[发明专利]一种模拟热轧钢板轧后冷却工艺的试验方法

说明书

本发明公开了一种模拟热轧钢板轧后冷却工艺的试验方法，解决现有技术中热轧钢板轧后冷却工艺无法进行有效模拟的技术问题。本发明模拟热轧钢板轧后冷却工艺的试验方法，包括：1)试验准备，将热模拟试验机淬水系统喷水管接入工作箱内，调整并固定冷却水喷头2；2)采用热电偶控温模式，获得设定的冷却开始温度和结束温度功率角平均值；3)取出热模拟工作箱内已安装的试样3，重复步骤1)；4)在冷却控制程序命令前中插入淬水系统启动开关，同时将温控系统调整为功率角控制模式；5)待试验进行到60s时，快速打开工作腔进气阀门；6)绘制步骤5)试验测定的温度时间曲线。本发明方法能模拟热轧带钢轧后层流冷却工艺，试验成本低。

技术领域

本发明涉及一种模拟热轧钢板轧后冷却工艺的试验方法，具体而言，涉及一种利用Gleeble系列热模拟机模拟热轧钢板层流冷却工艺的试验方法，属于热轧工艺技术研究领域。

背景技术

热轧钢板轧后一般均需要经过层流控制冷却，达到控制卷取温度、优化产品组织结构的目的。模拟热轧钢板轧后层流冷却工艺，需要模拟装置具备加热、淬水以及温度控制等基本能力。目前同时符合上述基本条件的模拟设备主要为各种型号及用途的模拟试验机，但如何综合利用这些试验机的基本能力有效的模拟热轧钢板轧后层流冷却工艺的试验方法国内外未见相关报道。

美国DSI生产的Gleeble系列热模拟试验机同样具备了模拟带钢轧后层流冷却工艺的基本条件，存在的主要问题在于：由于Gleeble热模拟机加热系统采用热电偶进行闭环控制，通过热电偶反馈的温度信号自动调整电源的功率输入，实现试验过程温度的精确控制；一旦试样表面进行了淬水，水瞬间吸收了试样热电偶焊接面的局部热能，致使热电偶测试温度骤然下降，为保证试样温度的可控，热模拟试验机加热系统依据热电偶的反馈的温度信号自动瞬间加大电源功率输入，导致试样未淬水区熔断。

发明内容

本发明的目的是提供一种模拟热轧钢板轧后冷却工艺的试验方法，主要解决现有技术中热轧钢板轧后冷却工艺无法进行有效模拟的技术问题；本发明方法可以精确的模拟热轧钢板轧后的冷却工艺，从而为热轧钢板控冷工艺对钢的组织和性能影响研究提供了一种有效的手段，同时也为研究热轧钢板生产过程中氧化铁皮的结构及产生机理提供了试验方法，最终达到优化产品冷却工艺参数，提升产品质量的目的。

本发明技术思路是，利用Gleeble热模拟机模拟热轧带钢轧后层流冷却工艺的试验方法，通过控制Gleeble热模拟机的试验流程和试验参数，实现热轧带钢轧后冷却工艺的模拟。

本发明的技术原理如下：由于Gleeble系列热模拟试验机采用的是电阻式加热方式，控温系统采用热电偶闭环控制，通过热电偶测温反馈进行电源输入功率的自动调整，实现试验温度的精确控制。根据焦耳定律：Q＝UIt＝Pt，式中，Q为电热能，U为电压，P为功率，I为电流，t为时间；在一定电阻下，电源输入功率与输出热能存在对应关系。功率角作为间接反映电源输入功率大小的参数，在层流冷却淬水快冷过程中，通过功率角数值和淬水系统气压的合理搭配，解决热电偶控温模式下因淬水导致电源输入功率瞬间起伏、温度不可控的技术问题。

本发明采用的技术方案是，一种模拟热轧钢板轧后冷却工艺的试验方法，该方法包括以下步骤：

1)试验准备，将热模拟试验机淬水系统喷水管接入工作箱内，调整并固定冷却水喷头，将热电偶丝焊接在钢板试样任一面中心点上后，将试样热电偶焊接面朝下安装固定在热模拟试验机工作箱楔形卡槽内，开启热模拟的真空泵，将热模拟工作箱内真空度抽至低于1.0×10^-2MPa后关闭真空泵；

2)利用QuikSim控制软件编制试验控制程序，按照预定工艺要求设定升温、保温及冷却工艺参数，试验全过程采用热电偶控温模式，采集试验冷却过程中的温度和功率角数据；通过试验采集的冷却过程功率角的数据，确定预定淬水快冷开始温度和快冷结束温度的功率角值，并计算其平均值；

3)取出热模拟工作箱内已安装的试样，重复步骤1)，同时调整淬水系统淬水气压，并做好记录；