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专利名称：一种用于钢材冷却控制的试验平台的制作方法
技术领域：
本发明涉及试验平台，特别是用于钢材冷却控制的试验平台。
背景技术：
人们一直在寻求获得碳当量更低、强度更高、使用性能更好的钢铁材料。随着研究 的不断深入，已经逐渐认识到晶粒细化与组织复相化是提高钢铁材料性能的有效途径。控 制冷却作为实现钢铁材料晶粒细化与组织复相化的重要技术手段，已成为先进钢铁材料研 发中不可缺少的工艺技术，同时，与普通钢铁材料相比，先进钢铁材料研发对控冷系统冷却 能力的多样化需求，也对控制冷却技术与设备提出了更高的要求，不仅要求其具有更高的 冷却能力，有时甚至需要多种冷却方式的组合。 迄今为止，用于钢材冷却控制的试验平台只能进行静态的冷却试验，与现场实际 存在较大的差距，无法满足先进钢铁材料的研发对控制冷却能力的多样化需求。所以开发 一套更接近实际生产的试验平台更具有实际应用价值。利用这套试验装置，可进行多钢种、 多规格以及多冷却制度的动态控冷试验，能够满足钢种研发过程中对控制冷却工序的各种 试验要求。

发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种用于钢材冷却控制的试验平台，该试验 平台能进行多钢种、多规格以及多冷却制度的动态控冷试验，能够满足钢种研发过程中对 控制冷却工序的各种试验要求。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是 —种用于钢材冷却控制的试验平台，它包括水冷却段模拟平台、传感器、计算机、 钢材行走机构；钢材行走机构设置在冷却段模拟平台内；传感器的输出信号输入计算机。
上述方案中，钢材行走机构包括轨道和用于装载钢材的小车，小车设置在轨道上。
上述方案中，小车上设有用于固定钢材的夹具、用于拉伸钢材的油缸，油缸的一端 与夹具连接，另一端与小车连接。 上述方案中，行走方向的小车前后两端分别设有固定架，所述夹具和油缸均为两 个，两夹具分别与钢材的前后两端连接，两油缸的一端分别与两夹具连接，两油缸的另一端 分别与两固定架连接。 上述方案中，冷却段模拟平台包括输水管、多个喷淋装置；输水管上设有多个接 口 ，各接口的规格一致，输水管通过接口与喷淋装置连接。
上述方案中，各接口为可以转动的活动接口。 上述方案中，输水管包括主管和多根分输水管，分输水管的一端与接口连接，另一 端均与主管连接。 上述方案中，所述传感器包括压力传感器 流量传感器，各分输水管上均设有压
上述方案中，喷淋装置包括上喷淋装置和下喷淋装置，上喷淋装置和下喷淋装置 分别设置在钢材行走机构的上方和下方。
上述方案中，各接口上均设有阀门。
本发明的优点在于 1、试验平台具有水冷却段模拟平台、传感器、计算机、钢材行走机构，能进行多钢
种、多规格以及多冷却制度的动态控冷试验，能够满足各钢种研发过程中对控制冷却工序
的各种试验要求，能对钢材冷却过程中的动态变化情况进行记录，为进一步研究创造条件。 2、钢材行走机构用轨道和小车代替输送平台，结构简单、成本低。 3、小车上设有用于拉伸钢材的油缸，可模拟实际生产过程中输送平台对钢材的拉伸。 4、输水管上的各接口的规格一致，各喷淋装置可以任意搭配安装。 5、各接口为可以转动的活动接口，安装在接口上的喷淋装置可以调整喷淋角度。 6、输水管包括多根分输水管，为各分输水管分别管理创造条件。 7、各分输水管上均设有压力传感器和流量传感器，得到的数据可供进一步研究使用。 8、喷淋装置包括上喷淋装置和下喷淋装置，可双面对钢材进行冷却。 9、各接口上均设有阀门，可任意设定喷淋条件。 本发明可进行多钢种、多规格、多冷却制度的动态、双面控冷试验。


图1为本发明试验平台实施例的结构示意图 图2为各种喷淋装置示意图 图3为钢材试样温度检测示意图 图4为水流对钢材试样表面打击压力检测示意图 图5为冷却段模拟平台管路图 图6为小车结构示意图 图7为一种冷却方式试验布置示意图 图8为另一种冷却方式试验布置示意图 图中1-接口 ， 2-主管，3-分输水管，4-流量传感器，5-压力传感器，6_喷淋装置， 7-热电偶，8-应力片，9-轨道，10-小车，11-夹具，12-油缸，13-固定架，14-钢材，15-计算机。
具体实施例方式以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述 如图1所示的本发明用于钢材冷却控制的试验平台实施例，它包括水冷却段模拟 平台、传感器、计算机15、钢材行走机构。 如图3所述，传感器包括埋置在钢材内的热电偶7，热电偶7沿试样钢材14的厚 度、宽度方向埋置，热电偶7的输出信号通过数据采集系统输入计算机15，可以用于研究不 同冷却方式下试样在某一时刻沿厚度、宽度方向的温度梯度，也可以用于研究试样某一断
4面的温度随时间的变化情况。 如图4所述，传感器包括贴在钢材14表面的应力片8，应力片8的输出信号通过数 据采集系统输入计算机15，冷却方式可以是U型管层流冷却，也可以是水幕冷却、高密度直 管层流冷却、超快速冷却或气雾冷却，可以测得不同冷却方式下水流对试样表面的打击压 力，用于研究其击破试样表面水膜的能力。 钢材行走机构设置在冷却段模拟平台内，钢材行走机构包括轨道9和用于装载钢 材14的小车10，小车10设置在轨道9上。 如图6所示，小车10上设有用于固定钢材的夹具11、用于拉伸钢材的油缸12，油 缸12的一端与夹具11连接，另一端与小车10连接。 行走方向的小车前后两端分别设有固定架13 ，所述夹具11和油缸12均为两个，两 夹具11分别与钢材的前后两端连接，两油缸12的一端分别与两夹具11连接，两油缸12的 另一端与两固定架13连接。油缸提供15-30kg的拉力，模拟实际生产过程中输送平台对钢 材的拉伸。 小车10的中部中空，有利于钢材双面冷却。 如图5所示，冷却段模拟平台包括输水管、多个喷淋装置6 ;输水管上设有多个接 口 l，各接口 1的规格一致，输水管通过接口 1与喷淋装置连接，如图2所示，喷淋装置从左 到右分别为水幕冷却喷淋装置、U型层流冷却喷淋装置、高密直集管冷却喷淋装置、超快速 冷却喷淋装置、气水雾冷却喷淋装置。各冷却喷淋装置的水由水泵经高位水箱提供。
喷淋装置6包括上喷淋装置和下喷淋装置，上喷淋装置和下喷淋装置分别设置在 钢材行走机构的上方和下方。 各接口 l为可以转动的活动接口。各接口 l上均设有阀门。输水管包括主管2和
多根分输水管3，分输水管3的一端与接口 1连接，另一端均与主管2连接。 所述传感器还包括压力传感器5和流量传感器4，各分输水管3上均设有压力传感
器5和流量传感器4。 如图7所示，前三段全都更换为U型管层流冷却方式，后两段分输水管阀门关闭， 试样钢材14放置在小车10上，随小车10作往返运动，可实现单一的U型管层流冷却方式 的控冷试验。同样，根据需要，前三段也可全更换成水幕冷却方式或高密度直管层流冷却方 式。 如图8所示，前段为高密度直管层流冷却喷淋装置，后段为超快速冷却喷淋装置，
试样先在冷却速率相对较低的层流冷却段进行冷却，再进行超快速冷却，这两种冷却方式
的组合，可满足一些先进钢铁材料——例如双相钢对冷却制度的要求。 除了上述的组合外，还可进行其他冷却方式的组合控冷试验，不在一一列举。 本发明实施例提供了一种多功能组合式控制冷却试验平台装置，能进行动态、双
面冷却试验，试验手段齐全。 本发明实施例的特点是 1、具备多种冷却方式，可以实现较宽的冷却速率范围。水幕冷却喷淋装置段的冷 却速率范围10 80°C /s，U型管层流冷却喷淋装置段的冷却速率范围10 80°C /s，高密 度直管层流冷却喷淋装置段的冷却速率范围30 IO(TC /s，超快速冷却喷淋装置段的冷却 速率范围100 500°C /s，气雾冷却喷淋装置段的冷却速率范围10 60°C /s。
2、可以实现多种冷却方式的组合。各冷却段为可拆换式，可以满足各种特殊冷却 制度的需要。 3、具备齐全的检测手段，可对试样厚度、宽度方向的分层温度、水流对试样表面的 打击压力以及上下喷淋装置的水流量进行检测。检测设备通过数据采集系统接入计算机， 能够实现数据的实时记录与处理。 4、可适用多种断面规格试样的控冷试验，包括板坯、方坯等。
权利要求
一种用于钢材冷却控制的试验平台，其特征在于它包括水冷却段模拟平台、传感器、计算机(15)、钢材行走机构；钢材行走机构设置在冷却段模拟平台内；传感器的输出信号输入计算机(15)。
2. 如权利要求1所述的试验平台，其特征在于钢材行走机构包括轨道(9)和用于装 载钢材(14)的小车(IO)，小车(10)设置在轨道(9)上。
3. 如权利要求2所述的试验平台，其特征在于小车(10)上设有用于固定钢材的夹具 (11)、用于拉伸钢材的油缸(12)，油缸(12)的一端与夹具(11)连接，另一端与小车(10)连接。
4. 如权利要求3所述的试验平台，其特征在于行走方向的小车前后两端分别设有固定架(13)，所述夹具(11)和油缸(12)均为两个，两夹具(11)分别与钢材的前后两端连接， 两油缸(12)的一端分别与两夹具(11)连接，两油缸(12)的另一端分别与两固定架(13) 连接。
5. 如权利要求1所述的试验平台，其特征在于冷却段模拟平台包括输水管、多个喷淋 装置(6);输水管上设有多个接口 (l)，各接口 (1)的规格一致，输水管通过接口 (1)与喷淋装置连接。
6. 如权利要求5所述的试验平台，其特征在于各接口 (1)为可以转动的活动接口。
7. 如权利要求5所述的试验平台，其特征在于输水管包括主管(2)和多根分输水管 (3)，分输水管(3)的一端与接口 (1)连接，另一端均与主管(2)连接。
8. 如权利要求7所述的试验平台，其特征在于所述传感器包括压力传感器(5)和流 量传感器(4)，各分输水管(3)上均设有压力传感器(5)和流量传感器(4)。
9. 如权利要求7所述的试验平台，其特征在于喷淋装置(6)包括上喷淋装置和下喷 淋装置，上喷淋装置和下喷淋装置分别设置在钢材行走机构的上方和下方。
10. 如权利要求5所述的试验平台，其特征在于各接口 (1)上均设有阀门。
全文摘要
本发明涉及一种用于钢材冷却控制的试验平台，它包括水冷却段模拟平台、传感器、计算机(15)、钢材行走机构；钢材行走机构设置在冷却段模拟平台内；传感器的输出信号输入计算机(15)。本发明试验平台能进行多钢种、多规格以及多冷却制度的动态控冷试验，能够满足各钢种研发过程中对控制冷却工序的各种试验要求，能对钢材冷却过程中的动态变化情况进行记录，为进一步研究创造条件。
文档编号G01N1/42GK101782483SQ20101011724
公开日2010年7月21日 申请日期2010年3月2日 优先权日2010年3月2日
发明者刘振清, 吴杰, 汪水泽, 王国栋, 蒋扬虎, 韩斌 申请人:武汉钢铁(集团)公司