一種用于確定電阻爐中鋼塊內(nèi)部實際溫度的測試方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于金屬材料的熱處理領(lǐng)域，提供一種用于精確測定電阻爐中加熱鋼塊內(nèi)部實際溫度的測試方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鋼鐵材料在冶煉、乳制成型后為了獲得特定的性能，往往需要進行后續(xù)熱處理，熱處理溫度的精確控制對產(chǎn)品的最終性能具有重要的影響，在箱式電阻爐中，常用的測溫手段是利用鎳鉻-鎳硅熱電偶(K型熱電偶)測量爐溫，但是現(xiàn)行測量方法都是將熱電偶置于箱式電阻爐中，顯示溫度實際上是電阻爐內(nèi)熱電偶附近空氣的溫度，并不是鋼塊的實際溫度，由于電阻爐加熱屬于非接觸式熱輻射和熱傳導(dǎo)加熱，鋼塊內(nèi)部的實際溫度變化將滯后于熱電偶處的溫度變化。目前已有的基于K型熱電偶測量誤差修正的文獻只是在提高熱電偶自身儀器誤差上作出改進，例如文獻I (信息技術(shù)，2014，03:165)報道，利用K型熱電偶和MAX6675作為溫度采集模塊，可以將溫度控制精度限定在0.5°C。文獻2 (機械設(shè)計與制造，2011，04:7)報道，將AD595測溫電路應(yīng)用于K型熱電偶的溫度控制系統(tǒng)中，溫度控制精度可實現(xiàn)±1°C。文獻3 (江西理工大學(xué)學(xué)報，2007，28 (4):25)報道將89C55單片機MAX6675溫度采集器應(yīng)用于K型熱電偶測溫系統(tǒng)中，其溫度分辨率達0.25 V。上述已發(fā)表文獻均未涉及到K型熱電偶的具體測量位置，僅僅在K型熱電偶測量系統(tǒng)的儀器誤差上做出改進，由箱式電阻爐的非接觸式加熱所導(dǎo)致的鋼塊內(nèi)部實際溫度變化滯后于熱電偶附近空氣溫度的變化，上述測量手段均有一定偏差。中國發(fā)明專利CN 102605166 A，公開了一種用于罩式退火爐內(nèi)鋼卷的測溫裝置及其使用方法，指出將熱電偶置于測溫插條中，在鋼卷卷曲的過程中，將測溫插條置于鋼卷內(nèi)部，利用熱電偶測量鋼卷內(nèi)部溫度，該專利雖然將熱電偶置于鋼卷內(nèi)部，但是該專利所述方法僅僅適用于可卷曲的板帶，厚板或塊狀鋼材內(nèi)部溫度的測量方法依然有待解決。因此，找到一種用于確定電阻爐中鋼塊內(nèi)部實際溫度的測試方法很有必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種用于精確測定電阻爐中加熱鋼塊內(nèi)部實際溫度的測試方法，鋼塊尺寸長寬厚的范圍是，10mm<A<50mm, 10mm<B<50mm, 10mm〈C〈50mmo
[0004]本發(fā)明提供一種用于精確測定電阻爐中加熱鋼塊內(nèi)部實際溫度的測試方法，其特征在于:在被測鋼塊表面用鉆頭打出測溫小孔，用室溫下可變形高溫受熱后硬結(jié)并具有一定強度的粘土填滿測溫小孔，將具有一定強度的K型熱電偶插入到粘土中，熱電偶另一端連接到測溫儀上，通過測溫儀實時記錄溫度數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)精確測量鋼塊內(nèi)部實際溫度的目的。
[0005]一種用于確定電阻爐中鋼塊內(nèi)部實際溫度的測試方法，其特征在于:用鉆頭在鋼塊上打出測溫小孔，測溫小孔頂部位置通過機加工精確控制，將室溫下可變形高溫受熱后硬結(jié)并具有一定強度的粘土填滿測溫小孔，把具有一定強度的K型熱電偶插入到粘土中，熱電偶另一端連接到測溫儀上，通過測溫儀實時記錄溫度數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)精確測量鋼塊內(nèi)部實際溫度的目的。
[0006]所述方法的具體步驟是:
[0007](I)用高度游標(biāo)卡尺確定鋼塊內(nèi)某一測量位置，例如C mm鋼板的芯部，并做好標(biāo)記(如圖1所示)。
[0008](2)機加工的方法，在鋼塊表面標(biāo)記出垂直鉆出的測溫小孔(如圖1所示)。
[0009](3)小孔頂部位置即為測溫儀測得的鋼塊內(nèi)部的實際溫度的位置。
[0010](4)將室溫下可變形高溫受熱后硬結(jié)并具有一定強度的粘土填滿測溫小孔(如圖2所示)。
[0011](5)將具有一定強度的K型熱電偶插入到粘土中(如圖2所示)，此時熱電偶頂端測量的溫度即為鋼塊內(nèi)部實際的溫度。
[0012](6)熱電偶的另一端連接到測溫儀上，測量時，測溫儀將鋼塊內(nèi)部的溫度實時記錄到存儲器中(如圖2所示)。
[0013](7)將鋼塊放入箱式電阻爐中，設(shè)定好需要的溫度，打開測溫儀并記錄數(shù)據(jù)。
[0014](8)將存儲器里的數(shù)據(jù)拷貝到電腦中，利用軟件繪制出實際溫度一一時間曲線，該曲線就是反映鋼塊內(nèi)部實際溫度變化規(guī)律的曲線。
[0015](9)將所得實際溫度一一時間曲線與箱式電阻爐顯示溫度對比，即可得出該電阻爐在該加熱溫度時，鋼塊內(nèi)部實際溫度與現(xiàn)實溫度的差別。
[0016]在步驟(I)中，利用高度游標(biāo)卡尺確定鋼塊內(nèi)溫度測量位置時可以選擇任意位置，例如20mm鋼板的芯部、四分之一處等，一旦選擇好測溫位置，最后的實際溫度一一時間曲線反映的就是該位置的實際溫度變化情況。
[0017]在步驟⑵中，機加工獲得的測溫小孔需要保證加工精度，一般將鋼塊在磨床上加工出兩個平行表面，并在其中的一個表面上按照步驟(I)所述，利用高度游標(biāo)卡尺定位，隨后用鉆床加工出測溫小孔。
[0018]在步驟(5)中，K型熱電偶的頂端用短路法焊合，焊接點如圖2的標(biāo)記7所示，并將兩根電阻絲擰在一起以便插入到粘土中。
[0019]在步驟(7)中，打開測溫儀并記錄數(shù)據(jù)時選擇USB記錄(如圖2的標(biāo)記9所示)以便將愛那個數(shù)據(jù)拷貝到電腦上進行后續(xù)處理。
[0020]在步驟(9)中，利用一塊打好測溫空并接好熱電偶的試樣，將某一箱式電阻爐在不同溫度下的實際溫度一一時間曲線測量出來，制成該箱式電阻爐的熱處理參照手冊，以便后續(xù)熱處理。
[0021]該發(fā)明克服了傳統(tǒng)熱電偶測試中，測量點溫度與鋼塊實際溫度不一致的缺點，為精確測量電阻爐中鋼塊各位置實際溫度提供解決方法。
[0022]本發(fā)明中所用粘土作為粘結(jié)劑必須滿足一下兩個條件，一是在常溫下具有可塑性，既能將粘土填裝到測溫小孔中，也可以把K型熱電偶擰成一股后插入到粘土里；二是經(jīng)過高溫?zé)坪?，粘土硬化，可以牢固地將熱電偶固定在測溫小孔內(nèi)，確保測溫過程的順利進行。
[0023]本發(fā)明中測溫小孔的直徑只要大于熱電偶的直徑Φ0.5即可，但是考慮到需要通過填裝粘土作為固定熱電偶的粘結(jié)劑一般測溫小孔直徑選擇Φ3即可，對于塊體較大的試樣直徑可適當(dāng)增加，對于塊體小的材料，測溫小孔的直徑應(yīng)盡量小。
[0024]本發(fā)明中測溫小孔可位于鋼塊的任意位置，這樣結(jié)合十通道測溫儀，可以同時記錄同一鋼塊中最多十個不同位置的實際溫度變化情況，將這十個實際溫度一一時間曲線繪制到一張表格中，就可以獲得該鋼塊不同位置的溫度場分布情況。
[0025]本發(fā)明中可以將某一電阻爐在不同溫度下的用本發(fā)明方法測得的實際溫度一一時間曲線累計起來，繪制成經(jīng)驗手冊，以便在大批量多種工藝條件下熱處理時參閱，而不必每次熱處理都校準(zhǔn)一次實際溫度與顯示溫度的差值。
[0026]優(yōu)點或積極效果
[0027]本發(fā)明的目的在于提供一種用于精確測定電阻爐中加熱鋼塊內(nèi)部實際溫度的測試方法。通過該測量方法，可以有效克服傳統(tǒng)測量方法中測量溫度為熱電偶附近空氣的溫度，而電阻爐中鋼塊的溫度變化要滯后于熱電偶附近溫度的變化，這就導(dǎo)致測量溫度與鋼塊內(nèi)部實際溫度不一致的現(xiàn)象，影響熱處理工藝的最終效果。
【附圖說明】
[0028]圖1為利用高度游標(biāo)卡尺定位出芯部的位置，
[0029]其中粘土條用于填充測溫小孔1、直徑3mm的測溫小孔2、A*B*C mm試樣3。
[0030]圖2為利用粘土將測溫小孔填充壓實后的鋼塊，
[0031]其中測溫儀4、測溫儀上的熱電偶接線柱5、填入測溫小孔的粘土 6、用短路法焊合的K型熱電偶頂端7、測溫儀顯示器8、測溫儀USB數(shù)據(jù)接口、數(shù)據(jù)記錄/停止按鍵10。
[0032]圖3為實施例1利用軟件作出實際溫度一一時間曲線圖，
[0033]圖4為實施例2利用軟件作出實際溫度一一時間曲線圖，
[0034]圖5為實施例3利用軟件作出實際溫度一一時間曲線圖，
[0035]圖6為實施例4利用軟件作出實際溫度一一時間曲線圖，
【具體實施方式】
[0036]實施例1:
[0037]將箱式電阻爐加熱溫度設(shè)定到300°C，