[发明专利]一种镁合金预热板材辊道输送过程中平均板温预判方法

权利要求书

1.一种镁合金预热板材辊道输送过程中平均板温预判方法，其特征在于，首先针对具有特定合金牌号及表面氧化程度和粗糙度的镁合金板材，建立其在辊道输送过程中与板材热物性参数、几何尺寸、预热温度、表观黑度和输送时间有关的平均板温预判模型，确定与板材厚度及预热温度有关的表观黑度表达式，随后基于平均板温预判模型和表观黑度表达式，实现辊道输送过程中平均板温在线预判。

2.如权利要求1所述的镁合金预热板材辊道输送过程中平均板温预判方法，其特征在于，所述的板材厚度H范围为0.002～0.035m，预热温度T₀范围为250～400℃。

3.如权利要求1所述的镁合金预热板材辊道输送过程中平均板温预判方法，其特征在于，具体步骤包括：

步骤一：建立板材平均板温预判模型

(1)辊道输送过程中板材与周围环境间的传热主要为热辐射散热和对流散热，通过忽略对对流散热量的直接计算，而把其对板温的影响包含到决定热辐射散热量的表观黑度ε′(并非实际物体特征量)的修正中，从而实现对热辐射和对流的综合考虑，因此镁合金板材在输送微元时间Δt内因与周围环境传热所导致的热量损失ΔQ_l：

ΔQ_l＝A_outε′σ[(T_a+273)⁴-(T_ex+273)⁴]·Δt

式中，A_out(m²)是镁板与环境的热交换面积，T_ex(℃)是周围环境温度，T_a(℃)是板材平均温度，ε′是板材表观黑度，σ是斯特藩-玻尔兹曼常数，值为5.67×10^-8W/(m²·K⁴)，ΔQ_l(J)是镁合金板材在输送微元时间Δt内因热辐射和对流导致的散热量，Δ为微元法里的元过程；

(2)从板材自身角度出发，输送过程中发生微元温降ΔT时，向外界的散热量：ΔQ_l＝-ρcVΔT，式中，ρ(kg/m³)是板材密度，c(J/(kg·℃))是板材比热容，V(m³)是板材体积；

(3)辊道输送微元时间Δt后板材发生的微元温降ΔT：

(4)为便于对ΔT微分方程进行积分运算，采用等效变换法对f(T_a)进行转换，材料的密度和比热容取值为不同温度条件下的平均值，经过积分运算后镁合金板材辊道输送过程中平均板温T₁与预热温度T₀、输送时间t及表观黑度ε′间的关系式，即镁合金板材输送过程中平均板温预判模型：

步骤二：确定表观黑度表达式

影响板材表观黑度ε′的主要因素为板材厚度H和预热温度T₀，ε′＝(0.0112·T₀+7.9198)·H+0.0004·T₀+C，其中C为与镁合金材料牌号、板材表面氧化程度和粗糙度有关的常数，取值范围为0.15～0.3，取值与表面氧化程度和粗糙度呈正相关，而与当前合金牌号的镁质量分数呈负相关；

步骤三：确定平均板温

根据板材热物性参数，通过确定表观黑度ε′并将它连同板材规格及预热温度T₀代入平均板温预判模型中，便可准确计算镁合金板材辊道输送时间t后的平均板温T₁。