專利名稱：一種連鑄結(jié)晶器渣層厚度的測量方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及冶金領(lǐng)域的測量方法及裝置，具體地，本發(fā)明涉及一種連鑄結(jié)晶器渣層厚度的測量方法及裝置。該方法及裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、響應(yīng)快速、測量精度高的特性，可應(yīng)用于冶金企業(yè)任何工況條件下對連鑄結(jié)晶器保護渣渣層結(jié)構(gòu)進行厚度測量。
背景技術(shù)：
保護渣是連鑄生產(chǎn)必須使用的關(guān)鍵輔料，結(jié)晶器保護渣在連鑄生產(chǎn)中具有如下作用防止結(jié)晶器內(nèi)鋼液的二次氧化；在結(jié)晶器內(nèi)鋼液表面形成一絕熱層，防止結(jié)晶器內(nèi)鋼液表面的凝固；吸收結(jié)晶器內(nèi)鋼液中上浮的夾雜物，提高結(jié)晶器內(nèi)鋼液的純凈度；在結(jié)晶器壁和鑄坯凝固殼的間隙形成均勻的潤滑層，防止產(chǎn)生粘結(jié)性漏鋼事故；改善鑄坯凝固殼與結(jié)晶器壁的傳熱；減少鑄坯的表面缺陷，等等。由此，使得保護渣的適用程度很大程度上決定了連鑄生產(chǎn)是否安全順行以及連鑄坯表面質(zhì)量是否達到技術(shù)要求。通常，連鑄保護渣加入結(jié)晶器后，因為不同的溫度而會在沿結(jié)晶器的垂直方向形成不同的結(jié)構(gòu)。通常，保護渣在結(jié)晶器中的形態(tài)分為三層結(jié)構(gòu)，見

圖1 顆粒層，最上層原始狀態(tài)的粉狀保護渣，在結(jié)晶器中起絕熱和防治二次氧化的作用。燒結(jié)層，中間層為燒結(jié)狀態(tài)的半熔融保護渣，起著不斷向下提供液態(tài)渣的作用。熔渣層，最下層和鋼液接觸的液態(tài)保護渣，它將隨著結(jié)晶器的振動不斷流入坯殼和結(jié)晶器銅板間的空隙，起著潤滑和吸附夾雜的作用。在連鑄過程中，保護渣能否形成三層結(jié)構(gòu)，以及上述三層結(jié)構(gòu)的厚度分布是否合理是保護渣的作用能否最終發(fā)揮且連鑄能否順行生產(chǎn)的關(guān)鍵因素。沒有形成液渣層，或者液渣層厚度不足，將直接導(dǎo)致坯殼和結(jié)晶器銅板間潤滑出現(xiàn)問題，粘結(jié)漏鋼風(fēng)險極大。燒結(jié)層厚度不足，對于消耗掉的液渣層進行補充的能力下降， 液渣潤滑和吸附夾雜的能力下降，同樣對連鑄生產(chǎn)帶來不利影響。顆粒層厚度不足，保護渣絕熱和防止二次氧化的能力下降，板坯內(nèi)、外部質(zhì)量隨之下降。為此，需要在連鑄生產(chǎn)過程中對結(jié)晶器內(nèi)保護渣的三層結(jié)構(gòu)進行檢測，以提高在線控制水平，降低生產(chǎn)過程中粘結(jié)漏鋼、板坯表面質(zhì)量下降等風(fēng)險。在此背景下，如何在連鑄過程中定性了解保護渣在結(jié)晶器中的熔融狀態(tài)，是研究連鑄工藝過程不可缺少的一環(huán)，更是連鑄操作過程中根據(jù)保護渣狀態(tài)做出及時參數(shù)調(diào)整的關(guān)鍵技術(shù)。申請?zhí)枮椤癈N200610028520.9”的中國專利提出一種連鑄結(jié)晶器內(nèi)保護渣厚度測
量方法，該方法利用保護渣三層結(jié)構(gòu)具有不同溫度范圍的原理，以三種不同熔點的金屬絲插入結(jié)晶器，然后測量不同金屬絲熔化高度差的方法，獲得保護渣三層結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)。
然而，在實施過程中，上述方法存在下述問題1.無法實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)。操作工手握探測裝置插入結(jié)晶器的模式使得每一次的操作都無法保證以同樣角度和深度插入，導(dǎo)致熔化的金屬絲的高度差無法真實反應(yīng)實際的渣
層厚度。2.測量精度差。測量金屬絲長度差由操作工通過普通直尺目視完成，讀數(shù)過程受到人為影響較大，無法保證精確的反應(yīng)金屬絲帶長度差來的真實情況，實際測量誤差在廣2mm，其原因為由于金屬絲插入結(jié)晶器后表面粘附有各類雜質(zhì)(凝固冷鋼、保護渣、冷鋼混合物、凝固液渣)，凝固后雜質(zhì)很難從銅絲頭部完全清除干凈，人工測量以目視觀察直尺刻度方式進行，直尺最小刻度1mm，目視誤差也在f2mm之間。3.持續(xù)測量能力不足。操作工在測量渣層厚度時需要俯臥在結(jié)晶器蓋板上，頭部和握有測量裝置的手非常靠近高溫鋼液(150(TC左右)，操作環(huán)境惡劣且不安全，操作工無法在澆注過程中進行連續(xù)測量。由于上述問題的存在，上述測量方法雖然簡單，但存在操作過程無法標(biāo)準(zhǔn)化以及一般測量誤差在士2mm，即測量精度較差得問題，而渣層厚度是毫米級的，少許的讀取誤差也是不能接受的。申請?zhí)枮椤?3150612. 7”的中國專利提出了一種通過氧位傳感器穿刺保護渣層，然后根據(jù)液態(tài)保護渣中氧位的變化來計算熔渣層層厚度的方法。該方法雖然避免了手工測量造成的精度誤差，且可實現(xiàn)連續(xù)測量的目的，但仍存在如下問題1.只能測量結(jié)晶器內(nèi)保護渣三層結(jié)構(gòu)中的熔渣層厚度。由于保護渣的三層結(jié)構(gòu)的變化對于連鑄過程的穩(wěn)定都有很大影響，因此，僅測量熔渣層的情況并不能真實反應(yīng)保護渣在結(jié)晶器內(nèi)的工作狀態(tài)。2.采用氧位傳感器穿刺的方法。由于結(jié)晶器內(nèi)鋼液溫度高達1500°C以上，接近鋼液的熔渣層溫度也在1100°c左右，因此，需要在精密傳感器外部包裹保護層。一般情況下， 接觸鋼液的探頭保護層均為紙質(zhì)。在尺寸較小的結(jié)晶器內(nèi)，紙質(zhì)保護層遇到高溫燃燒產(chǎn)生的大量氣體將導(dǎo)致結(jié)晶器鋼液面大幅波動，波動幅度可以達到士5mm以上，且由于大幅液面波動破壞保護渣三層結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，導(dǎo)致測量精度下降，并且，紙質(zhì)保護層燃燒產(chǎn)生的大量鹽霧和結(jié)晶器液面的大幅波動將嚴(yán)重影響生產(chǎn)的安全性和板坯質(zhì)量的穩(wěn)定。3.由于使用了氧位傳感器，在高溫狀態(tài)下該敏感設(shè)備即使有保護層，但仍存在壽命縮短和意外損壞的情況，導(dǎo)致無法進行連續(xù)測量和生產(chǎn)成本的提高。綜上所述，目前非常有必要開發(fā)一種可以精確、安全、連續(xù)、快速測量結(jié)晶器內(nèi)保護渣三層結(jié)構(gòu)的厚度、并可以及時反饋的方法及裝置，以提高在線控制水平，降低生產(chǎn)過程中粘結(jié)漏鋼、板坯表面質(zhì)量下降等風(fēng)險。

發(fā)明內(nèi)容
為克服上述問題，本發(fā)明提供一種連鑄結(jié)晶器渣層厚度的測量方法。本發(fā)明的連鑄結(jié)晶器渣層厚度的測量方法，系基于結(jié)晶器內(nèi)保護渣三層結(jié)構(gòu)和鋼液均具有典型溫度區(qū)間的特點(顆粒層10(T20(TC ；燒結(jié)層60(T70(TC ；熔渣層 100(Tll0(rC;鋼液145(T155(TC )，利用銅質(zhì)材料高導(dǎo)熱率的特性，將銅絲作為測量探頭插入高溫保護渣內(nèi)，在銅絲通過保護渣三層結(jié)構(gòu)和鋼液時，不同的溫度沿銅絲快速傳遞到后端連接的熱電偶上，并在計算機終端顯示。通過不同溫度段的保持時間和銅絲走行速度的關(guān)系式進行計算，精確得出保護渣三層結(jié)構(gòu)的厚度。本發(fā)明的連鑄結(jié)晶器渣層厚度的測量方法技術(shù)方案如下。一種連鑄結(jié)晶器渣層厚度的測量方法，其特征在于，利用固定在連鑄結(jié)晶器側(cè)面的測量裝置，該裝置由固定單元、測量/計算單元兩部分組成，采用銅絲作為測量探頭，通過測量銅絲在不同溫度區(qū)間所逗留時間和銅絲行走速度，計算銅絲在結(jié)晶器內(nèi)不同溫度區(qū)間的行程，從而得出保護渣三層結(jié)構(gòu)的厚度。

根據(jù)本發(fā)明的連鑄結(jié)晶器渣層厚度的測量方法，其特征在于，所述測量/計算單元包括沿結(jié)晶器垂直方向上下移動的高精度電動絲桿、由所述絲桿帶動、可同步上下移動的銅絲夾持器及其夾持的銅絲，銅絲下端用于下降接觸保護渣和鋼液并傳遞熱量，另一端和熱電偶連接，熱電偶連接控制計算機，不同區(qū)域的溫度產(chǎn)生不同的熱量沿銅絲傳遞到熱電偶，熱電偶內(nèi)兩種不同合金接觸高溫銅絲后產(chǎn)生對應(yīng)接點電勢并形成電壓信號，經(jīng)補償導(dǎo)線加強后引入一次儀表，一次儀表產(chǎn)生對應(yīng)電流信號后，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換由模擬信號轉(zhuǎn)為數(shù)字信號，反饋至控制計算機，并形成帶有溫度變化的和時間對應(yīng)的曲線，計算溫度發(fā)生躍升的時間點，得出每個溫度區(qū)域銅絲的停留時間，分別計為、、t2、
t3，根據(jù)銅絲下降速度V和銅絲在每個溫度段的逗留時間tn，得出精確的保護渣三層結(jié)構(gòu)厚度，L = VXtn其中，L 結(jié)晶器內(nèi)不同結(jié)構(gòu)保護渣厚度mm，V 銅絲下降速度mm/sec，Tn 銅絲在每個溫度段的逗留(計時)時間sec。根據(jù)本發(fā)明的連鑄結(jié)晶器渣層厚度的測量方法，其特征在于，銅絲頭部接觸顆粒渣層后的計時時間為0. 80-1. 20sec，銅絲頭部接觸顆粒層后的計時時間為0. 40-0. 80sec, 銅絲頭部接觸熔渣層后的計時時間為0. 20-0. 38sec,根據(jù)本發(fā)明的連鑄結(jié)晶器渣層厚度的測量方法，其特征在于，銅絲移動速度為 26-38mm/sec。根據(jù)本發(fā)明的連鑄結(jié)晶器渣層厚度的測量方法，其特征在于，所述熱電偶內(nèi)兩種不同合金接觸高溫銅絲后產(chǎn)生對應(yīng)接點電勢并形成的電壓信號為毫伏級，所述經(jīng)補償導(dǎo)線加強后引入一次儀表產(chǎn)生對應(yīng)電流信號為Γ20毫安。為實現(xiàn)本發(fā)明的目的連鑄結(jié)晶器渣層厚度的測量裝置的技術(shù)方案如下一種連鑄結(jié)晶器渣層厚度的測量裝置，所述裝置固定在連鑄結(jié)晶器側(cè)面，其特征在于，所述裝置由固定單元、安置其上并固定的測量/計算單元兩部分組成，所述測量/ 計算單元包括沿結(jié)晶器垂直方向上下移動的高精度電動絲桿、由所述絲桿帶動、可同步上下移動的銅絲夾持器及其夾持的銅絲，所述銅絲下端用于下降接觸保護渣和鋼液并傳遞熱量，另一端和熱電偶連接，熱電偶經(jīng)由一次儀表連接控制計算機。根據(jù)本發(fā)明的連鑄結(jié)晶器渣層厚度的測量裝置，其特征在于，所述固定單元為鋼質(zhì)框架結(jié)構(gòu)，框架上方覆蓋低碳鋼材質(zhì)的薄鋼板。根據(jù)本發(fā)明的連鑄結(jié)晶器渣層厚度的測量裝置，其特征在于，框架下方4個角部有強力磁鐵制成的撐腳，使用時將框架連同測量/計算裝置置于結(jié)晶器蓋板上。由于銅絲進入高溫區(qū)域不會發(fā)生燃燒和產(chǎn)生大量氣體、煙霧，結(jié)晶器液面保持穩(wěn)定，所測得的保護渣三層結(jié)構(gòu)厚度比較真實，同時，由于測量時只需驅(qū)動銅絲向下運動便可進行精確測量，人工勞動強度很低，可以實現(xiàn)在澆注過程中多次測量。所以，本方案提供了一種可以精確、連續(xù)、快速的提供結(jié)晶器內(nèi)保護渣三層結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的方法，通過該方法取得的數(shù)據(jù)，測量和讀取精度在士 1mm，可以準(zhǔn)確了解保護渣工作狀態(tài)，為連鑄生產(chǎn)的穩(wěn)定和連鑄坯表面質(zhì)量的提高提供有益幫助。根據(jù)本發(fā)明的連鑄結(jié)晶器渣層厚度的測量，所述固定單元為鋼質(zhì)框架結(jié)構(gòu)，主要用途是承載、保護驅(qū)動單元并提高測量的精確性。固定單元主體為長方形鋼質(zhì)框架，框架尺寸主要考慮承裝置的尺寸。長方形框架上方覆蓋低碳鋼材質(zhì)的薄鋼板，測量/計算單元安置其上并固定，鋼板同時也起到保護所支撐物體免遭高溫?fù)p害的目的。長方形框架下方 4個角部有強力磁鐵制成的撐腳，使用時將框架連同測量/計算裝置置于結(jié)晶器蓋板上，框架可以通過磁鐵牢固連接在鋼質(zhì)的結(jié)晶器蓋板之上，使測量時測量裝置和結(jié)晶器的移動保持高度一致，避免兩者間的相對移動，保證測量的準(zhǔn)確性。測量/計算單元由驅(qū)動伺服電機、高精度電動絲桿、熱電偶和銅絲夾持器、PLC、控制計算機組成，伺服電機轉(zhuǎn)軸直徑8 12mm，轉(zhuǎn)速0. 3 1. 0圈/sec。實際測量時，伺服電機轉(zhuǎn)動帶動高精度電動絲桿，絲桿沿結(jié)晶器垂直方向往下移動，銅絲夾持器和銅絲因此同步向下運動，并依次穿越保護渣不同結(jié)構(gòu)和鋼液，達到測量溫度的目的。伺服電機的轉(zhuǎn)速傳輸?shù)絇LC，并由PLC計算轉(zhuǎn)化成絲桿(銅絲)的下降速度，該速度由PLC換算后傳遞到控制計算機儲存。公式V = 2 π RXn，其中V 銅絲下降速度mm/secR 伺服電機軸承半徑mmη 伺服電機軸承轉(zhuǎn)速圈/sec銅絲由夾持裝置垂直固定，由于夾持裝置和絲桿連接，所以銅絲一定速度和絲桿保持一致，銅絲一端下降接觸保護渣和鋼液并傳遞熱量，另一端和熱電偶連接傳遞信號。由于銅絲良好的導(dǎo)熱性能，銅絲在分別經(jīng)過保護渣顆粒層、燒結(jié)層、熔渣層和鋼液時，所接觸物體的溫度由低向高變化。特別在銅絲頭部穿越兩種不同保護渣結(jié)構(gòu)層時，銅絲熱量傳輸量會發(fā)生躍升，不同區(qū)域的溫度標(biāo)志十分明顯。不同區(qū)域的溫度產(chǎn)生不同的熱量沿銅絲傳遞到熱電偶，熱電偶內(nèi)兩種不同合金接觸高溫銅絲后產(chǎn)生對應(yīng)接點電勢并形成電壓信號 (毫伏級)，經(jīng)補償導(dǎo)線加強后引入一次儀表，一次儀表產(chǎn)生對應(yīng)電流信號(Γ20毫安)后經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換由模擬信號轉(zhuǎn)為數(shù)字信號反饋至控制計算機，并形成帶有明顯溫度變化的和時間對應(yīng)的曲線，見圖2。計算溫度發(fā)生躍升的時間點，得出每個溫度區(qū)域銅絲的停留時間，分別計為、、t2、
t3，根據(jù)銅絲下降速度V和銅絲在每個溫度段的逗留時間tn，得出精確的保護渣三層結(jié)構(gòu)厚度，L = VXtn
L 結(jié)晶器內(nèi)不同結(jié)構(gòu)保護渣厚度mmV 銅絲下降速度mm/secTn 銅絲在每個溫度段的逗留時間sec根據(jù)本發(fā)明的連鑄結(jié)晶器渣層厚度的測量方法及裝置，可以精確、安全、連續(xù)、快速測量結(jié)晶器內(nèi)保護渣三層結(jié)構(gòu)的厚度，以提高在線控制水平，降低生產(chǎn)過程中粘結(jié)漏鋼、 板坯表面質(zhì)量下降等風(fēng)險。附圖的簡單說明圖1為結(jié)晶器內(nèi)保護渣三層結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明的連鑄結(jié)晶器渣層厚度的測量方法及裝置的溫度-時間曲線圖。圖3為本發(fā)明的連鑄結(jié)晶器渣層厚度的測量方法及裝置示意圖。圖中，1.固定單元，2.強磁撐腳，3.銅絲，4.伺服電機，5.夾持器，6.熱電偶，7.高精度絲桿，8.控制計算機，9.電機轉(zhuǎn)軸，10.顆粒層，11.燒結(jié)層，12.熔渣層，13.鋼液， 14.結(jié)晶器蓋板，15為渣圈，16為凝固殼，17為結(jié)晶器，18為玻璃膜，19為結(jié)晶膜，20為液渣膜。
具體實施例方式以下，結(jié)合附圖對本發(fā)明的連鑄結(jié)晶器渣層厚度的測量方法及裝置作詳細說明。實施例1在連鑄生產(chǎn)過程中需要分析結(jié)晶器保護渣熔融狀況和實際使用效果，一方面為工藝優(yōu)化提供數(shù)據(jù)，另一方面可以實時向操作工反饋保護渣的使用情況，為參數(shù)的調(diào)整提供依據(jù)。開機前，將該測量裝置放置在結(jié)晶器蓋板一側(cè)，由于固定單元具有磁鐵承腳，本裝置穩(wěn)定地和結(jié)晶器蓋板連接。開機后，當(dāng)需要測量結(jié)晶器內(nèi)保護渣厚度時，操作工啟動伺服電機，同時計算機從 Osec開始計時，電機以0. 5圈/sec的轉(zhuǎn)速勻速旋轉(zhuǎn)，由于電機轉(zhuǎn)軸和絲桿嚙合，轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動帶動與其連接的高精度絲桿做直線運動，電機轉(zhuǎn)軸的半徑為10mm，根據(jù)公式V = 2 π RXn, PLC得出與絲桿的直線運動速度為V = 2X3. 14X10X0. 5 = 31. 4mm/sec，并將數(shù)據(jù)傳輸給控制計算機，銅絲的運動速度與之相等。銅絲表面溫度傳導(dǎo)到連接在后端的熱電偶后，熱電偶產(chǎn)生對應(yīng)接點電勢并形成電壓信號(毫伏級)，經(jīng)補償導(dǎo)線加強后引入一次儀表，一次儀表產(chǎn)生對應(yīng)電流信號G 20毫安)后經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換由模擬信號轉(zhuǎn)為數(shù)字信號反饋至控制計算機，并形成溫度變化和時間對應(yīng)的曲線。當(dāng)銅絲還未接觸顆粒渣層時，銅絲表面溫度為室溫，溫度范圍0°C 40°C，計時 0. 85sec后，銅絲頭部接觸顆粒層。當(dāng)接觸顆粒渣層后，由于顆粒層溫度較高，銅絲表面突然上升至200°C，相應(yīng)在控制計算機上反應(yīng)了相應(yīng)溫度曲線，計時0. 96sec后，銅絲頭部開始接觸燒結(jié)層。當(dāng)接觸燒結(jié)層后，由于燒結(jié)層和顆粒層存在明顯的溫度差異，銅絲表面溫度上升至600Π00 之間，并在控制計算機上顯示溫度的躍升，計時0. 后，銅絲頭部開始接觸熔渣層。當(dāng)接觸熔渣層后，相應(yīng)的銅絲溫度變化也顯示在計算機上，計時0. 32sec后，測量溫度超過1450°C，測量停止，因為銅絲已經(jīng)進入鋼液。計算機計算每個溫度躍升區(qū)間的時間間隔，并讀取銅絲的移動速度，得出結(jié)晶器內(nèi)保護渣三層結(jié)構(gòu)的厚度如下
顆粒渣層燒結(jié)層熔渣層
銅絲移動速度 317431743 Λ
mm/sec
銅絲逗留時間 0960640 32
sec
渣層厚度 nun 30. 14420.09610.048實施例2開機前，將該測量裝置放置在結(jié)晶器蓋板一側(cè)，由于固定單元具有磁鐵承腳，本裝置穩(wěn)定地和結(jié)晶器蓋板連接。開機后，當(dāng)需要測量結(jié)晶器內(nèi)保護渣厚度時，操作工啟動伺服電機，同時計算機從 Osec開始計時，電機以0. 75圈/sec的轉(zhuǎn)速勻速旋轉(zhuǎn)，由于電機轉(zhuǎn)軸和絲桿嚙合，轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動帶動與其連接的高精度絲桿做直線運動，電機轉(zhuǎn)軸的半徑為8mm，根據(jù)公式V = 2 π RXn， PLC得出與絲桿的直線運動速度為V = 2X3. 14X8X0. 75 = 37. 68mm/sec，并將數(shù)據(jù)傳輸給控制計算機，銅絲的運動速度與之相等。銅絲表面溫度傳導(dǎo)到連接在后端的熱電偶后，熱電偶產(chǎn)生對應(yīng)接點電勢并形成電壓信號(毫伏級)，經(jīng)補償導(dǎo)線加強后引入一次儀表，一次儀表產(chǎn)生對應(yīng)電流信號(4 20毫安)后經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換由模擬信號轉(zhuǎn)為數(shù)字信號反饋至控制計算機，并形成溫度變化和時間對應(yīng)的曲線。當(dāng)銅絲還未接觸顆粒渣層時，銅絲表面溫度為室溫，溫度范圍0°C 40°C，計時 0. 71sec后，銅絲頭部接觸顆粒層。當(dāng)接觸顆粒渣層后，由于顆粒層溫度較高，銅絲表面突然上升至200°C，相應(yīng)在控制計算機上反應(yīng)了相應(yīng)溫度曲線，計時0. SOsec后，銅絲頭部開始接觸燒結(jié)層。當(dāng)接觸燒結(jié)層后，由于燒結(jié)層和顆粒層存在明顯的溫度差異，銅絲表面溫度上升至600°C 700°C之間，并在控制計算機上顯示溫度的躍升，計時0. 53sec后，銅絲頭部開始接觸熔渣層。當(dāng)接觸熔渣層后，相應(yīng)的銅絲溫度變化也顯示在計算機上，計時0. 27sec后，測量溫度超過1450°C，測量停止，因為銅絲已經(jīng)進入鋼液。計算機計算每個溫度躍升區(qū)間的時間間隔，并讀取銅絲的移動速度，得出結(jié)晶器內(nèi)保護渣三層結(jié)構(gòu)的厚度如下
顆粒渣層燒結(jié)層熔渣層
銅絲移動速度 mm/sec 37. 6837. 6837. 68
權(quán)利要求
1.一種連鑄結(jié)晶器渣層厚度的測量方法，其特征在于，利用固定在連鑄結(jié)晶器側(cè)面的測量裝置，該裝置由固定單元、測量/計算單元兩部分組成，采用銅絲作為測量探頭，通過測量銅絲在不同溫度區(qū)間所逗留時間和銅絲行走速度，計算銅絲在結(jié)晶器內(nèi)不同溫度區(qū)間的行程，從而得出保護渣三層結(jié)構(gòu)的厚度。
2.如權(quán)利要求1所述的連鑄結(jié)晶器渣層厚度的測量方法，其特征在于，所述測量/計算單元包括沿結(jié)晶器垂直方向上下移動的高精度電動絲桿、由所述絲桿帶動、可同步上下移動的銅絲夾持器及其夾持的銅絲，銅絲下端用于下降接觸保護渣和鋼液并傳遞熱量，另一端和熱電偶連接，熱電偶連接控制計算機。
3.如權(quán)利要求1所述的連鑄結(jié)晶器渣層厚度的測量方法，其特征在于，測量步驟如下(1)，不同區(qū)域的溫度產(chǎn)生不同的熱量沿銅絲傳遞到熱電偶，熱電偶內(nèi)兩種不同合金接觸高溫銅絲后產(chǎn)生對應(yīng)接點電勢并形成電壓信號，經(jīng)補償導(dǎo)線加強后引入一次儀表，一次儀表產(chǎn)生對應(yīng)電流信號后，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換由模擬信號轉(zhuǎn)為數(shù)字信號，反饋至控制計算機，并形成帶有溫度變化的和時間對應(yīng)的曲線，(2)，計算溫度發(fā)生躍升的時間點，得出每個溫度區(qū)域銅絲的停留時間，分別計為、、t2、t3，(3)，根據(jù)銅絲下降速度V和銅絲在每個溫度段的逗留時間tn，得出精確的保護渣三層結(jié)構(gòu)厚度，L = VXt，其中，L 結(jié)晶器內(nèi)不同結(jié)構(gòu)保護渣厚度mm，V 銅絲下降速度mm/sec， Tn 銅絲在每個溫度段的逗留時間sec。
4.如權(quán)利要求1所述的連鑄結(jié)晶器渣層厚度的測量方法，其特征在于，銅絲頭部接觸顆粒渣層后的計時時間為0. 80-1. 20sec，銅絲頭部接觸顆粒層后的計時時間為 0. 40-0. 80sec，銅絲頭部接觸熔渣層后的計時時間為0. 20-0. 38sec。
5.如權(quán)利要求1所述的連鑄結(jié)晶器渣層厚度的測量方法，其特征在于，銅絲移動速度為 26-38mm/sec。
6.一種連鑄結(jié)晶器渣層厚度的測量裝置，所述裝置固定在連鑄結(jié)晶器側(cè)面，其特征在于，所述裝置由固定單元、安置其上并固定的測量/計算單元兩部分組成，所述測量/計算單元包括沿結(jié)晶器垂直方向上下移動的高精度電動絲桿、由所述絲桿帶動、可同步上下移動的銅絲夾持器及其夾持的銅絲，所述銅絲下端用于下降接觸保護渣和鋼液并傳遞熱量， 另一端和熱電偶連接，熱電偶經(jīng)由一次儀表連接控制計算機。
7.如權(quán)利要求6所述的連鑄結(jié)晶器渣層厚度的測量裝置，其特征在于，所述固定單元為鋼質(zhì)框架結(jié)構(gòu)，框架上方覆蓋低碳鋼材質(zhì)的薄鋼板。
8.如權(quán)利要求6所述的連鑄結(jié)晶器渣層厚度的測量裝置，其特征在于，框架下方4個角部有強力磁鐵制成的撐腳，使用時將框架連同測量/計算裝置置于結(jié)晶器蓋板上。
全文摘要
一種連鑄結(jié)晶器渣層厚度的測量方法及裝置，其特征在于，利用固定在連鑄結(jié)晶器側(cè)面的測量裝置，該裝置由固定單元、測量/計算單元兩部分組成，采用銅絲作為測量探頭，通過測量銅絲在不同溫度區(qū)間所逗留時間和銅絲行走速度，計算銅絲在結(jié)晶器內(nèi)不同溫度區(qū)間的行程，從而精確得出保護渣三層結(jié)構(gòu)的厚度。根據(jù)本發(fā)明的連鑄結(jié)晶器渣層厚度的測量方法及裝置，可以精確、安全、連續(xù)、快速測量結(jié)晶器內(nèi)保護渣三層結(jié)構(gòu)的厚度，以提高在線控制水平，降低生產(chǎn)過程中粘結(jié)漏鋼、板坯表面質(zhì)量下降等風(fēng)險。
文檔編號G01B21/08GK102235855SQ201010153229
公開日2011年11月9日 申請日期2010年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月21日
發(fā)明者楊軍, 王立江, 邵世杰, 陸力軍, 顧學(xué)紅 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司