CN110732559A - 一种对热轧带钢中间坯宽度方向温度均匀性评价的方法 - Google Patents

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孙照阳
胡学文
杨森
余宣洵
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Abstract

本发明公开了一种对热轧带钢中间坯宽度方向温度均匀性评价的方法,包括以下步骤:利用热成像仪对热轧过程中的中间坯进行测温,将所拍摄的热成像图导入计算机;利用热成像分析软件对图像数据进行处理;利用Photoshop软件对热成像图填充十字网格,将图像划分成多个方格,通过网格主要分析中间坯的边部温降值以及边部温降区域的宽度值。通过本发明方法,可以准确、客观的反映带钢宽度方向的边部温降数据以及发生温降的区域宽度数据,以解决现有钢坯加热过程中宽度方向的温度均匀性评价问题,以及针对轧制过程中中间坯宽度方向的温度分布情况未做说明的问题。

Description

一种对热轧带钢中间坯宽度方向温度均匀性评价的方法
技术领域
本发明涉及轧钢技术领域,具体为一种对热轧带钢中间坯宽度方向温度均匀性评价的方法。
背景技术
热轧带钢生产过程中,中间坯边部散热较快,边部温降要明显大于中部,而且中间坯在长度方向特别是头尾部位也存在一定的温降,由于宽度方向和长度方向的温降造成的带钢温度的不均匀是客观存在的,并且这种温度不均匀现象强烈地影响到轧制的稳定性。热轧过程中的在线测温装置监测的是轧件中心线长度方向的温度情况,而轧件宽度方向温度均匀性缺少测量和监控,特别是轧件边部的温降情况缺少数量表征。
热成像仪是利用红外探测器和光学成像物镜接受被测目标的红外辐射能量分布图形反映到红外探测器的光敏元件上,从而获得红外热成像图,这种热成像图与物体表面的热分布相对应,将获得的热成像图导入计算机利用专门的分析软件便可以获取所拍摄图像任意位置的温度数据。本文通过热成像仪对热轧带钢的轧制过程进行测温,利用软件分析带钢边部温降值和边部温降区域宽度值,实现对热轧带钢的轧制过程温度均匀性的评价。
经检索,中国发明专利申请号为201810462776.3的文献,公开了一种钢坯加热温度均匀性的测量装置及方法,温度记录仪,在钢坯入炉之前安装在钢坯表面;热电偶,在钢坯入炉之前设置于钢坯中的测量孔底部;在钢坯加热过程中,通过热电偶测量钢坯内部温度;在钢坯出炉后,通过镜头、光栅、探测器、成像装置获得钢坯的上表面温度图像和下表面温度图像;通过计算机基于钢坯内部的温度数据、上表面温度图像及下表面温度图像分析获得钢坯加热温度均匀性。该发明主要解决的是钢坯加热过程中宽度方向的温度均匀性评价问题,针对轧制过程中中间坯宽度方向的温度分布情况未做说明。
发明内容
本发明的目的在于提供一种对热轧带钢中间坯宽度方向温度均匀性评价的方法,可以准确、客观的反映带钢宽度方向的边部温降数据以及发生温降的区域宽度数据,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种对热轧带钢中间坯宽度方向温度均匀性评价的方法,包括以下步骤:
S1:利用热成像仪对热轧过程中的中间坯进行测温,将所拍摄的热成像图导入计算机;
S2:利用热成像分析软件对图像数据进行处理;
S3:利用Photoshop软件对热成像图填充十字网格,将图像划分成多个方格,通过网格主要分析中间坯的边部温降值以及边部温降区域的宽度值。
更进一步地,包括添加测温线并生成温度折线图、Photoshop填充网格、温度折线图单位长度的计算、确定温降区域的起点和终点、计算温降值和边部温降区域的宽度值。
更进一步地,添加测温线并生成温度折线图具体为:将热成像图导入软件中,在中间坯宽度方向取测温线,测温线长度要比板坯的宽度要长,横跨过中间坯宽度方向,在软件中自动生成该条测温线的温度折线图。
更进一步地,Photoshop填充网格具体为:对添加过测温线的热成像图添加网格,网格线的密度应适中,过低则不能达到精度要求,过高则后续的计算工作量过大。
更进一步地,温度折线图单位长度的计算具体为:通过在轧钢操作室获得即时所拍板坯的宽度,折合到网格图中所占网格数,再折算为每个网格所代表的实际宽度值,从网格图中数测温线所占网格数量,折算成测温线所代表的实际长度、再以实际长度和温度折线图中的总单位长度求比值,获得温度折线图中实际的单位长度值。
更进一步地,计算温降值和边部温降区域的宽度值具体为:
1)首先确定温降区域的起点,起点的确定存在两种情况,第一,测温折线中间位置存在温度相对均匀的平台部分,则以此平台所对应的温度为温降区域起点温度,第二种情况,温度波动较大时候则以折线左侧斜率发生突变的点为温降区域的起点温度;
2)接下来确定温降区域的终点,热传导在空气中与钢坯中的传导速率明显是不一样的,从折线图中左侧部分温度上升部分明显可以看出曲线的切线斜率的变化,其中有一点发生了突变,则以该点作为温降区域的终点。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
本发明提供的一种对热轧带钢中间坯宽度方向温度均匀性评价的方法,可以准确、客观的反映带钢宽度方向的边部温降数据以及发生温降的区域宽度数据,以解决现有钢坯加热过程中宽度方向的温度均匀性评价问题,以及针对轧制过程中中间坯宽度方向的温度分布情况未做说明的问题。
附图说明
图1为本发明实施例二的软件中显示的热成像图;
图2为本发明实施例二的选取测温线A图;
图3为本发明实施例二的A线生产的测温折线图;
图4为本发明实施例二的填充网格后图;
图5为本发明实施例二的折线图中单位长度计算方法图;
图6为本发明实施例二的A线生成的温度折线图;
图7为本发明实施例二的头尾部位温度图成像图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例一:
本发明实施例中:提供一种对热轧带钢中间坯宽度方向温度均匀性评价的方法,包括以下步骤:
第一步:利用热成像仪对热轧过程中的中间坯进行测温,将所拍摄的热成像图导入计算机;
第二步:利用热成像分析软件对图像数据进行处理;
第三步:利用Photoshop软件对热成像图填充十字网格,将图像划分成多个方格,通过网格主要分析中间坯的边部温降值以及边部温降区域的宽度值。
在上述实施例中,还包括添加测温线并生成温度折线图、Photoshop填充网格、温度折线图单位长度的计算、确定温降区域的起点和终点、计算温降值和边部温降区域的宽度值。
其中,添加测温线并生成温度折线图具体为:将热成像图导入软件中,在中间坯宽度方向取测温线,测温线长度要比板坯的宽度要长,横跨过中间坯宽度方向,在软件中自动生成该条测温线的温度折线图。
Photoshop填充网格具体为:对添加过测温线的热成像图添加网格,网格线的密度应适中,过低则不能达到精度要求,过高则后续的计算工作量过大。
温度折线图单位长度的计算具体为:通过在轧钢操作室获得即时所拍板坯的宽度,折合到网格图中所占网格数,再折算为每个网格所代表的实际宽度值,从网格图中数测温线所占网格数量,折算成测温线所代表的实际长度、再以实际长度和温度折线图中的总单位长度求比值,获得温度折线图中实际的单位长度值。
计算温降值和边部温降区域的宽度值具体为:
1)首先确定温降区域的起点,起点的确定存在两种情况,第一,测温折线中间位置存在温度相对均匀的平台部分,则以此平台所对应的温度为温降区域起点温度,第二种情况,温度波动较大时候则以折线左侧斜率发生突变的点为温降区域的起点温度;
2)接下来确定温降区域的终点,热传导在空气中与钢坯中的传导速率明显是不一样的,从折线图中左侧部分温度上升部分明显可以看出曲线的切线斜率的变化,其中有一点发生了突变,则以该点作为温降区域的终点。
为了进一步更好的解释说明上述发明,还提供如下具体实施例,实施例二:
以某钢厂生产的薄规格高强钢QStE500TM-P为例,中间坯规格38.7×1290mm,成品规格5×1250mm;针对宽度方向温度均匀性评价,对带钢头部、前部、中部、后部、尾部五个部位分别测温,获得五组数据,头尾长度方向各拍摄一张热成像图,计算头尾低温区长度,计算所得数据见表1和表2所示:
表1宽度方向边部温降情况数据
Figure BDA0002252918340000051
表2头尾位置温降数据
Figure BDA0002252918340000052
请参阅图1,将利用热成像仪拍摄的温度图像导入计算机;
请参阅图2,在所测温的中间坯宽度方向取测温线A;
请参阅图3,软件中生成A线的温度折线图;
请参阅图4,利用Photoshop软件填充网格。
请参阅图5,对生成的温度折线图进行处理,通过折线图来计算宽度方向的边部温降值和边部温降区域宽度值,每次拍摄时中间坯的宽度数据是可以从控制台获取到的,以上述图像为例介绍计算过程。
确定了折线图中每个单位实际代表的长度后,便要确定温降区域的起点和终点;首先确定温降区域的起点,起点的确定存在两种情况,第一,测温折线中间位置存在温度相对均匀的平台部分,则以此平台所对应的温度为温降区域起点温度,第二种情况,温度波动较大时候则以折线左侧斜率发生突变的点为温降区域的起点温度。
请参阅图6,对于上述情况则以此平台的平均值划一条平行与横轴的线m,直线m与折线图左侧的第一个交点定为B点,过B点做一条垂直于横轴的直线l,与横轴交与b点,则设定b点为温降区域的起点横坐标。
然后确定温降区域的终点,热传导在空气中与钢坯中的传导速率明显是不一样的,从折线图中左侧部分温度上升部分明显可以看出曲线的切线斜率的变化,其中有一点发生了突变,就以该点作为温降区域的终点,令为图中的A点,过A点做一条垂线,与横轴交点为a点,则设定a点为温降区域的终点横坐标。
由上述计算便可获得温降区域起点和终点的坐标,其差值便是边部温降区域宽度值ΔL,并且m和n与纵坐标的交点便是温降区域起点和终点的温度,其差值便是边部温降值ΔT。
长度方向的温度评价的是头部和尾部位置的纵向温度变化情况,对拍摄的热成像图在软件中取三条测温线A、B和C,如图7所示。
采取在计算宽度方向时相同的方法可以评价头尾部位的温度均匀性情况,通过计算可以获得头尾部位的低温区长度。
综上所述:本发明提供的一种对热轧带钢中间坯宽度方向温度均匀性评价的方法,可以准确、客观的反映带钢宽度方向的边部温降数据以及发生温降的区域宽度数据。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种对热轧带钢中间坯宽度方向温度均匀性评价的方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1:利用热成像仪对热轧过程中的中间坯进行测温,将所拍摄的热成像图导入计算机;
S2:利用热成像分析软件对图像数据进行处理;
S3:利用Photoshop软件对热成像图填充十字网格,将图像划分成多个方格,通过网格主要分析中间坯的边部温降值以及边部温降区域的宽度值。
2.如权利要求1所述的一种对热轧带钢中间坯宽度方向温度均匀性评价的方法,其特征在于,包括添加测温线并生成温度折线图、Photoshop填充网格、温度折线图单位长度的计算、确定温降区域的起点和终点、计算温降值和边部温降区域的宽度值。
3.如权利要求2所述的一种对热轧带钢中间坯宽度方向温度均匀性评价的方法,其特征在于,添加测温线并生成温度折线图具体为:将热成像图导入软件中,在中间坯宽度方向取测温线,测温线长度要比板坯的宽度要长,横跨过中间坯宽度方向,在软件中自动生成该条测温线的温度折线图。
4.如权利要求2所述的一种对热轧带钢中间坯宽度方向温度均匀性评价的方法,其特征在于,Photoshop填充网格具体为:对添加过测温线的热成像图添加网格,网格线的密度应适中,过低则不能达到精度要求,过高则后续的计算工作量过大。
5.如权利要求2所述的一种对热轧带钢中间坯宽度方向温度均匀性评价的方法,其特征在于,温度折线图单位长度的计算具体为:通过在轧钢操作室获得即时所拍板坯的宽度,折合到网格图中所占网格数,再折算为每个网格所代表的实际宽度值,从网格图中数测温线所占网格数量,折算成测温线所代表的实际长度、再以实际长度和温度折线图中的总单位长度求比值,获得温度折线图中实际的单位长度值。
6.如权利要求2所述的一种对热轧带钢中间坯宽度方向温度均匀性评价的方法,其特征在于,计算温降值和边部温降区域的宽度值具体为:
1)首先确定温降区域的起点,起点的确定存在两种情况,第一,测温折线中间位置存在温度相对均匀的平台部分,则以此平台所对应的温度为温降区域起点温度,第二种情况,温度波动较大时候则以折线左侧斜率发生突变的点为温降区域的起点温度;
2)接下来确定温降区域的终点,热传导在空气中与钢坯中的传导速率明显是不一样的,从折线图中左侧部分温度上升部分明显可以看出曲线的切线斜率的变化,其中有一点发生了突变,则以该点作为温降区域的终点。
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