技术领域

本发明涉及铸坯生产技术领域，具体而言，涉及一种确定铸坯温度、进炉温度的方法、存储介质及处理器。

背景技术

连铸坯的热送热装技术指的是在炼钢-连铸-连轧这一工艺过程中充分、有效地利用连铸坯的显热，将热态连铸坯直接或间接运送到连轧工序的加热炉中进行补热或均热后轧制，以达到大幅度节能目的的技术。连铸坯的热送热装技术将炼钢-连铸-连轧变成了一个紧密相连的一体化生产系统，不仅可以大幅度降低能源消耗，缩短产品的生产周期，而且能够显著改善产品质量，提高金属收得率，同时还可以减少厂房占地面积，节约投资。因此，无论从节约生产成本还是从节约投资的角度来看，连铸坯的热送热装技术都具有很高的经济价值。

无缝钢管生产用的管坯多为先自然冷却再经锯切，之后进入环形加热炉加热，一般管坯进炉时的温度较低，接近于室温。热送热装工艺中的管坯是在热状态下用火焰切断后，以高于室温数百度的温度进入环形加热炉加热的。热送热装的管坯进入环形加热炉时的温度对成品钢管的表面是否会产生裂纹、内部组织中是否有非正常组织、晶粒是否粗大具有重要影响。

温度在400℃至A之间的热送热装的连铸坯不经过冷却到环境温度，先送至环形加热炉进行加热，之后再进行轧制，得到成品钢管。根据金属固态相变理论，热送热装的连铸坯的组织状态与常规冷装入炉的铸坯的组织状态基本相同，理论上用这样的管坯(也就是上述热送热装的连铸坯)能生产出合格的钢管。

理论研究的结果表明，管坯上各个质点的最高温度应小于A(约727℃)。当管坯上存在质点的温度大于A时，在管坯的表面就不会发生从奥氏体到铁素体的相变或者发生相变的程度很小，因此，在管坯冷却过程中，在奥氏体晶界析出的AlN(一氮化铝)以及其他的碳氮化物就会一直保留在奥氏体晶界，这些物质会降低奥氏体晶粒间的结合力，在加热后的轧制过程中就会出现爪裂缺陷。如果管坯上各质点的温度均小于A，管坯表面会发生奥氏体到铁素体以及到铁素体和珠光体的相变，这个相变会导致钢的再结晶，再结晶的发生会将原奥氏体晶界上析出的AlN以及其他碳氮化物包裹在新生成的珠光体晶粒内部，从而消除了晶界上AlN以及其他碳氮化物对晶间的弱化作用，使晶间的结合力重新得到加强，此时的管坯在加热和轧制后就不容易在表面产生爪裂缺陷。

在冷却过程中，管坯的内部和外部各个质点的冷却速率随时间、钢种、坯径以及位置等因素的变化而变化。由于管坯的内部和外部的冷却速率不同，因此管坯上各个质点的温度不同。由于管坯的内部温度无法直接测量，因此，管坯上各个质点的最高温度很难确定。

目前进行热送热装工艺时，普通钢级管坯的进炉温度一般采用工业试验法进行确定。即先由人工测量管坯的外表温度，根据测量的管坯的外表温度估计管坯的内部温度，之后再根据管坯的外表温度和内部温度决定是否使管坯进入环形加热炉加热。生产出的钢管的质量是否达到工艺要求需对生产出的钢管进行工业化生产验证，例如对生产出的钢管进行金相组织检测、力学性能检测等来验证，如果质量不行则调低管坯进入环形加热炉时的温度。

但是，估计法(也就是上述根据测量的管坯的外表温度估计管坯的内部温度的方法)本身欠缺科学依据和严谨性，如实际直径为Φ330的管坯冷却4000秒左右时，管坯内外各质点温度最高偏差可达180℃左右，管坯外表上各质点温度偏差可达100℃左右，通常用这种估计法时，无明确的测量基准点，使得测量本身无所适从。通过工业试验法确定管坯的进炉温度的方式存在误差大、成本高以及效率低的缺点。

因此，需要提供一种确定热送热装铸坯温度的方法，以准确地确定热送热装工艺中铸坯的温度。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种确定铸坯温度、进炉温度的方法、存储介质及处理器，以准确地确定热送热装工艺中铸坯的温度。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种确定热送热装铸坯温度的方法，包括：步骤S10：建立当前的铸坯的铸坯模型；步骤S20：建立用于输送铸坯的设备的设备模型；步骤S30：确定铸坯模型与设备模型之间的对应关系；步骤S40：检查步骤，包括判断步骤S10至步骤S30是否有误的步骤，如果步骤S10至步骤S30中至少一个步骤有误，则重复执行步骤S10至步骤S30，如果步骤S10至步骤S30均无误，则执行步骤S50；步骤S50：计算铸坯模型的温度场，确定铸坯模型的温度演化曲线；步骤S60：判断步骤，包括判断温度演化曲线与实际检测的铸坯的温度变化曲线是否相符的步骤，如果是，则根据温度演化曲线确定铸坯的温度，如果否，则重复执行步骤S10至步骤S50。

进一步地，步骤S10包括：步骤S11：建立当前的铸坯的几何模型；步骤S12：根据铸坯的材质以及与材质对应的铸坯的物理化学参数，建立铸坯模型。

进一步地，在步骤S11中，根据铸坯的几何形状和几何尺寸确定铸坯的几何模型，其中，铸坯的长度尺寸与铸坯的径向尺寸的比值范围为3至4；或者，在步骤S12中，铸坯的物理化学参数包括强度、泊松比、热膨胀系数、热容、应力应变曲线、铸坯的传热系数和铸坯的辐射率中的至少一个；或者，在步骤S11中，根据铸坯的几何形状和几何尺寸确定铸坯的几何模型，其中，铸坯的长度尺寸与铸坯的径向尺寸的比值范围为3至4；在步骤S12中，铸坯的物理化学参数包括强度、泊松比、热膨胀系数、热容、应力应变曲线、铸坯的传热系数和铸坯的辐射率中的至少一个。

进一步地，步骤S20包括：步骤S21：建立用于输送铸坯的设备的几何模型；步骤S22：根据设备的材质以及与材质对应的设备的物理化学参数，建立设备模型。

进一步地，在步骤S21中，根据设备的几何形状和几何尺寸确定设备的几何模型；或者，在步骤S22中，设备的物理化学参数包括设备的传热系数和设备的辐射率中的至少一个；或者，在步骤S21中，根据设备的几何形状和几何尺寸确定设备的几何模型；在步骤S22中，设备的物理化学参数包括设备的传热系数和设备的辐射率中的至少一个。

进一步地，步骤S30包括：步骤S31：确定铸坯模型与设备模型之间的相对位置；步骤S32：确定铸坯模型与设备模型之间的传热系数和摩擦系数中的至少一个。

进一步地，在步骤S11之后，步骤S40之前，确定热送热装铸坯温度的方法还包括对铸坯模型进行网格化处理，以得到网格化的铸坯模型的步骤；或者，步骤S40的判断步骤S10至步骤S30是否有误的步骤包括判断步骤S10至步骤S30中参数是否准确的步骤。

进一步地，步骤S50包括：步骤S51：确定铸坯模型上的待检测质点；步骤S52：确定铸坯模型的初始温度；步骤S53：确定设备模型的初始温度；步骤S54：通过有限元法计算铸坯模型的温度场，获取铸坯模型上的待检测质点的温度演化曲线。

进一步地，在步骤S52中，将与铸坯模型的材质对应的铸坯模型由液相向固相转变的凝固点作为铸坯模型的初始温度。

进一步地，在步骤S60之前，确定热送热装铸坯温度的方法还包括确定实际检测的铸坯上的待检测质点的温度变化曲线的步骤；或者，在步骤S60中，判断温度演化曲线与实际检测的铸坯的温度变化曲线是否相符的步骤包括当铸坯模型与铸坯的冷却时间相同时，判断铸坯模型上的待检测质点的温度与实际检测的铸坯上的待检测质点的温度之间的差值是否在预设范围内的步骤。

根据本发明的另一方面，提供了一种确定铸坯进炉温度的方法，包括：步骤S70：确定铸坯当前的温度值；步骤S80：判断铸坯当前的温度值是否小于等于预设值，如果是，则执行使铸坯进入加热炉的步骤，如果否，则执行对铸坯进行冷却的步骤；其中，在步骤S70中，铸坯当前的温度值根据上述的确定热送热装铸坯温度的方法确定。

根据本发明的另一方面，提供了一种存储介质，存储介质存储有程序，其中，程序被运行时执行上述的确定铸坯进炉温度的方法。

根据本发明的另一方面，提供了一种处理器，处理器用于运行程序，其中，程序被运行时执行上述的确定铸坯进炉温度的方法。

应用本发明的技术方案，建立了铸坯模型和用于输送铸坯的设备的设备模型，并且确定了铸坯模型和设备模型之间的对应关系，通过步骤S40的检查步骤，可以保证在步骤S10至步骤S30均无误的情况下，计算铸坯模型的温度场，也就是执行步骤S50，通过计算得到的铸坯模型的温度场，可以得到铸坯模型的温度演化曲线，也就是通过执行步骤S50可以对铸坯的温度场进行模拟，之后，经过步骤S60的判断步骤，可以将对铸坯的温度场进行模拟得到的铸坯模型的温度演化曲线与实际检测的铸坯的温度变化曲线进行比较，如果温度演化曲线与温度变化曲线相符，则表示模拟得到的温度演化曲线可以表征铸坯实际的温度变化，这样，根据该温度演化曲线可以准确地确定铸坯实际的温度，也就是说通过该温度演化曲线可以实时地、准确地预测该铸坯的温度，以便于对当前的铸坯进行后续操作；如果温度演化曲线与温度变化曲线不相符，则需要重新执行步骤S10至步骤S50，对步骤S10至步骤S50中的至少一个步骤进行调整，以使铸坯模型的温度演化曲线更接近铸坯实际的温度变化曲线，从而根据温度演化曲线准确地确定铸坯的温度。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的确定热送热装铸坯温度的方法的实施例的流程图；

图2示出了图1的确定热送热装铸坯温度的方法的具体流程图；

图3示出了根据本发明的确定铸坯进炉温度的方法的实施例的流程图；

图4示出了图3的确定铸坯进炉温度的方法的具体流程图；

图5示出了图4的确定铸坯进炉温度的方法的实施例的铸坯模型的结构示意图；以及

图6示出了图5的确定铸坯进炉温度的方法的铸坯模型上待检测质点的温度演化曲线图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

需要指出的是，除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的，或者是针对部件本身在竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本发明。

连铸坯的热送热装技术能够充分、有效地利用连铸坯的显热，不仅可以大幅度降低能源消耗，达到大幅度节能的目的，还可以缩短产品的生产周期，而且能够显著改善产品质量，提高金属收得率，同时还可以减少厂房占地面积，节约投资。因此，无论从节约生产成本还是从节约投资的角度来看，连铸坯的热送热装技术都具有很高的经济价值。

采用热送热装工艺的钢管生产工艺流程为：炼钢→管坯连铸→管坯热切→管坯热送热装→环形加热炉加热→穿孔→轧管→步进炉加热→定/减径→冷床冷却。

针对管坯的内部温度无法直接测量导致管坯上各个质点的温度很难确定，而通过工业试验法确定的管坯的温度存在误差大、成本高以及效率低的缺点的问题，本发明及本发明的实施例提供了一种确定热送热装铸坯温度的方法，以准确地确定热送热装工艺中铸坯的温度。

本发明的技术方案可以应用于无缝钢管的生产技术领域，具体地可以应用于管坯的加热工序。

需要说明的是，本发明的实施例中，铸坯为用于生产无缝钢管的管坯。

如图1所示，本发明的实施例中，确定热送热装铸坯温度的方法包括：步骤S10：建立当前的铸坯的铸坯模型；步骤S20：建立用于输送铸坯的设备的设备模型；步骤S30：确定铸坯模型与设备模型之间的对应关系；步骤S40：检查步骤，包括判断步骤S10至步骤S30是否有误的步骤，如果步骤S10至步骤S30中至少一个步骤有误，则重复执行步骤S10至步骤S30，如果步骤S10至步骤S30均无误，则执行步骤S50；步骤S50：计算铸坯模型的温度场，确定铸坯模型的温度演化曲线；步骤S60：判断步骤，包括判断温度演化曲线与实际检测的铸坯的温度变化曲线是否相符的步骤，如果是，则根据温度演化曲线确定铸坯的温度，如果否，则重复执行步骤S10至步骤S50。

通过上述步骤，建立了铸坯模型和用于输送铸坯的设备的设备模型，并且确定了铸坯模型和设备模型之间的对应关系，通过步骤S40的检查步骤，可以保证在步骤S10至步骤S30均无误的情况下，计算铸坯模型的温度场，也就是执行步骤S50，通过计算得到的铸坯模型的温度场，可以得到铸坯模型的温度演化曲线，也就是通过执行步骤S50可以对铸坯的温度场进行模拟，之后，经过步骤S60的判断步骤，可以将对铸坯的温度场进行模拟得到的铸坯模型的温度演化曲线与实际检测的铸坯的温度变化曲线进行比较，如果温度演化曲线与温度变化曲线相符，则表示模拟得到的温度演化曲线可以表征铸坯实际的温度变化，这样，根据该温度演化曲线可以准确地确定铸坯实际的温度，也就是说通过该温度演化曲线可以实时地、准确地预测该铸坯的温度，以便于对当前的铸坯进行后续操作；如果温度演化曲线与温度变化曲线不相符，则需要重新执行步骤S10至步骤S50，对步骤S10至步骤S50中的至少一个步骤进行调整，以使铸坯模型的温度演化曲线更接近铸坯实际的温度变化曲线，从而根据温度演化曲线准确地确定铸坯的温度。

进一步地，相比于目前采用的估计法(根据管坯的外部温度估计管坯的内部温度)确定铸坯的温度而言，本申请的技术方案具有一定的科学性和严谨性，通过本申请的技术方案确定的铸坯的温度的准确性较高，而且，本申请的技术方案不局限于测量位置，可以较准确地确定铸坯的任意一点的温度，具有较高地适应性和应用性，且具有误差较小、成本低和效率较高的优点。

优选地，在步骤S10之前，确定热送热装铸坯温度的方法还包括确定需要建立的设备模型的数量的步骤。

需要说明的是，上述步骤S10和步骤S20的执行没有先后顺序，也就是说，可以根据实际需要对步骤S10和步骤S20的执行顺序进行选择，即可以选择先执行步骤S10后执行步骤S20或者先执行步骤S20后执行步骤S10。

需要说明的是，上述步骤S40的判断步骤S10至步骤S30是否有误的步骤需要对步骤S10至步骤S30均进行判断，在对步骤S10至步骤S30均进行判断后，如果步骤S10至步骤S30中至少一个步骤有误，则重复执行步骤S10至步骤S30，如果步骤S10至步骤S30均无误，则执行步骤S50。

当然，在本申请的附图未示出的替代实施例中，还可以根据实际情况和实际需要，这样设置：在上述步骤S40的重复执行步骤S10至步骤S30的步骤中，可以只重复执行有误的相应步骤，比如，如果在上述步骤S40的判断步骤S10至步骤S30是否有误的步骤中，判断步骤S10有误，则在上述步骤S40的重复执行步骤S10至步骤S30的步骤中，可以只重复执行有误的相应的步骤S10，不需要再重复执行步骤S20和步骤S30，当然，如果是步骤S10和步骤S20均有误，则可以只重复执行有误的步骤S10和步骤S20，不需要再重复执行步骤S30，依次类推。

本发明的实施例中，确定热送热装铸坯温度的方法可以用于确定铸坯内部的温度，其操作过程可以为：在铸坯的外表面上选择几个待检测质点，并测量实际铸坯上这几个待检测质点在某一时刻的温度值或者在一定时间段内的温度变化曲线，根据本申请的确定热送热装铸坯温度的方法对铸坯的温度场进行模拟，得到铸坯模型的温度场，并得到在铸坯模型上的与铸坯上几个待检测质点对应的待检测质点的在同一时刻的温度值或者在同一时间段内的温度演化曲线，判断实际铸坯外表面上待检测质点的温度值与铸坯模型上相应待检测质点的温度值之间的差值是否在预设范围内，或者判断实际铸坯外表面上待检测质点的温度变化曲线与铸坯模型上相应待检测质点的温度演化曲线是否相符，如果是，则说明铸坯模型的温度场可以表征实际铸坯的温度场，也就是说，可以通过铸坯模型的温度场确定实际铸坯的内部某一待检测质点的温度，从而可以通过铸坯模型的温度场确定铸坯上任一待检测质点的温度，解决了铸坯内部温度不易测量的问题。

如图2所示，本发明的实施例中，步骤S10包括：步骤S11：建立铸坯的几何模型；步骤S12：根据铸坯的材质以及与该材质对应的铸坯的物理化学参数，建立铸坯模型。

上述步骤中，根据铸坯实际的结构、材质以及物理化学参数建立铸坯模型，通过上述步骤，可以使建立的铸坯模型尽可能地与实际的铸坯贴合，从而使铸坯模型能够尽可能地表征铸坯的实际情况，这样，就可以通过计算该铸坯模型的温度场来模拟铸坯实际的温度场，有助于提高通过该铸坯模型的温度场来确定铸坯实际的温度的准确性。

优选地，本发明的实施例中，在步骤S11中，根据铸坯的几何形状和几何尺寸确定铸坯的几何模型，这样设置可以使铸坯模型具有与铸坯相同的结构，能够使铸坯模型尽可能地表征铸坯的实际情况，有助于提高通过该铸坯模型的温度场来确定铸坯实际的温度的准确性。

优选地，本发明的实施例中，铸坯的长度尺寸与铸坯的径向尺寸的比值范围为3至4。热送热装过程较为复杂，所用坯料材质多样，长短不一，坯料的长度一般在1.8m至4.5m，运输过程中坯料需接触辊道、台架。本发明的实施例基于大量的计算结果，提供了一种简化处理方法：比如将铸坯的长度尺寸设定为1.2m，根据铸坯的长度尺寸是铸坯的径向尺寸的3至4倍来确定铸坯的径向尺寸，以这种铸坯长度进行计算，结果表明铸坯模型芯部轴线的温度演化曲线有较长一段与实际的铸坯芯部轴线的温度变化曲线基本重叠，也就是说铸坯所取长度足够，这样就不需到现场进行实际测量，又可减少运算量。

优选地，本发明的实施例中，在步骤S11之后，步骤S40之前，确定热送热装铸坯温度的方法还包括对铸坯模型进行网格化处理，以得到网格化的铸坯模型的步骤。这样设置，可以方便后续对铸坯模型的温度场的计算，有助于提高对铸坯模型的温度场的计算的准确性，从而能够提高通过该铸坯模型的温度场来确定铸坯实际的温度的准确性。

优选地，本发明的实施例中，在步骤S12中，铸坯的物理化学参数包括强度、泊松比、热膨胀系数、热容、应力应变曲线、铸坯的传热系数和铸坯的辐射率等。为了使铸坯模型尽可能地与实际的铸坯贴合，使用的铸坯的物理化学参数越多越好，这样，铸坯模型越能表征铸坯的实际情况，有助于提高通过该铸坯模型的温度场来确定铸坯实际的温度的准确性。为减少大量实验室工作，本发明的实施例通过JMatpro软件对低合金材质进行性能计算，进而得出相应材质的强度、泊松比、热膨胀系数、热容、应力应变曲线以及CCT/TTT曲线等，并将这些计算结果输入simufact.forming软件的数据库，方便后续步骤调用。当然，在本申请的替代实施例中，还可以通过《合金钢手册》等对铸坯的物理化学参数进行查询以获得铸坯的物理化学参数。

当然，在本申请的替代实施例中，还可以根据实际需要，这样设置：在步骤S12中，铸坯的物理化学参数包括强度、泊松比、热膨胀系数、热容、应力应变曲线、铸坯的传热系数和铸坯的辐射率中一个或者多个，当然，在本申请的替代实施例中，还可以增加一些此处未提到的铸坯的其他的物理化学参数。只要是该铸坯的物理化学参数均在本申请的保护范围之内。

如图2所示，本发明的实施例中，步骤S20包括：步骤S21：建立用于输送铸坯的设备的几何模型；步骤S22：根据设备的材质以及与该材质对应的设备的物理化学参数，建立设备模型。

上述步骤中，根据用于输送铸坯的设备的结构、材质以及物理化学参数建立设备模型，通过上述步骤，可以使建立的设备模型尽可能地与实际的输送铸坯的设备贴合，从而使设备模型能够尽可能地表征输送铸坯的设备的实际情况，这样，就可以通过设备模型对铸坯模型的影响准确地反映输送铸坯的设备对铸坯的影响，通过上述设置，能够通过计算该铸坯模型的温度场来准确地模拟铸坯实际的温度场，有助于提高通过该铸坯模型的温度场来确定铸坯实际的温度的准确性。

优选地，本发明的实施例中，在步骤S21中，根据输送铸坯的设备的几何形状和几何尺寸确定上述设备的几何模型。这样设置可以使设备模型具有与输送铸坯的设备具有相同的结构，能够使设备模型尽可能地表征输送铸坯的设备的实际情况，这样，就可以通过设备模型对铸坯模型的影响准确地反映输送铸坯的设备对铸坯的影响，有助于提高通过该铸坯模型的温度场来确定铸坯实际的温度的准确性。

优选地，本发明的实施例中，在步骤S22中，输送铸坯的设备的物理化学参数包括上述设备的传热系数和上述设备的辐射率。为了使设备模型尽可能地与实际的输送铸坯的设备贴合，使用的上述设备的物理化学参数越多越好，这样，设备模型越能表征输送铸坯的设备的实际情况，通过设备模型对铸坯模型的影响反映输送铸坯的设备对铸坯的影响的准确性就越高，有助于提高通过该铸坯模型的温度场来确定铸坯实际的温度的准确性。

当然，在本申请的替代实施例中，还可以根据实际需要，使输送铸坯的设备的物理化学参数仅包括上述设备的传热系数或者仅包括上述设备的辐射率。当然，在本申请的替代实施例中，还可以增加一些此处未提到的输送铸坯的设备的其他的物理化学参数。只要是输送铸坯的设备的物理化学参数均在本申请的保护范围之内。

管坯运输过程是管坯空间位置变化的过程，管坯与辊道、台架等接触，位置不断变换、热量不停交换。本发明的实施例中，将铸坯的运输过程简化处理成铸坯模型立于用于输送铸坯的设备的设备模型上，铸坯模型与用于输送铸坯的设备的设备模型之间不发生相对运动；将设备模型与铸坯模型之间的传热系数、摩擦系数设定为某个值(本发明的实施例中，传热系数为0至0.01，摩擦系数为0至0.001)，设备模型的形状就无需与实际的输送铸坯的设备一模一样，从而简化了计算前所需的精确制图工作和动力学参数输入等工作，可节约人工时间和计算时间。

优选地，上述的输送铸坯的设备可以为辊道或者台架等。

如图2所示，本发明的实施例中，步骤S30包括：步骤S31：确定铸坯模型和设备模型之间的相对位置；步骤S32：确定铸坯模型与设备模型之间的传热系数和摩擦系数。

上述步骤中，通过铸坯和输送铸坯的设备的位置关系确定铸坯模型和设备模型之间的相对位置，通过铸坯和输送铸坯的设备之间的传热系数和摩擦系数确定铸坯模型和设备模型之间的传热系数和摩擦系数，通过确定的铸坯模型和设备模型之间的相对位置、传热系数和摩擦系数，可以确定铸坯模型与设备模型之间的热量传递情况，可以使后续对铸坯模型的温度场的计算更加准确，从而能够提高通过该铸坯模型的温度场来确定铸坯实际的温度的准确性。

利用的铸坯和输送铸坯的设备之间的物理化学参数越多，越能够通过铸坯模型和设备模型反映铸坯与输送铸坯的设备之间的实际情况，这样，后续对铸坯模型的温度场的计算也就越准确。当然，在本申请的附图未示出的替代实施例中，还可以根据实际需要，使步骤S32为确定铸坯模型与设备模型之间的传热系数或者摩擦系数。当然，在本申请的替代实施例中，还可以增加一些此处未提到的铸坯和输送铸坯的设备之间的其他的物理化学参数。只要是铸坯和输送铸坯的设备之间的物理化学参数均在本申请的保护范围之内。

优选地，本发明的实施例中，步骤S40的判断步骤S10至步骤S30是否有误的步骤包括判断步骤S10至步骤S30中参数是否准确的步骤。具体地，也就是判断各步骤S10、步骤S20和步骤S30中各参数是否准确，如果步骤S10中建立铸坯模型所需的参数均准确，步骤S20中建立设备模型所需的参数均准确，以及步骤S30中确定上述铸坯模型与设备模型之间的对应关系所需的参数均准确，那么则执行步骤S50；如果上述步骤S10、步骤S20和步骤S30中任何一个步骤中的参数不准确，则对参数进行修正并重复执行该参数不准确的步骤。通过对步骤S10至步骤S30中参数是否准确进行判断和检查，可以及时对步骤S10至步骤S30中参数进行调整，保证在步骤S10至步骤S30均无误的情况下执行步骤S50，从而准确地计算铸坯模型的温度场，进而提高通过该铸坯模型的温度场来确定铸坯实际的温度的准确性。

如图2所示，本发明的实施例中，步骤S50包括：步骤S51：确定铸坯模型上的待检测质点；步骤S52：确定铸坯模型的初始温度；步骤S53：确定设备模型的初始温度；步骤S54：通过有限元法计算铸坯模型的温度场，获取铸坯模型上的待检测质点的温度演化曲线。

通过步骤S51、步骤S52和步骤S53可以对铸坯模型和设备模型的初始条件进行设定，确定了铸坯模型和设备模型的初始条件以及铸坯模型的待检测质点后，就可以计算铸坯模型的温度场了；通过有限元法对铸坯模型的温度场进行计算，可以较简单、准确地对铸坯的温度场进行模拟，从而真实地反映铸坯的温度场，并准确地获取相应的待检测质点的温度演化曲线，方便后续操作。

需要说明的是，上述步骤S51、步骤S52和步骤S53的执行没有先后顺序，也就是说可以根据实际需要对步骤S51、步骤S52和步骤S53的执行顺序进行选择，比如，可以选择按照步骤S51、步骤S52和步骤S53的顺序依次执行，也可以选择按照步骤S53、步骤S51和步骤S52的顺序依次执行，依次类推。

优选地，本发明的实施例中，在步骤S52中，将与铸坯模型的材质对应的铸坯模型由液相向固相转变的凝固点作为铸坯模型的初始温度。在实际生产过程中，相比于铸坯的凝固点，铸坯由液相向固相转变的时刻更加容易确定，以铸坯的凝固点作为初始温度，可以方便地、准确地把控铸坯生产的时间，从而可以准确地确定铸坯输送的时间(也就是铸坯冷却的时间)，有助于准确地获取在一定冷却时间内的铸坯的温度。优选地，本发明的实施例中，管坯开始冷却的最高温度可设计为1400℃，可通过有限元法根据材料成份计算出CCT(连续冷却曲线)，确定液相向固相转变的开始温度，以此温度作为管坯冷却的起始温度(也就是本发明的实施例中的铸坯模型的初始温度)。

优选地，本发明的实施例中，在步骤S60之前，确定热送热装铸坯温度的方法还包括确定实际检测的铸坯上的待检测质点的温度变化曲线的步骤。上述铸坯上的待检测质点在铸坯上的位置与上述铸坯模型上的待检测质点在铸坯模型上的位置相同，这样，当温度演化曲线与温度变化曲线相符，才能够通过铸坯模型上的待检测质点的温度演化曲线来确定铸坯上的待检测质点的温度。

优选地，本发明的实施例中，在步骤S60中，判断温度演化曲线与实际检测的铸坯的温度变化曲线是否相符的步骤包括当铸坯模型与铸坯的冷却时间相同时，判断铸坯模型上的待检测质点的温度与实际检测的铸坯上的待检测质点的温度之间的差值是否在预设范围内的步骤。在铸坯模型和铸坯经过相同的冷却时间后，如果铸坯模型上的待检测质点的温度与实际检测的铸坯上的待检测质点的温度之间的差值在预设范围内，则说明铸坯模型上的待检测质点的温度可以准确地表征实际检测的铸坯上的待检测质点的温度，也就是说，铸坯模型的温度场可以准确地表征铸坯的温度场，铸坯模型上的待检测质点的温度演化曲线与实际检测的铸坯上的待检测质点的温度变化曲线是相符的，通过铸坯模型上的待检测质点的温度演化曲线可以准确地确定铸坯上的待检测质点的温度。

优选地，上述预设范围为±5℃。

热送热装的管坯进入环形加热炉时的温度对成品钢管的表面是否有裂纹、晶粒是否粗大以及是否有非正常组织具有重要影响。理论研究的结果表明，管坯上各个质点的最高温度应小于A(A一般约为727℃±5℃)。但是，由于管坯内部的温度无法直接测量，因此，如何确定管坯的进炉温度，以使管坯在适当的温度范围内(比如A以下)进入环形加热炉，达到既保证节能效果好，又保证成品钢管具有较高的质量的目的，就变得较为困难。针对上述如何确定管坯的进炉温度的问题，本发明及本发明的实施例提供了一种确定铸坯进炉温度的方法，能够保证铸坯在适当的温度范围内(比如A以下)进入环形加热炉，从而达到既保证节能效果好，又保证成品钢管具有较高的质量的目的。

如图3和图4所示，本发明的实施例中，确定铸坯进炉温度的方法包括：步骤S70：确定铸坯当前的温度值；步骤S80：判断铸坯当前的温度值是否小于等于预设值，如果是，则执行使铸坯进入加热炉的步骤，如果否，则执行对铸坯进行冷却的步骤；其中，在步骤S70中，铸坯当前的温度值根据上述的确定热送热装铸坯温度的方法确定。

上述步骤中，根据铸坯当前的温度值是否小于等于预设值，决定铸坯能否进入加热炉，当铸坯当前的温度值小于或者等于预设值时，铸坯可以进入加热炉，可以执行使铸坯进入加热炉的步骤，如果铸坯当前的温度值大于预设值，则需要先对铸坯进行冷却，使铸坯的温度值小于或者等于预设值，此时铸坯才能进入加热炉；这样可以达到既保证节能效果好，又保证成品钢管具有较高的质量的目的。

优选地，上述预设值可以为上述的A，上述的A一般在727℃±5℃范围内，一种铸坯的A根据该铸坯的材质而定，可以根据铸坯的材质利用JMatpro软件对该铸坯的A进行计算得到。

需要说明的是，由于本申请的确定铸坯进炉温度的方法中铸坯当前的温度值是根据本申请的确定热送热装铸坯温度的方法确定的，因此，本申请的确定铸坯进料温度的方法也具有本申请的确定热送热装铸坯温度的方法的上述优点，此处不再赘述。

本发明及本发明的实施例还提供了一种存储介质，存储介质存储有程序，其中，程序被运行时执行上述的确定铸坯进炉温度的方法。存储介质存储有程序，当运行该程序时，执行上述的确定铸坯进炉温度的方法。

本发明及本发明的实施例还提供了一种处理器，处理器用于运行程序，其中，程序被运行时执行上述的确定铸坯进炉温度的方法。通过处理器运行程序，当程序被运行时，执行上述的确定铸坯进炉温度的方法。

本申请结合生产实际，针对管坯冷却过程进行了大量计算，提出了一种准确地确定热送热装铸坯温度的方法，从而能够快速、准确地确定普通钢级管坯进入环形加热炉的温度，进而可以确定该管坯能否进入环形加热炉。

本申请的目的在于提出一种确定热送热装铸坯温度的方法，能够快捷地、准确地确定不同外径、长度和钢种的管坯进入环形加热炉的温度，从而确定该管坯能否进入环形加热炉。本申请采用有限元法并结合JMatpro软件(JMatpro软件为一种材料性能模拟软件)和simufact.forming软件(simufact.forming软件为一种材料加工及热处理工艺仿真优化软件)对铸坯模型的温度场进行计算，本申请的设计思路为：当管坯外表上各待检测质点的温度在各个时间点与计算的铸坯模型上相应待检测质点的温度相一致或者之间的差值在一定的预设范围内时，就可推断管坯内部待检测质点的温度在不同的时间点与计算的铸坯模型上相应待检测质点的温度也相一致或者之间的差值在一定的预设范围内，因此可用实际测量的管坯外表上某点的温度推断管坯内部的最高温度，从而可以确定热送热装铸坯的温度。

本发明的实施例根据实际操作过程中，操作人员的操作习惯，为测量方便，以管坯端面中心作为现场人工温度测量点，可以避免测量的温度存在较大的偏差的问题，提高了准确性。

本发明的实施例利用simufact.forming软件来模拟计算铸坯模型的温度场，以确定热送热装铸坯的温度(当然，在本申请的替代实施例中，还可以通过其他有限元法模拟计算铸坯模型的温度场)。下面以径向尺寸为Φ330mm、材质为14MnNb的管坯的冷却过程为例对本发明的实施例的确定热送热装铸坯温度以及确定铸坯进炉温度的方法进行描述：

1、将需要建立的设备模型的数量设定为1；

2、建立输送铸坯的设备和铸坯的几何模型，包括几何形状和几何尺寸。本发明的实施例中，管坯为长度为1200mm、直径为330mm的圆柱体。将厚度为20mm，长、宽均为200mm的六面体作为输送铸坯的设备；

3、确定设备的材质为H13(在本发明的替代实施例中也可用Cr13等作为输送铸坯的设备的材质)，建立设备模型；确定管坯的材质为14MnNb，并根据与管坯的材质对应的材料的强度、泊松比、热膨胀系数、热容、应力应变曲线等，建立铸坯模型；

4、确定设备模型与铸坯模型的空间位置，比如，可以使设备模型位于铸坯模型下方以支撑铸坯模型；

5、确定位于管坯轴线、表面或其他需确定温度的位置上的多个待检测质点(如图5所示，1、2、3、4和5为本发明的实施例中的位于管坯轴线上的五个待检测质点)，以便于在铸坯模型的温度场计算完成后跟踪铸坯上这些待检测质点的实际的温度变化曲线；

6、铸坯模型与空气的传热系数设为:50W/m2·k，铸坯模型对环境的热辐射量为中等(本发明的实施例中，辐射率为0.2至0.8)，铸坯模型的初始温度为1400℃；

7、设定设备模型的初始温度为20℃，设备模型与空气的传热系数为50W/m2·k，设备模型对环境的热辐射量为中等(本发明的实施例中，辐射率为0.2至0.8)，设备模型与铸坯模型之间传热系数为0(本发明的实施例中，传热系数为0至0.01)；

8、设备模型与铸坯模型的摩擦系数基本上可忽略，设定为0.001(本发明的实施例中，摩擦系数为0至0.001)；

9、对铸坯模型进行网格化，得到网格化的铸坯模型；

10、检查并保存建立的铸坯模型和设备模型。如果铸坯模型和/或设备模型有误，则需重新建立铸坯模型和/或设备模型；

11、根据有限元法计算铸坯模型的温度场；

12、检查计算结果，如检查铸坯模型上待检测质点的温度演化曲线等。对比管坯外表上待检测质点实际的温度值与计算的铸坯模型上待检测质点的温度值是否一致或者之间的差值是否在预设范围内，同时也判断模拟过程中所设定参数是否合适，如有问题，则修订参数，重新进行模拟。如结果理想(比如，计算的铸坯模型上的待检测质点的温度值与管坯外表上待检测质点实际的温度值一致或者之间的差值在预设范围内)，则可根据铸坯模型上待检测质点的温度演化曲线确定管坯上待检测质点的温度，根据计算得到的铸坯模型的温度场确定管坯的实际的温度场，以便于后续生产钢管。

本发明的实施例中，由相关计算可知，材质为14MnNb管坯(如图5)的A约为730℃，管坯冷却时间为3600秒左右时，从曲线(如图6所示)上可知，管坯最高温度为730℃时，管坯中心管端温度约为550℃左右，管坯中心管端温度比管坯最高温度低180℃，这个结果与现场测量相符，同时管坯表面其他质点温度与计算结果也相符，从而可判断计算结果可靠、准确，进而可以推断管坯内最高温度也与计算相符，因此可用管坯中心管端温度即550℃作为控制管坯进炉温度的控制点的温度。

需要说明的是，本发明的实施例中，上述的操作过程中第3至第9的操作顺序可以根据实际需要进行调整，也就是上述第3至第9的操作过程没有先后顺序。为追踪更多的待检测质点，可重新设定待检测质点的空间位置，再次计算，再与实践进行对比。

本发明的实施例根据实际操作过程中员工测量管坯温度的习惯，考虑测量的方便性、可行性、安全性，将管坯端面中心作为现场人工测量点，当管坯端面中心低于某个控制点的温度时该管坯才能进入环形加热炉加热。

本申请的技术方案中的确定热送热装铸坯温度的方法和确定铸坯进炉温度的方法是一种适用于管坯冷却过程中确定管坯温度的科学的简化处理方法。本申请的技术方案可以应用于低合金钢生产技术领域。本申请的技术方案可以适用于Φ280mm至Φ330mm范围内任何直径的管坯在冷却过程中的温度的确定。

本申请的技术方案具有以下优点：1、计算成本低，使用经过验证的计算结果指导实际生产，可以避免由于人工判断造成的偏差问题，确定的温度准确、可靠；2、相比于耗时长、成本高的工业实验，本申请的技术方案耗时短且成本低，大幅降低了生产时可能产生的人工成本、质量成本，显著提高了效率；3、本申请的技术方案采取了有益的简化，有助于快速计算得到结果，一般计算只需几十分钟，钢管生产所用钢种超过百种，同一机组用的管坯外径也是多种；不同的成分、不同的坯径的管坯温度变化曲线不同，如果每个变量改变都需工业化生产实验来验证则效率低，通过本申请的技术方案可以快速计算得到结果，显著提高了生产效率；4、本申请的技术方案根据计算结果、人员操作习惯和方便操作的角度，明确了现场实际测温点为管坯端面中心，避免了测量点的随意性，提高了结果的再现性。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：通过上述步骤，建立了铸坯模型和用于输送铸坯的设备的设备模型，并且确定了铸坯模型和设备模型之间的对应关系，通过步骤S40的检查步骤，可以保证在步骤S10至步骤S30均无误的情况下，计算铸坯模型的温度场，也就是执行步骤S50，通过计算得到的铸坯模型的温度场，可以得到铸坯模型的温度演化曲线，也就是通过执行步骤S50可以对铸坯的温度场进行模拟，之后，经过步骤S60的判断步骤，可以将对铸坯的温度场进行模拟得到的铸坯模型的温度演化曲线与实际检测的铸坯的温度变化曲线进行比较，如果温度演化曲线与温度变化曲线相符，则表示模拟得到的温度演化曲线可以表征铸坯实际的温度变化，这样，根据该温度演化曲线可以准确地确定铸坯实际的温度，也就是说通过该温度演化曲线可以实时地、准确地获取该铸坯的温度，以便于对铸坯进行后续操作；如果温度演化曲线与温度变化曲线不相符，则需要重新执行步骤S10至步骤S50，对步骤S10至步骤S50中的至少一个步骤进行调整，以使温度演化曲线与温度变化曲线相符，从而根据温度演化曲线准确地确定铸坯的温度。进一步地，相比于目前采用的估计法(根据管坯的外部温度估计管坯的内部温度)确定铸坯的温度而言，本申请的技术方案具有一定的科学性和严谨性，通过本申请的技术方案确定的铸坯的温度的准确性较高，而且，本申请的技术方案不局限于测量位置，可以较准确地确定铸坯的任意一点的温度，具有较高地适应性和应用性，且具有误差较小、成本低和效率较高的优点。

显然，上述所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。