一种辊底式热处理炉板坯加热工艺优化方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113957225A(43)申请公布日2022.01.21(21)申请号202111210658.1(22)申请日2021.10.18(71)申请人西安建筑科技大学地址710055陕西省西安市碑林区雁塔路13号(72)发明人庞玉华高强(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司61200代理人崔方方(51)Int.Cl.C21D9/00(2006.01)C21D11/00(2006.01)G06F30/17(2020.01)G06T17/00(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图4页(54)发明名称一种辊底式热处理炉板坯加热工艺优化方法(57)摘要本发明公开了一种辊底式热处理炉板坯加热工艺优化方法，此方法通过建立辊底式热处理炉三维数值模型，同时将板坯运动的模型和辐射管加热的模型考虑在内，将模拟获得的板坯达到奥氏体化温度的时间与文献建议的保温时间作为板坯新加热工艺的加热时间与保温时间，这样可以提高板坯加热工艺的精度与热处理后板坯的质量，在钢铁工业领域中具有潜在的应用前景和实用价值。CN113957225ACN113957225A权利要求书1/1页1.一种辊底式热处理炉板坯加热工艺优化方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，建立加热炉内部的辐射管(4)、板坯(3)和运输辊(2)的三维数值模型；步骤2，模拟并求解三维数值模型；模拟过程中，板坯(3)在运输辊(2)上移动，获得板坯(3)在原始设定加热时间内的模拟温度变化曲线，所述模拟温度变化曲线为板坯(4)中心点的模拟温度变化曲线；在板坯(4)的下表面、中心层和上表面分别设置热电偶，所有的热电偶共同连接至温度记录仪，温度记录仪获得原始设定加热时间内板坯(4)中心点的实验温度变化曲线；当模拟温度变化曲线和实验温度变化曲线变化规律相同，且在同一时间点两个曲线之间的温度差值小于设定值时，确定三维数值模型建立满足要求，执行步骤3；否则修正三维数值模型；步骤3，根据模拟温度变化曲线确定板坯(4)完全转变成奥氏体的时间，所述完全转变为奥氏体的时间为加热时间。2.根据权利要求1所述的一种辊底式热处理炉板坯加热工艺优化方法，其特征在于，步骤2中，模拟三维数值模型过程中，选用Realizablek‑ε湍流模型、DO辐射模型及EDC燃烧模型。3.根据权利要求1所述的一种辊底式热处理炉板坯加热工艺优化方法，其特征在于，步骤2中，通过动网格技术中的弹性光顺方法实现板坯(2)在运输辊(2)上移动。4.根据权利要求1所述的一种辊底式热处理炉板坯加热工艺优化方法，其特征在于，步骤2中，下表面上设置有三个热电偶，中心层上设置有三个热电偶，上表面设置有三个热电偶；下表面的两个外侧的热电偶设置在板坯(4)的一个对角线上，上表面的两个外侧的热电偶设置在板坯(4)的另外一个对角线上；所述中心层的三个热电偶设置在板坯(4)的中心线上。5.根据权利要求1所述的一种辊底式热处理炉板坯加热工艺优化方法，其特征在于，步骤2中，所述设定值为50K。6.根据权利要求1所述的一种辊底式热处理炉板坯加热工艺优化方法，其特征在于，步骤3中，板坯(4)在加热炉内完全转变为奥氏体后，进行保温。7.根据权利要求1所述的一种辊底式热处理炉板坯加热工艺优化方法，其特征在于，步骤1中，辐射管(4)的辐射管外壁(9)为双面壁，辐射管外壁(9)的两侧均为无限薄壁区域。8.根据权利要求7所述的一种辊底式热处理炉板坯加热工艺优化方法，其特征在于，步骤2中，对两个无限薄壁区域进行耦合，在模拟过程中，耦合后的壁面进行辐射传热和对流传热。9.根据权利要求1所述的一种辊底式热处理炉板坯加热工艺优化方法，其特征在于，步骤1中，先建立加热炉内部辐射管(4)、板坯(3)和运输辊(2)的三维几何模型，对三维几何模型进行非结构网格划分后，获得三维数值模型。10.根据权利要求9所述的一种辊底式热处理炉板坯加热工艺优化方法，其特征在于，步骤1中，对三维几何模型进行网格划分后，对辐射管(4)和板坯(3)的非结构性网格进行加密。2CN113957225A说明书1/6页一种辊底式热处理炉板坯加热工艺优化方法技术领域[0001]本发明属于材料科学与工程技术领域，具体涉及一种辊底式热处理炉板坯加热工艺优化方法。背景技术[0002]热处理的目的是提高材料的机械性能，如韧性、硬度和耐腐蚀性等。材料加热是热处理过程的重要一环。鉴于技术的不断发展，对热处理的要求越来越高，尤其是板坯内部温度区的精度和均匀性。然而，通过测量设备获得板坯内部的精确温度是一项艰难的任务。因此，合适的数值模型成为温度场预测的有力工具。它不仅可以预测板坯和炉子的温度分布，还可以优化板坯加热工艺，确定板坯温度波动的原因，并识别加热炉的潜在改进。