一种基于温度时间控制的高碳铬轴承钢连铸坯加热控制方法.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CN109182731A(43)申请公布日2019.01.11(21)申请号201811187270.2(22)申请日2018.10.12(71)申请人宝钢特钢韶关有限公司地址512123广东省韶关市曲江区马坝镇韶钢特棒厂内(72)发明人蒋国强邱雄文张宝华陈建洲孙应军李学保文康其(74)专利代理机构韶关市雷门专利事务所44226代理人周胜明(51)Int.Cl.C21D11/00(2006.01)C21D9/00(2006.01)G06F17/50(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图1页(54)发明名称一种基于温度时间控制的高碳铬轴承钢连铸坯加热控制方法(57)摘要本发明涉及一种基于温度时间控制的高碳铬轴承钢连铸坯加热控制方法，其控制步骤是：通过现场生产管理系统实时读取正在进行加热的轴承钢外形尺寸；启动钢坯温度预测数学模型；炉膛对流换热模型采用“布道洛夫”经验公式进行计算；对钢坯温度进行实时计算；根据钢坯实时温度结合高温扩散工艺要求预测当前加热制度和生产节奏下的钢坯加热质量；钢坯加热质量的判断依据包括钢坯当前宽度和厚度方向断面的温度分布状况以及钢坯的高温扩散时间；根据预测的钢坯加热质量自动调整设定各段炉温；根据待出炉轴承钢的加热质量和装炉温度情况调整优化加热炉出钢节奏，减少加热炉待加热时间以提高轧钢生产效率。CN109182731ACN109182731A权利要求书1/1页1.一种基于温度时间控制的高碳铬轴承钢连铸坯加热控制方法，其特征在于控制步骤是：（1）通过现场生产管理系统实时读取正在进行加热的轴承钢外形尺寸，尺寸包括有钢坯的长度、宽度、厚度参数及化学成分参数，其中化学成分用来进行钢坯比热容和热导率的计算；（2）启动钢坯温度预测数学模型，该模型是依据加热炉炉型特点和钢坯黑匣子测试数据等基础上优化建立的，数学模型内容包括钢坯内部导热模型、炉膛辐射换热模型及炉膛对流换热模型；钢坯内部导热模型主要用于计算轴承钢内部的温度分布，计算方法采用二维直角坐标对钢坯宽度和厚度方向进行网格划分，采用有限差分法进行内部各点温度计算；炉膛辐射换热模型采用辐射网络图的方法进行炉膛内各节点表面辐射热流的计算，计算的节点包括钢坯表面、炉墙、炉气、热电偶；炉膛对流换热模型采用“布道洛夫”经验公式进行计算；（3）对钢坯温度进行实时计算，必须实时采集每支钢坯的装炉温度；以钢坯的装炉温度作为初始温度，根据钢坯在炉内的停留时间、钢坯在炉内的位置及钢坯停留过程中炉气的温度，以20s为周期利用钢坯温度预测数学模型对钢坯进行温度计算，得到钢坯内部各点的模型计算温度；（4）根据钢坯实时温度结合高温扩散工艺要求预测当前加热制度和生产节奏下的钢坯加热质量；钢坯加热质量的判断依据包括钢坯当前宽度和厚度方向断面的温度分布状况以及钢坯的高温扩散时间；（5）根据预测的钢坯加热质量自动调整设定各段炉温；（6）重复进行步骤（3）-步骤（5），直至钢坯加热质量完全满足加热工艺要求；（7）根据待出炉轴承钢的加热质量和装炉温度情况调整优化加热炉出钢节奏，减少加热炉待加热时间以提高轧钢生产效率。2.如权利要求1所述基于温度时间控制的高碳铬轴承钢连铸坯加热控制方法，其特征在于：所述步骤（2）中温度预测所采用的数学模型包含钢坯辐射热流计算、钢坯对流热流计算、钢坯与水梁垫块导热热流计算及钢坯内部导热计算。3.如权利要求1所述基于温度时间控制的高碳铬轴承钢连铸坯加热控制方法，其特征在于：所述步骤（2）中的炉墙包括左右侧墙、炉顶和炉底。4.如权利要求1所述基于温度时间控制的高碳铬轴承钢连铸坯加热控制方法，其特征在于：所述步骤（3）中炉气温度由热电偶进行实时测量。5.如权利要求1所述基于温度时间控制的高碳铬轴承钢连铸坯加热控制方法，其特征在于：所述步骤（4）中高温扩散时间指钢坯断面平均温度达到某一温度要求后在加热炉内的停留时间。6.如权利要求1所述基于温度时间控制的高碳铬轴承钢连铸坯加热控制方法，其特征在于：所述步骤（6）所述钢坯加热质量主要指轴承钢加热温度和高温扩散时间。2CN109182731A说明书1/5页一种基于温度时间控制的高碳铬轴承钢连铸坯加热控制方法技术领域[0001]本发明属于金属加热优化控制方法技术领域，涉及一种基于温度时间控制的高碳铬轴承钢连铸坯加热控制方法。背景技术[0002]轴承钢是当今特钢品种中不可忽略的一种，它在滚动轴承生产和制造中有着至关重要的意义，因为其在连铸生产过程中存在着偏析的问题，需要在加热过程中进行高温扩散，因此其加热控制方法的选择至关重要。轴承钢在轧制前进行加热是其生产过程中一个必需的环节，轴承钢的加热质量直接影响到成品钢材的产量、质量和能源消耗。正确的加热工艺、精益化加热操作技