本实施例公开了如何根据控制冷却工艺需求中，对于淬火阶段要求生成一定厚度 的马氏体组织，定量的给出了水流量和淬火时间的确定方式。然而，实际的生产中，除了要 求轧件生成一定厚度的马氏体外，还会要求在完成自回火阶段后，得到的自回火温度满足 预设的目标温度要求。所述自回火温度为完成淬火阶段后起始，以达到中心结点和表面结 点温度温差在预设阈值内为结束。为了实现在完成所述自回火温度达到预设的目标温度要 求，所述方法在计算得到所述满足马氏体厚度的水流量区间Qm后还需要进行以下步骤，如 图2所示，具体的：
[0034] 在步骤207中，通过有限差分模型计算自回火阶段中各结点温度Ti，并计算轧件 经过自回火阶段后所能达到的自回火温度；
[0035] 在步骤208中，判断所述自回火温度与预设的目标温度绝对差值是否在第一预设 阈值内，如果不满足则根据所述水流量区间Qm调整水流量；从而确定出同时满足马氏体厚 度又满足自回火温度要求的水流量区间Qf。
[0036] 无论是上述计算生成需求的马氏体厚度所要求的水流量，还是达到自回火温度都 是在所述水箱长度值L1足够长情况下得到的。而实际上获取的水箱长度值L1可能无法提 供足够长的淬火时间，从而不能生成满足需求的马氏体厚度和/或完成淬火阶段后达到淬 火温度。因此，本实施例的递归过程还存在一种可嵌套的过程，具体的：在判断当前水箱长 度值L1无法提供水流量Qf同时满足既生成满足厚度要求的马氏体又能够获得满足第一预 设阈值的自回火温度时，调整轧制工艺参数中水箱长度值L1，并重新计算同时满足马氏体 厚度又满足自回火温度要求的水流量区间Qf;直到获得同时满足马氏体厚度又满足自回 火温度要求的水流量区间Qf，停止所述水箱长度值L1的调整。
[0037] 在具体工业实现时，所述水箱长度值L1通常是固定的，则可以通过调整水箱的个 数来实现，因此，本实施例中描述的水箱长度值L1的调整具体可以对应为工业实现中增加 或者减少水箱的数量。其中，该调整水箱长度值L1的操作可以是由控制系统自动完成的， 也可以是由操作人员确认后完成的。
[0038] 虽然说本实施的重点是在给定轧制工艺参数后，计算得到控制冷却工艺所需的水 流量值，但是，在实际应用工业制造中，操作人员通常还需要了解在完成所述淬火阶段、自 回火阶段外和/或空冷阶段后，产生的其它相变组织的厚度。其中，所述控制冷却工艺由淬 火阶段、自回火阶段外和空冷阶段三个阶段构成，并按照先后顺序依次进行。具体的用于计 算生成的其它相变组织厚度的方法为：
[0039] 通过有限差分模型计算自回火阶段中各结点温度Ti和冷却速度Vi，并计算在完 成所述自回火阶段后产生的其它相变组织的厚度；通过有限差分模型计算空冷阶段中各结 点温度Ti和冷却速度Vi，并计算在完成所述空冷阶段后产生的其它相变组织的厚度。
[0040] 其中，由于淬火阶段已经计算了各个结点的温度Ti和冷却速度Vi，因此，在淬火 阶段计算马氏体厚度时便能同时计算得到其它相变组织的厚度。如图5所述，为一种典型 的轧件经控制冷却工艺后生成的相变组织的示意图。
[0041] 本实施例的递归过程还存在一种判断提示的方法，在判断水流量调整到所设计的 轧制生产线所能提供的最大水流量，仍然无法计算得到满足所述第一预设阈值的自回火温 度时，控制系统返回此钢种M采用该控制冷却工艺目标值需重新调整的提示信息。该判断 过程可以是在本实施例获取到轧制参数时便进行。
[0042] 或者，在确定出同时满足马氏体厚度又满足自回火温度要求的水流量区间Qf不 存在时，所述方法还包括：控制系统返回所述钢种M采用该控制冷却工艺目标值需重新调 整的提示信息。所述提示信息内容还可以是"请尝试调整水箱长度值或者水箱个数后，再次 进行计算"。
[0043] 本实施例的实现需要基于现有的棒材生产线控制冷却工艺的相关算法，具体的算 法公式因为不同公司实践和总结原因可能会有稍许不同，接下来将通过算法中主要过程来 阐述如何实现通过淬火阶段时获取轧件的中心温度和表面温度，具体包括：
[0044] 根据轧件规格D，将轧件的半径分成n-1个Ar，每隔Ar定义1个结点，即n个结 点，根据钢种的特性确定结点的空间步长和时间步长At ;依据所述空间步长和时 间步长At，计算各结点之间的热量传递关系；根据水流量初值Q，推导轧件表面在淬火阶 段的热流密度ql ;并依据所述热流密度ql和各结点之间的热量传递关系，计算淬火中各结 点冷却温度Ti和冷却速度Vi。
[0045] 其中，依据所述空间步长Ar和时间步长At，计算各结点之间热量传递关系，具 体包括：
[0046] 应用热焓场代替温度场进行计算，将热焓场的偏微分方程应用泰勒级数展开式， 结合控制容积法进行推倒，得出中心、内部、边界结点的显式差分方程，即各结点之间的热 量传递关系；通过所述显式差分方程计算各结点在不同时刻的温度。
[0047] 在自回火阶段和淬火阶段类似，根据所述轧件各结点的热量传递关系，计算轧件 的自回火温度，具体包括：
[0048] 依据斯蒂藩-玻尔兹曼公式，推导轧件表面在自回火阶段的热流密度q2和轧件心 部向表面的热传导；并依据所述热流密度q2和所述各结点的热量传递关系，计算轧件的自 回火温度。
[0049] 在空冷阶段和自回火阶段类似，所述根据轧件的各结点的热量传递形式，计算轧 件在空冷中各结点的冷却温度Ti和冷却速度Vi，具体包括：
[0050] 依据斯蒂藩-玻尔兹曼公式，推导轧件表面在空冷阶段的热流密度q2 ;并依据所 述热流密度q2和所述各结点的热量传递关系，计算轧件在空冷阶段中各结点温度Ti和冷 却速度Vi。
[0051] 实际工业生产线中，所述自回火阶段的热流密度q2和空冷阶段的热流密度q2认 为是相同的。
[0052] 本发明实施例在实现时，为简化计算模型，忽略轧件与运输辊道的热传导。但是， 作为本领域技术人员，在掌握本发明实施例方法后，也能够经过合理的推敲，无需经过创造 性构思便能实现增加所述轧件与运输辊道的热传导的实现方式，因此，仍然在本发明保护 范围之内。
[0053] 本实施作为一种棒材生产线控制冷却工艺控制系统的实现方法，所述根据所述 Qmin，确认水流量初值Q的方式，也可以是以下两种方式中的任意一种：
[0054] 方式一、操作人员根据所述Qmin和所要设计的轧制生产线所能提供的水流量范 围，向所述控制系统输入水流量初值Q ;
[0055] 方式二、控制系统根据所述Qmin和操作人员输入的所要设计的轧制生产线所能 提供的水流量均值，将两者的中间值作为水流量初始值Q。
[0056] 做为控制系统，也可以提供如下功能：
[0057] 将最终能够满足控制冷却工艺生产需求的水流量Qm和调整后的水箱长度值，呈 现给操作人员；所述控制冷却工艺生产需求包括：控制自回火温度、淬火阶段中生成一定 厚度的马氏体组织。
[0058] 实施例二
[0059] 本发明实施例还提供了一种棒材生产线控制冷却工艺的控制装置，用于运行控制 系统，所述控制系统用于实现上述实施例一的方法步骤，如图3所示，所述装置包括输入模 块1、显示模块4、处理器2和存储模块3,具体的：
[0060] 所述输入模块1，用于接收用户输入的轧制工艺参数。
[0061] 所述处理器2,用于根据所述钢种M和相应的连续冷却转变曲线特性，确定轧件表 面产生马氏体的临界相变温度和临界冷却速度；根据水箱长度值L1和轧件的轧制速度V计 算淬火时间tl，并通过所述淬火时间tl和冷却水温度Tw，计算出达到所述临界相变温度和 临界速度时，对应的最小水流量Qmin ;根据所述Qmin，确认水流量初值Q ;根据所述水流量 初值Q，通过有限差分模型计算淬火阶段中各结点温度Ti和冷却速度Vi，并计算在完成所 述淬火阶段后产生的马氏体厚度；判断所述马氏体厚度是否满足工艺需求，若不满足则调 整所述水流量，并再次计算完成所述淬火阶段后产生的马氏体厚度，直到得出所要求的马 氏体厚度；计算得到最终满足需求马氏体厚度的水流量Qm。
[0062] 所述存储模块3,用于存储各种钢种的CCT曲线。
[0063] 所述显示模块4,用于显示用户输入的参数和最后计算的结果。
[0064] 本实施例中，所述处理器2模块还用于完成实施例一中除了主干执行步骤201-步 骤206以外，还能用于完成实施例一中描述的扩展的内容。例如：所述处理器2,在判断水