一种连续式退火炉均温区在线测定方法与流程

本发明属于温度测量技术领域，具体涉及一种连续式退火炉均温区在线测定方法。

背景技术：

连续式退火炉是一种有物料连续通过的热处理工业炉，通常情况下以生产带材的工业炉居多，此类的工业炉一般对炉内的气氛压力和炉内温度控制有着较高的要求，除此之外连续式退火炉对炉内有效均温区的长度测定也有着较高的控制要求。由此便需要对连续式退火炉有效均温区进行测定，用来确定有效均温区的长度，其中一类连续式退火炉炉体存在均温区标定的标温孔，可用于均温区测定；另一类连续式退火炉炉体不存在均温区标定的标温孔，因此无法精准测定有效均温区长度，进而无法保证物料的工艺状态是否在要求的范围内。

如图1所示，通常连续式退火炉包括入口冷却段、加热段、出口冷却段三个部分，而且通常情况下在加热段炉体顶部存在均温区标定孔，用来测定炉内均温区长度。

目前使用的连续式退火炉均温区标定方法是将经过校验的热电偶，由炉体上的标温孔插入炉体内部，标温热电偶放置完毕后对加热炉进行升温，到达标温温度后保温读取炉内温度数据，并以数据结果调整热电偶插入炉体的位置，当数据满足工艺要求时，以当前热电偶位置确定加热炉有效均温区长度；而无标温孔的连续式退火炉就无法确定有效均温区的长度，只能以制造厂家给定的均温区长度为准。

在实际有效均温区标定过程中，在满足工艺要求的情况下找到热电偶插入炉体的位置是非常困难的工作：一方面由于工艺要求的范围变化，热电偶的位置会相应发生变化；另一方面热电偶位置的变化是不连续的，即以此种方法标定的均温区长度是不准确的，也较为困难。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种连续式退火炉均温区在线测定方法，解决了现有的连续式退火炉测定均温区长度不准确或无法测定的问题。

本发明所采用的技术方案是：一种连续式退火炉均温区在线测定方法，包括以下步骤：

步骤一，预备长方体形状的标温物料，将温度传感组件设置于标温物料上表面沿宽度方向的中间位置；

步骤二，将连续式退火炉升温至所需标定温度，然后将温度传感组件随标温物料一起以匀速V送入炉体内，按照设定频率采集温度传感组件的温度；

步骤三，当温度传感组件采集的温度到达工艺允许范围内，停止标温物料行走，若在设定的起始确认时间段A内温度传感组件所采集的温度仍然在工艺允许范围内，则表明此位置为均温区起始位置，且继续进行步骤四，若在设定的确认时间段A内温度传感组件所采集的温度不在工艺允许范围内，则继续步骤二；

步骤四，温度传感组件随标温物料继续以匀速V每行走时间W、然后停止行走并在行走确认时间段B内保证所述温度传感组件采集温度在工艺允许范围内，以此为一个周期进行循环测定；直到第n次温度传感组件采集的温度超出工艺允许范围，则表明此位置为均温区末尾位置，计算得到所述连续式退火炉均温区长度L＝V×T，其中，T为(n-1)×B。

本发明的特点还在于，

在步骤一之前还包括前序步骤：校对所述连续式退火炉运行速度准确性和所述温度传感组件测定温度的准确性。

温度传感组件为K型软体热电偶。

温度传感组件随标温物料运动的匀速V为0.25m/min。

步骤三中起始确认时间段A为1min。

行走确认时间段B为2min。

本发明的有益效果是：本发明的一种连续式退火炉均温区在线测定方法解决了现有的连续式退火炉测定均温区长度不准确或无法测定的问题。本发明的一种连续式退火炉均温区在线测定方法提供了一种针对不同工艺、不同材料在连续式退火炉中退火有效均温区的标定的新方法，适用于在线状态下标温，标温结束后即可进行生产，避免了插入式热电偶的拆卸对生产的影响，以及克服了无标温孔的连续式退火炉无法测定有效均温区的长度的缺陷。

附图说明

图1是现有具有标温孔的连续式退火炉炉的结构示意图；

图2是本发明实施例的连续式退火炉均温区在线测定方法流程图。

具体实施方式

如图1所示，现有的连续式退火炉通常包括入口冷却段、加热段、出口冷却段三个部分，而且通常情况下具有标温孔的连续式退火炉在加热段炉体顶部存在均温区标定孔，用来测定炉内均温区长度；有些连续式退火炉则没有标温孔。

针对具有标温孔的连续式退火炉测定均温区难度大、没有标温孔的连续式退火炉无法测定均温区的问题，本发明提供了一种连续式退火炉均温区在线测定方法，其先预备标温物料，然后在标温物料上焊接温度传感组件，设置好规定温度机制，在标温前将连续式退火炉升温至所需标定温度，然后将焊接有温度传感组件的标温料以一定的匀速V从炉体外部运行至炉体内部，采集并观察温度传感组件的温度，当温度传感组件温度初次到达工艺温度要求的范围后，停止标温物料行走，当保证在起始确认时间段A内温度传感组件的温度仍然在工艺允许范围内时，即进入有效均温区内；从此时开始，标温物料每行走一段时间A就停止移动、在行走确认时间段B内对温度进行监控以保证温度传感组件采集温度的稳定性，直到温度传感组件采集的温度超出工艺允许范围，则停止温度采集，对热电偶读取数据进行分析，根据温度传感组件采集数据分析标温物料在工艺温度允许范围内的实际行走时间T，最终准确的计算出此次工艺温度下对应的有效均温区长度L＝V×T。

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明的一种连续式退火炉均温区在线测定方法以立式的连续式退火炉为例进行具体说明，此次连续退火炉标定温度为625℃，工艺要求范围为±25℃，即600℃～650℃均在工艺允许的范围内，标温料选取0.5mm厚的Zr-4合金带材，温度传感组件选择K型软体热电偶并焊接于Zr-4合金带材宽向的中间位置，以保证温度传感组件移动时位于炉内的中间位置。标温带材的行进速度设定为0.25m/min，起始确认时间段A为1min，行走确认时间段B为2min，。

本发明实施例的连续式退火炉均温区在线测定方法的流程图如图2所示，包括以下步骤：

步骤101、校对连续式退火炉运行速度的准确性，用于保证最终计算有效均区长度的准确性。首先使用经过校验的量具测量连续式退火炉除油机组长度，将带材任意一点进行标定，设定带材行进速度为0.25m/min，当标定点行进至除油机组入口端，使用经过校验的计时器开始记录，当标定点行进至除油机组出口端，结束时间记录，最终以计算方式算出带材实际行进速度，如此反复3次，当带材实际速度在设定速度V的±5％内，表明连续式退火炉运行速度准确，当实际速度超出以上要求范围，应对带材运行速度进行调整，采用以上测定方法进行测定直到满足要求为止。

步骤102、将进入连续式退火炉各段后的热电偶进行校对。用于保证其测量的实际炉温的准确性，进而保证整个标定过程中所测量的炉温的偏差小于±1℃。通常情况下进入每个加热段的热电偶都是进过校验的，保证了退火炉所有热电偶测量数据误差在±1℃以内，将连续式退火炉升温至此次标定温度点，保证炉温的稳定性。

步骤103、选取经过校验的K型软体热电偶端头焊接在标温带材宽度方向中间，保证热电偶固定可靠且运行于炉内中间线上，在运行过程中有效采集材料温度。

步骤104、热电偶数据采集频率设定为每2s采集一组数据，将含有热电偶的标温带材以0.25m/min的速度行进，在行进过程中采集并观察热电偶温度，当热电偶温度首次到达600℃时，停留1min，若1min内热电偶温度均在600℃以上，即进入此工艺温度的有效均温区，若1min内热电偶温度降低到600℃以下，则继续行进，直到找到均温区起始点；找到起始点后标温料每行进1min、停留2min同时采集温度数据，直到热电偶温度降低到600℃以下，表示此时离开此工艺温度的有效均温区，此时结束热电偶温度采集。

步骤105、对以上步骤中所采集的数据进行分析，计算出标温带材在工艺允许温度范围内实际行走时间的T，带材运行速度为V，最终计算出此工艺下连续式退火炉的有效均温区长度为L＝V×T。

本实施例所记录的连续式退火炉均温区标定数据如表1所示，根据热电偶采集温度及时间，可直接反应出在有效均温区行走时间：

表1连续式退火炉均温区标定数据

由于原始数据太多，因此表1中进行间隔选取呈现，从表1中可以看出标温热电偶在工艺要求范围内共行走11min，行走速度为0.25m/min，因此可以计算出此工艺范围内的有效均温区长度为L＝11min×0.25m/min＝2.75m。