINESE ACADEMY OF SCIENCES
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SHENGYANG INST OF METALS CHINESE ACADEMY OF SCIENCES filed Critical SHENGYANG INST OF METALS CHINESE ACADEMY OF SCIENCES
Priority to CNB001105558A priority Critical patent/CN1156347C/zh
Publication of CN1328887A publication Critical patent/CN1328887A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1156347C publication Critical patent/CN1156347C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)

Abstract

一种轧板内部温度在线测量方法,系采用热电偶接触式测温方法,包括温度信号的采集、数据的处理,其特征在于:在试样与轧制方向平行的侧面钻孔直至待测点,使孔径刚好能插入热电偶,热电偶在试样升温前插入孔中,在对试样轧制的同时对试样内部的温度进行在线测量。本发明能够实现在轧制过程中自动地对轧板内部温度进行连续、实时、在线测量,以准确记录轧制动态过程中轧板内部温度的变化,为轧制工艺的优化与控制提供最基本的前提条件。

Description

一种轧板内部温度在线测量方法及专用系统
本发明涉及温度的测量方法，特别提供了一种轧板内部温度的在线测量方法及专用系统。
随着连铸连轧技术的广泛应用、生产自动化水平的提高以及对轧板性能要求的提高，必须进一步挖掘工艺潜力，通过模拟仿真、优化工艺的途径大幅提高轧板的强度、延长其使用寿命，并保证良好的综合性能。轧制过程中温度场是影响产品性能稳定的主要因素之一。这就要求深入研究热轧宏观工艺参数与轧板微观组织的定量关系，并且对轧制过程温度场进行准确测试与控制。同样，在对轧制过程的计算机模拟中温度场的模拟结果更是其它一切过程模拟的基础，温度场的模拟结果准确程度将决定其它物理场的模拟精度。为了把温度场模拟准确，就必须利用实测结果反复地对温度场模拟结果进行验证，通过与实测结果比较来提高温度场模拟的精度。长期以来传统工艺只对轧板表面进行温度测量，而内部温度的变化是很难获得的。由于氧化皮的影响以及变形时塑性功要转化为热，使板坯内部温度回升，表面温度并不代表轧件的真实温度，因此，以表面温度作为轧制工艺控制的参考数据是不科学的。而且现有的测温设备应用于轧制过程中存在明显的不足：测量范围窄，反应速度慢，采样周期长，不能实时记录数据，而且难以承受轧制过程中的压力，因而大多对轧制过程的温度测量为非接触测温，如广泛采用的光学测温技术，测量的准确度受到很大的影响。
本发明的目的在于提供一种轧板内部温度在线测量方法及专用系统，其能够实现在轧制过程中自动地对轧板内部温度进行连续、实时、在线测量，以准确记录轧制动态过程中轧板内部温度的变化，为轧制工艺的优化与控制提供最基本的前提条件。
本发明提供了一种轧板内部温度在线测量方法，系采用热电偶接触式测温方法，包括温度信号的采集、数据的处理，其特征在于：在试样与轧制方向平行的侧面钻孔直至待测点，使孔径刚好能插入热电偶，热电偶在试样升温前插入孔中，在对试样轧制的同时对试样内部的温度进行在线测量。
一种专用于权利要求1所述轧板内部温度在线测量方法的测量系统，包括IPC2003工控机，PCL-711SA/D卡，ADAM-3014 IsolatedDC Input/Output Module，补偿导线，A/D卡置于工控机的ISA插槽，ADAMI/O模块通过导线与A/D卡相连，ADAMI/O的另一端通过补偿导线与热电偶连接，其特征在于：所述热电偶为耐压的铠装热电偶，外铠(1)用不锈钢或高温合金制备，外铠(1)与偶丝(2)之间填充绝缘材料(3)。
对于内部测温，目前只能采取接触的方法，即使用热电偶来完成。本发明中，如何保证在整个轧制过程中测温点的可靠性是非常必要的，本发明通过将热电偶与轧制方向的平行处理，来解决测温点与试样的随动性，通过热电偶在试样升温前插入利用金属的热胀冷缩作用使热电偶紧密固定；从而很好地解决了测温点的可靠性问题。同时由于本发明采用了接触的方法，这就要求热电偶能够承受较大的压力而不短路，测温系统响应速度要快，能够实时响应轧件内部温度的变化，此外，还要屏蔽掉脉冲信号的干扰。本发明采用了目前已经非常成熟的先进的计算机温度测量技术，特制的热电偶，开发出了一套针对热轧等热加工工艺的测温系统，实现了轧制动态过程中轧板内部温度的在线测量，并能够同时测量轧板内部多点的温度，获取轧板内部温度的空间分布和随时间变化的信息。下面通过实施例详述本发明。
附图1.温度测控原理示意图
附图2.测温系统与试样
附图3.铠装热电偶示意图
附图4.三道次热轧板实测温度变化T-t曲线
实施例
测温系统包括硬件和软件两部分，其测控原理见图1。系统硬件采用便携式工控机、高精度传感器、高性能模拟数字转换卡、高增益、低误差放大板，这些硬件模块可在市场上购买。在提高测量的精度和速度的同时，为了便于现场的测量，在Advantech VisiDAQ3.1模块的基础上使用VB开发出一套界面友好的测温软件与热电偶分度表数据库，运行于工控机上的Wimdows平台。该测温软件功能强大，适用于各种型号的热电偶测温，通过滤波、屏蔽干扰、补偿滞后等方面的研究，完善系统，使系统准确、可靠、高效。
在实际测量时，需要定制耐压的铠装热电偶(见附图3)，外铠(1)可用不锈钢或高温合金制备，外铠(1)与偶丝(2)之间填充绝缘材料(3)以防止短路。在试样的测温点钻孔，孔径需要与热电偶相匹配，正好能插入而又不松动，孔深根据测温点而定，使热电偶头部正好位于测温点。热电偶一定要在试样升温前插入孔中，这样可以利用金属的热胀冷缩作用使热电偶紧密固定。将热电偶尾部接上补偿导线，再接入基于工控机的数据采集处理系统(见附图2)。所有操作通过测温软件的图形界面进行，十分方便。
该测温系统具有如下特点：
1.采样速率高＞100Hz，响应快，反应速度＜0.01s；
2.精度高，与实际温度的误差＜±1℃；
3.通道个数为16个并具有可扩充功能，能够同时在线测量动态过
  程多点温度的连续快速变化。
4.使用方便，完全实现实时化，自动化。
5.系统组件化，伸缩性强，易于升级与维护。
6.功能强大，适用范围宽，可用于多种场合的测温，尤其适合于测量普碳钢、低合金钢的板材轧制、棒线材轧制及锻造等受力受热条件下的温度变化。
利用上述自行开发的测温系统，在上海宝钢集团钢铁研究所的实验轧机上对轧板内部温度进行了现场在线实测，所选择的实验参数如下：
1实验轧机参数
最大轧制力：2.94×103kN(通常1.96×103kN)
辊径：375mm辊宽：375mm工作面：300mm
轧辊材质：9Cr2Mo(热处理态)
转速：通常500rpm(最大为700rpm，无级调速)
可逆式，带控冷
2试样参数
尺寸：45×67×100mm3
材质：IF钢
成分：C＜40ppm，Si＜0.03，Mn＝0.1-0.2，Al＜0.03，
      S＜6070ppm，P＜100ppm，Ti＝0.06，N＜30ppm
3实验方案
测温点：试样中心和距轧制表面1/4中心处
轧制温度：850，950，1050℃
轧制道次：三道次，相对压下量依次为50％，30％，20％
4测温系统
IPC2003工控机，PCL-711S A/D卡，ADAM-3014 IsolatedDC Input/Output Module，特制21只铠装NiCr-NiAl热电偶(Φ1.5×1000mm)，补偿导线，基于Advantech VisiDAQ3.1的测温软件及热电偶分度表数据库。
A/D卡置于工控机的ISA插槽，ADAMI/O模块通过导线与A/D卡相连，ADAM I/O的另一端通过补偿导线与热电偶连接。
5实验过程
在每个试样与轧制方向平行的侧面钻两个孔，孔深为试样宽度的一半(33.5mm)，孔径正好能插入热电偶。
为了使热电偶在高温时能承受较大的压力，使用高温合金外铠保护偶丝，为防止短路，外铠内填绝缘材料。偶丝为φ0.5mm，外铠为φ1.5mm。将热电偶插入小孔，使外面的部分弯曲90°以贴着试样侧面引出。用足够长的补偿导线连接热电偶和工控机接收数据端。然后将插有热电偶的试样放入已升温至1050℃的电阻炉中加热50分钟，确保试样内部温度均匀升至1050℃。之后取出试样，去掉氧化皮，分别在以下温度轧制：1050℃，950℃，850℃，750℃，速度分别为：0.2，0.4，0.8，1.0m/s。每个试样进行三道次往返轧制，压下量分别为：50％，30％，20％。工控机测温系统以每秒采集25个数据的速度自动记录轧制全程的温度变化。热电偶一定要在板坯加热前冷插，这样在加热过程中由于金属的热胀将使热电偶紧固在孔内，使之在轧板热变形时随测温点一起移动而不会离开测温点，也不会形成冷隔影响测量精度。
6.实验结果
如图4所示，每条曲线上的三个尖峰正是轧制过程中的温度回升值，由于变形热的产生，温度突然上升，同时由于向轧辊和周围环境传热，温度又继续下降。在875-900℃之间，温度曲线出现一小段平台，这正是相变热释放的结果，IF钢的相变区是870-910℃。
图4中的第1号曲线与第2号曲线的第一道次，轧制时的入口温度一样(1016℃)，压下量也一样(50％)，温度回升值也一样，都为19℃，而且波形几乎可以重合。这说明测量结果具有很好的重复性。在其它轧制条件下也很好地测出了轧制变形热和相变潜热对温度的影响。从结果来看，该测温系统可很好地测出了轧制过程中轧板内部的温度变化。

Claims (2)

1、一种轧板内部温度在线测量方法，系采用热电偶接触式测温方法，包括温度信号的采集、数据的处理，其特征在于：在试样与轧制方向平行的侧面钻孔直至待测点，使孔径刚好能插入热电偶，热电偶在试样升温前插入孔中，在对试样轧制的同时对试样内部的温度进行在线测量。
2、一种专用于权利要求1所述轧板内部温度在线测量方法的测量系统，包括IPC2003工控机，PCL-711SA/D卡，ADAM-3014IsolatedDC Input/Output Module，补偿导线，A/D卡置于工控机的ISA插槽，ADAM I/O模块通过导线与A/D卡相连，ADAM I/O的另一端通过补偿导线与热电偶连接，其特征在于：所述热电偶为耐压的铠装热电偶，外铠(1)用不锈钢或高温合金制备，外铠(1)与偶丝(2)之间填充绝缘材料(3)。
CNB001105558A 2000-06-21 2000-06-21 一种轧板内部温度在线测量方法及专用系统 Expired - Lifetime CN1156347C (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB001105558A CN1156347C (zh) 2000-06-21 2000-06-21 一种轧板内部温度在线测量方法及专用系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB001105558A CN1156347C (zh) 2000-06-21 2000-06-21 一种轧板内部温度在线测量方法及专用系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1328887A true CN1328887A (zh) 2002-01-02
CN1156347C CN1156347C (zh) 2004-07-07

Family

ID=4580543

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB001105558A Expired - Lifetime CN1156347C (zh) 2000-06-21 2000-06-21 一种轧板内部温度在线测量方法及专用系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN1156347C (zh)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1329133C (zh) * 2003-02-25 2007-08-01 西门子公司 尤其在轧制金属热轧带材的精轧机列中调节金属带温度的方法
CN102102145A (zh) * 2009-12-22 2011-06-22 鞍钢股份有限公司 一种测量热装坯加热温度的方法
CN102179413A (zh) * 2009-12-18 2011-09-14 Posco公司 检测冷轧过程中的质量异常的方法和系统
CN102399972A (zh) * 2011-11-30 2012-04-04 东北大学 一种用于中厚板辊式淬火过程的温度在线测量装置
CN104551528A (zh) * 2013-10-21 2015-04-29 哈尔滨飞机工业集团有限责任公司 一种复合材料桨叶镶嵌内衬套的温差装配法
CN105973493A (zh) * 2015-03-10 2016-09-28 福特全球技术公司 用于金属板的温度测量装置
CN106269919A (zh) * 2016-08-30 2017-01-04 东北大学 一种用于检测金属薄带轧制过程变形区温度的方法
CN109092923A (zh) * 2018-07-19 2018-12-28 天津市天锻压力机有限公司 一种多分区加热系统及控制方法
CN110462249A (zh) * 2017-03-27 2019-11-15 克诺尔轨道车辆系统有限公司 具有制动盘的温度检测的车辆的盘式制动设备
CN111060212A (zh) * 2019-12-02 2020-04-24 包头钢铁（集团）有限责任公司 一种钢轨心部测温方法
CN112781790A (zh) * 2020-12-23 2021-05-11 西京学院 一种中频感应熔炼炉炉漏检测系统及其检测方法

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1329133C (zh) * 2003-02-25 2007-08-01 西门子公司 尤其在轧制金属热轧带材的精轧机列中调节金属带温度的方法
CN102179413A (zh) * 2009-12-18 2011-09-14 Posco公司 检测冷轧过程中的质量异常的方法和系统
CN102179413B (zh) * 2009-12-18 2014-04-02 Posco公司 检测冷轧过程中的质量异常的方法和系统
CN102102145A (zh) * 2009-12-22 2011-06-22 鞍钢股份有限公司 一种测量热装坯加热温度的方法
CN102102145B (zh) * 2009-12-22 2014-03-12 鞍钢股份有限公司 一种测量热装坯加热温度的方法
CN102399972A (zh) * 2011-11-30 2012-04-04 东北大学 一种用于中厚板辊式淬火过程的温度在线测量装置
CN104551528A (zh) * 2013-10-21 2015-04-29 哈尔滨飞机工业集团有限责任公司 一种复合材料桨叶镶嵌内衬套的温差装配法
CN105973493B (zh) * 2015-03-10 2020-07-03 福特全球技术公司 用于金属板的温度测量装置
CN105973493A (zh) * 2015-03-10 2016-09-28 福特全球技术公司 用于金属板的温度测量装置
CN106269919A (zh) * 2016-08-30 2017-01-04 东北大学 一种用于检测金属薄带轧制过程变形区温度的方法
CN106269919B (zh) * 2016-08-30 2018-05-04 东北大学 一种用于检测金属薄带轧制过程变形区温度的方法
CN110462249A (zh) * 2017-03-27 2019-11-15 克诺尔轨道车辆系统有限公司 具有制动盘的温度检测的车辆的盘式制动设备
CN110462249B (zh) * 2017-03-27 2021-02-02 克诺尔轨道车辆系统有限公司 具有制动盘的温度检测的车辆的盘式制动设备和车辆
CN109092923A (zh) * 2018-07-19 2018-12-28 天津市天锻压力机有限公司 一种多分区加热系统及控制方法
CN111060212A (zh) * 2019-12-02 2020-04-24 包头钢铁（集团）有限责任公司 一种钢轨心部测温方法
CN112781790A (zh) * 2020-12-23 2021-05-11 西京学院 一种中频感应熔炼炉炉漏检测系统及其检测方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN1156347C (zh) 2004-07-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1156347C (zh) 一种轧板内部温度在线测量方法及专用系统
Dinc et al. Analysis of thermal fields in orthogonal machining with infrared imaging
Dewes et al. Temperature measurement when high speed machining hardened mould/die steel
Li et al. Temperature monitoring of the tool-chip interface for PCBN tools using built-in thin-film thermocouples in turning of titanium alloy
CN1912558A (zh) 基于涂层热电效应的刀具瞬态切削温度测试方法
CN104713657A (zh) 一种用于确定电阻炉中钢块内部实际温度的测试方法
Suhail et al. Workpiece surface temperature for in-process surface roughness prediction using response surface methodology
Kesriklioglu et al. Characterization of tool–chip interface temperature measurement with thermocouple fabricated directly on the rake face
US10883946B2 (en) Method for testing phase transformation point of aluminum alloy
Lin et al. Measurement of cutting tool temperature by an infrared pyrometer
Braiden The calibration of tool/work thermocouples
Subramani et al. Temperature distribution in a hollow cylindrical workpiece during machining: theoretical model and experimental results
Beck et al. Temperature measurement and control methods in TMF testing–a comparison and evaluation
Ceau et al. Researches about the temperature of the cutting edge in turning of unalloyed steel
CN113340447A (zh) 一种转炉炉温均匀性检测方法
CN104330183A (zh) 半人工热电偶瞬态铣削温度测量的方法和装置
Kuskova et al. Investigation of the heating dynamics and properties of liquid tungsten
Bassler et al. Ultrahigh speed imaging system for the measurement of solidification velocity via direct observation of rapid solidification
Borkowski et al. Computer-controlled system for testing contacts on switching high current
CN110873728A (zh) 一种有机电致发光材料的玻璃化转变温度的测试方法
Roebuck et al. Characterisation of Nimonic 90 by the use of miniaturised multiproperty mechanical and physical tests
CN112697290B (zh) 钢坯入炉温度的检测方法
Wilding et al. Benchmark Analysis for the Optical Dilatometry Method Using Silicon Carbide Temperature Monitors
JPS6137328B2 (zh)
Basak et al. Microsecond Time‐Resolved Pyrometry during Rapid Resistive Heating of Samples in a Kolsky Bar Apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CX01 Expiry of patent term
CX01 Expiry of patent term

Granted publication date: 20040707