專利名稱：連鑄二冷區(qū)鑄坯表面溫度準(zhǔn)確測定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及冶金領(lǐng)域，尤其涉及一種鋼水連鑄過程中在二次冷卻區(qū)間鑄坯表面溫度準(zhǔn)確測定方法。
現(xiàn)有技術(shù)中對連鑄坯的溫度測定一般是采用點(diǎn)測的方法，即用非接觸式測溫儀在二冷區(qū)的某一點(diǎn)上間斷式地測量鑄坯的表面溫度。這樣測溫方法測得的鑄坯表面的溫度誤差很大，而且，也不能反映出鑄坯在連鑄的二冷區(qū)內(nèi)整個(gè)的溫度變化情況，其原因是眾所周知，連鑄鑄坯在二冷區(qū)的溫度極高，在冷卻的過程中鑄坯表面會(huì)形成水膜、氧化鐵皮，在鑄坯表面上還會(huì)彌漫著水汽，上述的水汽以及鑄坯表面的水膜、氧化鐵皮等，使得采用點(diǎn)測的方法很難準(zhǔn)確測定鑄坯表面溫度。
另外，要想通過對二冷區(qū)內(nèi)各關(guān)鍵點(diǎn)的鑄坯溫度作系統(tǒng)的了解，靠點(diǎn)測的方法一點(diǎn)一點(diǎn)地測溫也是不行的，因?yàn)殍T坯每時(shí)每刻其各處的溫度都是在變化的，根據(jù)點(diǎn)測的二冷區(qū)內(nèi)鑄坯各點(diǎn)的溫度很難制定出與鑄坯相適應(yīng)的連鑄工藝參數(shù)，
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下設(shè)計(jì)方案本測溫方法由兩個(gè)部分組成，其一是對鑄坯二冷區(qū)的單點(diǎn)或多點(diǎn)的連續(xù)測取其表面溫度的測溫方法，其二是對所測的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行處理找出被測處鑄坯的準(zhǔn)確溫度的方法。本測溫方法的步驟為A.通過一測溫系統(tǒng)連續(xù)測溫并將測得溫度數(shù)據(jù)傳給計(jì)算機(jī)
a.在連鑄機(jī)上的需要準(zhǔn)確測定鑄坯溫度處，最好是在通過的鑄坯的上面固設(shè)連續(xù)測溫的測溫儀對鑄坯作不接觸式連續(xù)測溫；b.所述測溫儀將信號(hào)傳給一計(jì)算機(jī)，即所述測溫儀的信號(hào)輸出端與所述計(jì)算機(jī)的通訊口相連接，使測溫儀測得的鑄坯的溫度信號(hào)連續(xù)不斷地輸送到計(jì)算機(jī)中。
B.確定鑄坯表面真實(shí)溫度的方法a.計(jì)算機(jī)取出在一個(gè)時(shí)間間隔中一個(gè)測溫點(diǎn)采得的若干個(gè)溫度數(shù)據(jù)；b.對所取的若干個(gè)溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，取出其中最大的溫度數(shù)據(jù)；c.將得出的所述最大的溫度數(shù)據(jù)作為處理結(jié)果輸出，如存入磁盤文件或打印輸出或通過顯示器將其顯示出來。
所述測溫儀的信號(hào)輸出端與所述計(jì)算機(jī)的通訊口相連接的方式可以是串行或并行。
為了對連鑄坯在二冷區(qū)內(nèi)的溫度有一個(gè)系統(tǒng)全面的反映，所述的測溫儀可分別設(shè)于連鑄機(jī)的結(jié)晶器出口區(qū)、扇形段、矯直段和水平段，其均與所述計(jì)算機(jī)連接。通過這樣一個(gè)測溫系統(tǒng)，就可以將該二冷區(qū)內(nèi)各點(diǎn)的鑄坯表面溫度同時(shí)連續(xù)地反映出來。所述測溫儀也可以在連鑄機(jī)的矯直段鑄坯的橫向上相隔一定的距離設(shè)置若干個(gè)。也可以即在連鑄機(jī)的縱向上的結(jié)晶器出口區(qū)、扇形段區(qū)、矯直段區(qū)和水平段區(qū)設(shè)置測溫儀，同時(shí)在矯直段區(qū)的鑄坯橫向上相隔一定的距離設(shè)置若干個(gè)測溫儀。各個(gè)測溫儀所采集的溫度數(shù)據(jù)均傳輸給所述計(jì)算機(jī)，所述計(jì)算機(jī)分別對各個(gè)測溫儀所采集的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行所述的處理。
本發(fā)明提供的測溫方法準(zhǔn)確測定在二冷區(qū)中鑄坯表面的溫度的機(jī)理是這樣的在實(shí)際連鑄過程中，鑄坯表面常常被水膜、汽霧和氧化鐵皮等遮蓋，這時(shí)對其表面測溫，很可能測到的是貼于鑄坯表面上的水膜或氧化鐵皮的溫度，而非真正鑄坯表面的溫度，但上述水膜或汽霧或氧化鐵皮對鑄坯的遮蓋并非連續(xù)不斷，在測溫儀的目標(biāo)靶點(diǎn)范圍中，在一定的時(shí)間段內(nèi)經(jīng)過的鑄坯不是完全被遮蓋，因此，在所述的時(shí)間間隔中，當(dāng)某一瞬間鑄坯表面未被遮蓋的部分出現(xiàn)在測溫儀的測溫靶點(diǎn)內(nèi)時(shí)，鑄坯的真實(shí)表面溫度即被迅速采集到計(jì)算機(jī)中。這就是作為本發(fā)明的方法中要使測溫儀對連鑄機(jī)的一點(diǎn)連續(xù)測溫的目的——即捕獲瞬時(shí)出現(xiàn)的鑄坯未遮蓋表面的真實(shí)表面溫度。又因?yàn)橛捎诒凰?、汽霧或氧化鐵皮遮蓋的鑄坯表面的溫度均應(yīng)低于未被遮蓋的鑄坯表面的溫度，所以，鑄坯表面的真實(shí)溫度肯定是在所述時(shí)間間隔段中測得的最高溫度值。所以，在一個(gè)時(shí)間間隔段中選取測得的若干溫度數(shù)據(jù)中的最大值作為鑄坯的真實(shí)表面溫度的算法是科學(xué)的。
由上述的測溫原理可知，要獲得鑄坯表面真實(shí)的溫度，設(shè)定合適的時(shí)間間隔是很關(guān)鍵的，根據(jù)在二冷區(qū)鑄坯被水膜和/或汽霧和/或氧化鐵皮的遮蓋情況，一般比較合適的時(shí)間間隔可以在30秒～5分鐘。更進(jìn)一步地，以在30秒～2分鐘為較佳選擇，在這樣一個(gè)時(shí)間間隔中撲捉到未被遮蓋的鑄坯表面的真實(shí)溫度的可能性很大。如果時(shí)間間隔段過小，就可能沒有未被遮蓋的鑄坯表面經(jīng)過所述測溫儀的測溫目標(biāo)靶點(diǎn)，但如果時(shí)間間隔過長，測溫效率將降低，且不利于通過測量結(jié)果及時(shí)地調(diào)整連鑄工藝參數(shù)。
另外，影響準(zhǔn)確測溫的其它因素還有測溫系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間，測溫系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間是測溫儀測得一個(gè)溫度再將其傳輸?shù)接?jì)算機(jī)中所用的時(shí)間，其大小對準(zhǔn)確測溫有很大的影響。一般需要本測溫系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間在300毫秒～2秒。
測溫距離，即為測溫儀的測溫頭與連鑄坯表面之間的垂直距離。其一般可以在0.5～5米之間。
測溫儀的目標(biāo)靶點(diǎn)的大小，因?yàn)殍T坯上未被遮蓋之處可能較小，如果目標(biāo)靶點(diǎn)太大了就難于捕捉到，測得的溫度的準(zhǔn)確性也就降低了。測溫儀的目標(biāo)靶點(diǎn)的直徑一般最好是不大于5毫米。
另外，所使用的測溫儀的測溫范圍在600～2000℃之內(nèi)，其最大誤差小于1％為佳。
本發(fā)明提供的連鑄二冷區(qū)鑄坯表面溫度準(zhǔn)確測定方法通過設(shè)于連鑄機(jī)二冷區(qū)的若干測溫儀與計(jì)算機(jī)連接，向計(jì)算機(jī)同時(shí)連續(xù)地傳輸溫度數(shù)據(jù)和計(jì)算機(jī)將在一個(gè)時(shí)間間隔中獲得的若干溫度數(shù)據(jù)作取其中最大值的處理可以同時(shí)連續(xù)地反映出二冷區(qū)內(nèi)連鑄坯的表面真實(shí)的溫度，通過該溫度，可以有效的調(diào)控連鑄機(jī)的拉坯速度，調(diào)整冷卻水的流量，以提高連鑄鑄坯的產(chǎn)量和質(zhì)量。


圖1為在連鑄機(jī)的縱向上設(shè)置測溫儀以及測溫儀與計(jì)算機(jī)連接的結(jié)構(gòu)示意2為在連鑄機(jī)的橫向上設(shè)置測溫儀以及測溫儀與計(jì)算機(jī)連接的結(jié)構(gòu)示意圖通過上述的測溫系統(tǒng)連續(xù)測溫并將測得溫度數(shù)據(jù)傳給計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)對每一個(gè)測溫點(diǎn)在一個(gè)時(shí)間間隔中取得若干個(gè)溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，取出其中最大的溫度數(shù)據(jù)；將得出的所述最大的溫度數(shù)據(jù)作為處理結(jié)果輸出，如存入磁盤文件或打印輸出或通過顯示器將其顯示出來。該時(shí)間間隔是2分鐘。
如圖2所示，測溫儀2可以在連鑄坯3的矯直段區(qū)的橫向上設(shè)置若干個(gè)，例如設(shè)置四個(gè)在距離鑄坯一側(cè)邊緣≤10毫米處A’設(shè)置一個(gè)測溫儀2，在整個(gè)鑄坯的中點(diǎn)處C’和處于A’和C’之間的鑄坯寬度的1/4處B’各設(shè)一測溫儀2，在距離鑄坯寬度方向上的另一邊緣的距離為鑄坯寬度的1/8處的D’設(shè)置第四個(gè)測溫儀。
測溫的方法和對所采集的溫度數(shù)據(jù)的處理方法如前。該時(shí)間間隔為4分鐘，響應(yīng)時(shí)間為1秒。測溫距離為3米。
可以在連鑄機(jī)上同時(shí)在縱向如圖1所示的方式設(shè)測溫儀，同時(shí)在橫向如圖2所示的方式設(shè)測溫儀，從而獲得鑄坯更全面的系統(tǒng)溫度數(shù)據(jù)。
權(quán)利要求
1.一種連鑄二冷區(qū)鑄坯表面溫度準(zhǔn)確測定方法，其特征在于其步驟如下a測溫儀對鑄坯作不接觸式測溫，b溫度數(shù)據(jù)信號(hào)連續(xù)傳給計(jì)算機(jī)，c所述計(jì)算機(jī)按特定算法對所述溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行處理得到準(zhǔn)確的鑄坯溫度。其中，所述測溫儀被設(shè)于連鑄機(jī)的鑄坯運(yùn)行軌道上方；所述測溫儀的信號(hào)輸出端與所述計(jì)算機(jī)的通訊口相連接，使測溫儀所采集的溫度數(shù)據(jù)傳輸?shù)剿鲇?jì)算機(jī)中；所述計(jì)算機(jī)對所述測溫儀傳輸來的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行如下處理a.計(jì)算機(jī)取出在一個(gè)時(shí)間間隔中測溫儀采得的若干個(gè)溫度數(shù)據(jù)；b.對測溫儀所取的若干個(gè)溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，取出其中最大的溫度數(shù)據(jù)；c.將得出的所述最大的溫度數(shù)據(jù)作為處理結(jié)果輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測定方法，其特征在于所述測溫儀為多個(gè)，分別在連鑄機(jī)上的結(jié)晶器出口區(qū)、扇形段區(qū)、矯直段區(qū)和水平段區(qū)各至少設(shè)有一個(gè)測溫儀，各個(gè)測溫儀所采集的溫度數(shù)據(jù)均傳輸給所述計(jì)算機(jī)，所述計(jì)算機(jī)分別對各個(gè)測溫儀所采集的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行所述的處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的測定方法，其特征在于在所述連鑄機(jī)的矯直段區(qū)鑄坯的橫向上若干個(gè)所述測溫儀。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的測定方法，其特征在于在連鑄機(jī)的鑄坯的矯直段區(qū)的橫向上設(shè)置四個(gè)測溫儀在距離鑄坯一側(cè)邊緣≤10毫米處設(shè)置一個(gè)測溫儀2，在整個(gè)鑄坯的中點(diǎn)處C’和處于A’和C’之間的鑄坯寬度的1/4處各設(shè)一測溫儀，在距離鑄坯寬度方向上的另一邊緣的距離為鑄坯寬度的1/8處的設(shè)置第四個(gè)測溫儀。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測定方法，其特征在于所述的時(shí)間間隔為30秒～5分鐘。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的測定方法，其特征在于所述的時(shí)間間隔為30秒～2分鐘。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測定方法，其特征在于所述測溫儀的測溫相應(yīng)時(shí)間為300毫秒～2秒。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測定方法，其特征在于所述測溫儀的測溫靶點(diǎn)為不大于5毫米。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鋼水連鑄過程中在二次冷卻區(qū)間鑄坯表面溫度準(zhǔn)確測定方法。本測溫方法由兩個(gè)部分組成，其一是對鑄坯二冷區(qū)的單點(diǎn)或多點(diǎn)的連續(xù)測取其表面溫度的測溫方法，其二是對所測的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行處理找出被測處鑄坯的準(zhǔn)確溫度的方法。本發(fā)明提供的連鑄二冷區(qū)鑄坯表面溫度準(zhǔn)確測定方法通過設(shè)于連鑄機(jī)二冷區(qū)的若干測溫儀與計(jì)算機(jī)連接，向計(jì)算機(jī)同時(shí)連續(xù)地傳輸溫度數(shù)據(jù)和計(jì)算機(jī)將在一個(gè)時(shí)間間隔中獲得的若干溫度數(shù)據(jù)作取其中最大值的處理可以同時(shí)連續(xù)地反映出二冷區(qū)內(nèi)連鑄坯的表面真實(shí)的溫度，通過該溫度，可以有效的調(diào)控連鑄機(jī)的拉坯速度，調(diào)整冷卻水的流量等參數(shù)，提高連鑄鑄坯的產(chǎn)量和質(zhì)量。
文檔編號(hào)B22D11/16GK1410189SQ01141418
公開日2003年4月16日 申請日期2001年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月24日
發(fā)明者王新華, 王萬軍, 劉新宇, 朱志遠(yuǎn), 張永超 申請人:北京科技大學(xué)