一種用於鋼材冷卻控制的試驗平臺的製作方法

2023-05-13 04:40:56

專利名稱：一種用於鋼材冷卻控制的試驗平臺的製作方法
技術領域：
本發明涉及試驗平臺，特別是用於鋼材冷卻控制的試驗平臺。
背景技術：
人們一直在尋求獲得碳當量更低、強度更高、使用性能更好的鋼鐵材料。隨著研究 的不斷深入，已經逐漸認識到晶粒細化與組織復相化是提高鋼鐵材料性能的有效途徑。控 製冷卻作為實現鋼鐵材料晶粒細化與組織復相化的重要技術手段，已成為先進鋼鐵材料研 發中不可缺少的工藝技術，同時，與普通鋼鐵材料相比，先進鋼鐵材料研發對控冷系統冷卻 能力的多樣化需求，也對控制冷卻技術與設備提出了更高的要求，不僅要求其具有更高的 冷卻能力，有時甚至需要多種冷卻方式的組合。 迄今為止，用於鋼材冷卻控制的試驗平臺只能進行靜態的冷卻試驗，與現場實際 存在較大的差距，無法滿足先進鋼鐵材料的研發對控制冷卻能力的多樣化需求。所以開發 一套更接近實際生產的試驗平臺更具有實際應用價值。利用這套試驗裝置，可進行多鋼種、 多規格以及多冷卻制度的動態控冷試驗，能夠滿足鋼種研發過程中對控制冷卻工序的各種 試驗要求。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種用於鋼材冷卻控制的試驗平臺，該試驗 平臺能進行多鋼種、多規格以及多冷卻制度的動態控冷試驗，能夠滿足鋼種研發過程中對 控制冷卻工序的各種試驗要求。
本發明解決上述技術問題所採用的技術方案是 —種用於鋼材冷卻控制的試驗平臺，它包括水冷卻段模擬平臺、傳感器、計算機、 鋼材行走機構；鋼材行走機構設置在冷卻段模擬平臺內；傳感器的輸出信號輸入計算機。
上述方案中，鋼材行走機構包括軌道和用於裝載鋼材的小車，小車設置在軌道上。
上述方案中，小車上設有用於固定鋼材的夾具、用於拉伸鋼材的油缸，油缸的一端 與夾具連接，另一端與小車連接。 上述方案中，行走方向的小車前後兩端分別設有固定架，所述夾具和油缸均為兩 個，兩夾具分別與鋼材的前後兩端連接，兩油缸的一端分別與兩夾具連接，兩油缸的另一端 分別與兩固定架連接。 上述方案中，冷卻段模擬平臺包括輸水管、多個噴淋裝置；輸水管上設有多個接 口 ，各接口的規格一致，輸水管通過接口與噴淋裝置連接。
上述方案中，各接口為可以轉動的活動接口。 上述方案中，輸水管包括主管和多根分輸水管，分輸水管的一端與接口連接，另一 端均與主管連接。 上述方案中，所述傳感器包括壓力傳感器 流量傳感器，各分輸水管上均設有壓
上述方案中，噴淋裝置包括上噴淋裝置和下噴淋裝置，上噴淋裝置和下噴淋裝置 分別設置在鋼材行走機構的上方和下方。
上述方案中，各接口上均設有閥門。
本發明的優點在於 1、試驗平臺具有水冷卻段模擬平臺、傳感器、計算機、鋼材行走機構，能進行多鋼
種、多規格以及多冷卻制度的動態控冷試驗，能夠滿足各鋼種研發過程中對控制冷卻工序
的各種試驗要求，能對鋼材冷卻過程中的動態變化情況進行記錄，為進一步研究創造條件。 2、鋼材行走機構用軌道和小車代替輸送平臺，結構簡單、成本低。 3、小車上設有用於拉伸鋼材的油缸，可模擬實際生產過程中輸送平臺對鋼材的拉伸。 4、輸水管上的各接口的規格一致，各噴淋裝置可以任意搭配安裝。 5、各接口為可以轉動的活動接口，安裝在接口上的噴淋裝置可以調整噴淋角度。 6、輸水管包括多根分輸水管，為各分輸水管分別管理創造條件。 7、各分輸水管上均設有壓力傳感器和流量傳感器，得到的數據可供進一步研究使用。 8、噴淋裝置包括上噴淋裝置和下噴淋裝置，可雙面對鋼材進行冷卻。 9、各接口上均設有閥門，可任意設定噴淋條件。 本發明可進行多鋼種、多規格、多冷卻制度的動態、雙面控冷試驗。


圖1為本發明試驗平臺實施例的結構示意圖 圖2為各種噴淋裝置示意圖 圖3為鋼材試樣溫度檢測示意圖 圖4為水流對鋼材試樣表面打擊壓力檢測示意圖 圖5為冷卻段模擬平臺管路圖 圖6為小車結構示意圖 圖7為一種冷卻方式試驗布置示意圖 圖8為另一種冷卻方式試驗布置示意圖 圖中1-接口 ， 2-主管，3-分輸水管，4-流量傳感器，5-壓力傳感器，6_噴淋裝置， 7-熱電偶，8-應力片，9-軌道，10-小車，11-夾具，12-油缸，13-固定架，14-鋼材，15-計算機。
具體實施例方式以下結合附圖和具體實施例對本發明作進一步的詳細描述 如圖1所示的本發明用於鋼材冷卻控制的試驗平臺實施例，它包括水冷卻段模擬 平臺、傳感器、計算機15、鋼材行走機構。 如圖3所述，傳感器包括埋置在鋼材內的熱電偶7，熱電偶7沿試樣鋼材14的厚 度、寬度方向埋置，熱電偶7的輸出信號通過數據採集系統輸入計算機15，可以用於研究不 同冷卻方式下試樣在某一時刻沿厚度、寬度方向的溫度梯度，也可以用於研究試樣某一斷
4面的溫度隨時間的變化情況。 如圖4所述，傳感器包括貼在鋼材14表面的應力片8，應力片8的輸出信號通過數 據採集系統輸入計算機15，冷卻方式可以是U型管層流冷卻，也可以是水幕冷卻、高密度直 管層流冷卻、超快速冷卻或氣霧冷卻，可以測得不同冷卻方式下水流對試樣表面的打擊壓 力，用於研究其擊破試樣表面水膜的能力。 鋼材行走機構設置在冷卻段模擬平臺內，鋼材行走機構包括軌道9和用於裝載鋼 材14的小車10，小車10設置在軌道9上。 如圖6所示，小車10上設有用於固定鋼材的夾具11、用於拉伸鋼材的油缸12，油 缸12的一端與夾具11連接，另一端與小車10連接。 行走方向的小車前後兩端分別設有固定架13 ，所述夾具11和油缸12均為兩個，兩 夾具11分別與鋼材的前後兩端連接，兩油缸12的一端分別與兩夾具11連接，兩油缸12的 另一端與兩固定架13連接。油缸提供15-30kg的拉力，模擬實際生產過程中輸送平臺對鋼 材的拉伸。 小車10的中部中空，有利於鋼材雙面冷卻。 如圖5所示，冷卻段模擬平臺包括輸水管、多個噴淋裝置6 ;輸水管上設有多個接 口 l，各接口 1的規格一致，輸水管通過接口 1與噴淋裝置連接，如圖2所示，噴淋裝置從左 到右分別為水幕冷卻噴淋裝置、U型層流冷卻噴淋裝置、高密直集管冷卻噴淋裝置、超快速 冷卻噴淋裝置、氣水霧冷卻噴淋裝置。各冷卻噴淋裝置的水由水泵經高位水箱提供。
噴淋裝置6包括上噴淋裝置和下噴淋裝置，上噴淋裝置和下噴淋裝置分別設置在 鋼材行走機構的上方和下方。 各接口 l為可以轉動的活動接口。各接口 l上均設有閥門。輸水管包括主管2和
多根分輸水管3，分輸水管3的一端與接口 1連接，另一端均與主管2連接。 所述傳感器還包括壓力傳感器5和流量傳感器4，各分輸水管3上均設有壓力傳感
器5和流量傳感器4。 如圖7所示，前三段全都更換為U型管層流冷卻方式，後兩段分輸水管閥門關閉， 試樣鋼材14放置在小車10上，隨小車10作往返運動，可實現單一的U型管層流冷卻方式 的控冷試驗。同樣，根據需要，前三段也可全更換成水幕冷卻方式或高密度直管層流冷卻方 式。 如圖8所示，前段為高密度直管層流冷卻噴淋裝置，後段為超快速冷卻噴淋裝置，
試樣先在冷卻速率相對較低的層流冷卻段進行冷卻，再進行超快速冷卻，這兩種冷卻方式
的組合，可滿足一些先進鋼鐵材料——例如雙相鋼對冷卻制度的要求。 除了上述的組合外，還可進行其他冷卻方式的組合控冷試驗，不在一一列舉。 本發明實施例提供了一種多功能組合式控制冷卻試驗平臺裝置，能進行動態、雙
面冷卻試驗，試驗手段齊全。 本發明實施例的特點是 1、具備多種冷卻方式，可以實現較寬的冷卻速率範圍。水幕冷卻噴淋裝置段的冷 卻速率範圍10 80°C /s，U型管層流冷卻噴淋裝置段的冷卻速率範圍10 80°C /s，高密 度直管層流冷卻噴淋裝置段的冷卻速率範圍30 IO(TC /s，超快速冷卻噴淋裝置段的冷卻 速率範圍100 500°C /s，氣霧冷卻噴淋裝置段的冷卻速率範圍10 60°C /s。
2、可以實現多種冷卻方式的組合。各冷卻段為可拆換式，可以滿足各種特殊冷卻 制度的需要。 3、具備齊全的檢測手段，可對試樣厚度、寬度方向的分層溫度、水流對試樣表面的 打擊壓力以及上下噴淋裝置的水流量進行檢測。檢測設備通過數據採集系統接入計算機， 能夠實現數據的實時記錄與處理。 4、可適用多種斷面規格試樣的控冷試驗，包括板坯、方坯等。
權利要求
一種用於鋼材冷卻控制的試驗平臺，其特徵在於它包括水冷卻段模擬平臺、傳感器、計算機(15)、鋼材行走機構；鋼材行走機構設置在冷卻段模擬平臺內；傳感器的輸出信號輸入計算機(15)。
2. 如權利要求1所述的試驗平臺，其特徵在於鋼材行走機構包括軌道(9)和用於裝 載鋼材(14)的小車(IO)，小車(10)設置在軌道(9)上。
3. 如權利要求2所述的試驗平臺，其特徵在於小車(10)上設有用於固定鋼材的夾具 (11)、用於拉伸鋼材的油缸(12)，油缸(12)的一端與夾具(11)連接，另一端與小車(10)連接。
4. 如權利要求3所述的試驗平臺，其特徵在於行走方向的小車前後兩端分別設有固定架(13)，所述夾具(11)和油缸(12)均為兩個，兩夾具(11)分別與鋼材的前後兩端連接， 兩油缸(12)的一端分別與兩夾具(11)連接，兩油缸(12)的另一端分別與兩固定架(13) 連接。
5. 如權利要求1所述的試驗平臺，其特徵在於冷卻段模擬平臺包括輸水管、多個噴淋 裝置(6);輸水管上設有多個接口 (l)，各接口 (1)的規格一致，輸水管通過接口 (1)與噴淋裝置連接。
6. 如權利要求5所述的試驗平臺，其特徵在於各接口 (1)為可以轉動的活動接口。
7. 如權利要求5所述的試驗平臺，其特徵在於輸水管包括主管(2)和多根分輸水管 (3)，分輸水管(3)的一端與接口 (1)連接，另一端均與主管(2)連接。
8. 如權利要求7所述的試驗平臺，其特徵在於所述傳感器包括壓力傳感器(5)和流 量傳感器(4)，各分輸水管(3)上均設有壓力傳感器(5)和流量傳感器(4)。
9. 如權利要求7所述的試驗平臺，其特徵在於噴淋裝置(6)包括上噴淋裝置和下噴 淋裝置，上噴淋裝置和下噴淋裝置分別設置在鋼材行走機構的上方和下方。
10. 如權利要求5所述的試驗平臺，其特徵在於各接口 (1)上均設有閥門。
全文摘要
本發明涉及一種用於鋼材冷卻控制的試驗平臺，它包括水冷卻段模擬平臺、傳感器、計算機(15)、鋼材行走機構；鋼材行走機構設置在冷卻段模擬平臺內；傳感器的輸出信號輸入計算機(15)。本發明試驗平臺能進行多鋼種、多規格以及多冷卻制度的動態控冷試驗，能夠滿足各鋼種研發過程中對控制冷卻工序的各種試驗要求，能對鋼材冷卻過程中的動態變化情況進行記錄，為進一步研究創造條件。
文檔編號G01N1/42GK101782483SQ20101011724
公開日2010年7月21日 申請日期2010年3月2日 優先權日2010年3月2日
發明者劉振清, 吳傑, 汪水澤, 王國棟, 蔣揚虎, 韓斌 申請人:武漢鋼鐵(集團)公司