專利名稱：一種檢測連鑄結(jié)晶器銅板局部熱流的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種檢測連鑄結(jié)晶器銅板局部熱流的方法，屬于冶金連鑄檢測技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
結(jié)晶器是連鑄機(jī)的心臟。連鑄生產(chǎn)過程中，結(jié)晶器與鑄坯間的傳熱直接影響鑄坯的表面質(zhì)量和鑄機(jī)作業(yè)率。幾乎所有的鑄坯表面缺陷都起源于結(jié)晶器內(nèi)，合理控制結(jié)晶器與鑄坯的傳熱是有效減少鑄坯質(zhì)量缺陷的重要因素。因此，實(shí)時(shí)檢測并控制結(jié)晶器與鑄坯之間的熱流密度，對(duì)于提高連鑄坯質(zhì)量、保證生產(chǎn)的穩(wěn)定和順行具有重要意義。一般可通過結(jié)晶器進(jìn)、出水的溫度及水量計(jì)算出結(jié)晶器內(nèi)的總體熱流，以判斷生產(chǎn)過程中的結(jié)晶器的傳熱狀況，并輔助用于結(jié)晶器漏鋼預(yù)報(bào)。然而，總體熱流僅能提供結(jié)晶器與鑄坯間宏觀的傳熱狀態(tài)，無法提供對(duì)連鑄生產(chǎn)過程更為重要、能夠反映結(jié)晶器內(nèi)局部區(qū)域熱流的具體數(shù)值及其不均分布等細(xì)致信息，對(duì)生產(chǎn)的實(shí)際指導(dǎo)意義有限。由于結(jié)晶器所處的特殊工況條件，與結(jié)晶器和鑄坯間局部熱流相關(guān)的在線計(jì)算及實(shí)時(shí)檢測方法，是備受關(guān)注的難點(diǎn)和焦點(diǎn)問題。在專利CN1480717A和發(fā)表于《金屬學(xué)報(bào)》(2005年6月，第41卷第6期)的文獻(xiàn) “圓坯連鑄結(jié)晶器傳熱的反算法”中，將多個(gè)熱電偶安裝在一個(gè)緊湊的傳感器體內(nèi)，通過傳感體上的熱電偶槽和熱電偶經(jīng)鉚接、粘結(jié)，以及鎖緊銷槽和鎖緊銷的固定和定位，使熱電偶前端點(diǎn)與被測物體測溫孔的孔壁緊密接觸。根據(jù)每兩個(gè)測點(diǎn)的溫度和兩點(diǎn)間的距離，可以計(jì)算沿兩個(gè)測點(diǎn)的連線方向的熱流。但是，該方法使用的傳感器需預(yù)先開設(shè)熱電偶偶槽及用于固定的鎖緊銷槽等，加工制造過程繁瑣。此外，安置兩只熱電偶給現(xiàn)場布線帶來很大障礙，同時(shí)因傳感器體積較熱電偶大得多，將其安裝在有冷卻水的密封狹小空間內(nèi)十分困難， 尤其是對(duì)于尺寸較小的圓坯、小方坯等結(jié)晶器銅管。在專利CN101844214A中公開了一種熱流密度的確定方法。該發(fā)明基于保護(hù)渣動(dòng)量與質(zhì)量守恒，以及保護(hù)渣內(nèi)穩(wěn)態(tài)傳熱過程，計(jì)算保護(hù)渣渣膜厚度，從而得到基于實(shí)際操作條件的熱流密度。該方法計(jì)算熱流的前提是需要首先實(shí)時(shí)采集到結(jié)晶器內(nèi)鑄坯表面溫度的實(shí)測數(shù)據(jù)，之后代入相應(yīng)的公式計(jì)算出結(jié)晶器內(nèi)相應(yīng)位置的熱流密度。然而，結(jié)晶器內(nèi)鑄坯表面溫度的測量十分困難，幾乎無法實(shí)現(xiàn)，使該方法的實(shí)用性受到極大限制。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在問題，本發(fā)明提出了一種檢測連鑄結(jié)晶器銅板局部熱流的方法。本方法基于專門設(shè)計(jì)的結(jié)晶器熱電偶埋設(shè)方案，將連鑄結(jié)晶器銅板溫度測量與結(jié)晶器傳熱實(shí)時(shí)計(jì)算方法相結(jié)合，在線獲得結(jié)晶器與鑄坯之間的測點(diǎn)與非測點(diǎn)位置的局部熱流，實(shí)時(shí)反映連鑄生產(chǎn)中結(jié)晶器內(nèi)的傳熱狀況。本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種檢測連鑄結(jié)晶器銅板局部熱流的方法，將結(jié)晶器銅板溫度在線測量和結(jié)晶器傳熱行為實(shí)時(shí)計(jì)算相結(jié)合，在線獲得結(jié)晶器銅板任意位置局部熱流的檢測方法，其檢測步驟如下第一步、結(jié)晶器銅板熱電偶測點(diǎn)布置分別在距結(jié)晶器上口不同距離的水平橫截面上設(shè)置監(jiān)測點(diǎn)，基于空間對(duì)稱原則， 在板坯結(jié)晶器內(nèi)弧寬面或外弧寬面銅板中心線為對(duì)稱軸，沿寬面方向分別在距銅板中心線等距的左、右兩側(cè)不同距離布置數(shù)列熱電偶，左右兩側(cè)熱電偶按照距結(jié)晶器熱面不同距離埋設(shè)，位于左側(cè)或右側(cè)的熱電偶距結(jié)晶器熱面深度相同；以鑄坯厚度方向鑄流中心線為對(duì)稱軸，分別在內(nèi)弧寬面和外弧寬面結(jié)晶器銅板距鑄流中心線等距的對(duì)應(yīng)位置布置數(shù)列熱電偶，兩張結(jié)晶器銅板熱電偶按照距結(jié)晶器熱面不同距離埋設(shè)，位于同一張結(jié)晶器銅板左側(cè)或右側(cè)的熱電偶距結(jié)晶器熱面深度相同；第二步、結(jié)晶器銅板溫度在線檢測運(yùn)行結(jié)晶器熱流在線檢測程序，連鑄生產(chǎn)條件、工藝參數(shù)和結(jié)晶器傳熱計(jì)算參數(shù)輸入到系統(tǒng)，實(shí)時(shí)測量的毫伏級(jí)電偶信號(hào)經(jīng)補(bǔ)償、放大、濾波、轉(zhuǎn)換以及熱電偶工作狀態(tài)判斷處理后，由專用檢測模塊傳輸至計(jì)算機(jī)采集系統(tǒng)，并對(duì)結(jié)晶器銅板各測點(diǎn)位置的檢測溫度信號(hào)進(jìn)行顯示；第三步、結(jié)晶器銅板測點(diǎn)位置局部熱流計(jì)算利用第二步檢測記錄的結(jié)晶器銅板溫度，以及結(jié)晶器導(dǎo)熱系數(shù)和熱電偶埋入深度數(shù)據(jù)，對(duì)結(jié)晶器銅板測點(diǎn)位置的局部熱流進(jìn)行計(jì)算(1)根據(jù)同一張銅板沿銅板中心線對(duì)稱位置的熱電偶測量溫度，計(jì)算該銅板1/2
寬面銅板測點(diǎn)位置的局部熱流，熱流的計(jì)算公式為 τ -T _
權(quán)利要求
1. 一種檢測連鑄結(jié)晶器銅板局部熱流的方法，其特征在于將結(jié)晶器銅板溫度在線測量和結(jié)晶器傳熱行為實(shí)時(shí)計(jì)算相結(jié)合，在線獲得結(jié)晶器銅板任意位置局部熱流的檢測方法，其檢測步驟如下第一步、結(jié)晶器銅板熱電偶測點(diǎn)布置分別在距結(jié)晶器上口不同距離的水平橫截面上設(shè)置監(jiān)測點(diǎn)，基于空間對(duì)稱原則，在板坯結(jié)晶器內(nèi)弧寬面或外弧寬面銅板中心線為對(duì)稱軸，沿寬面方向分別在距銅板中心線等距的左、右兩側(cè)不同距離布置數(shù)列熱電偶，左右兩側(cè)熱電偶按照距結(jié)晶器熱面不同距離埋設(shè)， 位于左側(cè)或右側(cè)的熱電偶距結(jié)晶器熱面深度相同；以鑄坯厚度方向鑄流中心線為對(duì)稱軸，分別在內(nèi)弧寬面和外弧寬面結(jié)晶器銅板距鑄流中心線等距的對(duì)應(yīng)位置布置數(shù)列熱電偶，兩張結(jié)晶器銅板熱電偶按照距結(jié)晶器熱面不同距離埋設(shè)，位于同一張結(jié)晶器銅板左側(cè)或右側(cè)的熱電偶距結(jié)晶器熱面深度相同； 第二步、結(jié)晶器銅板溫度在線檢測運(yùn)行結(jié)晶器熱流在線檢測程序，連鑄生產(chǎn)條件、工藝參數(shù)和結(jié)晶器傳熱計(jì)算參數(shù)輸入到系統(tǒng)，實(shí)時(shí)測量的毫伏級(jí)電偶信號(hào)經(jīng)補(bǔ)償、放大、濾波、轉(zhuǎn)換以及熱電偶工作狀態(tài)判斷處理后，由專用檢測模塊傳輸至計(jì)算機(jī)采集系統(tǒng)，并對(duì)結(jié)晶器銅板各測點(diǎn)位置的檢測溫度信號(hào)進(jìn)行顯示；第三步、結(jié)晶器銅板測點(diǎn)位置局部熱流計(jì)算利用第二步檢測記錄的結(jié)晶器銅板溫度，以及結(jié)晶器導(dǎo)熱系數(shù)和熱電偶埋入深度數(shù)據(jù)，對(duì)結(jié)晶器銅板測點(diǎn)位置的局部熱流進(jìn)行計(jì)算(1)根據(jù)同一張銅板沿銅板中心線對(duì)稱位置的熱電偶測量溫度，計(jì)算該銅板1/2寬面銅板測點(diǎn)位置的局部熱流，熱流的計(jì)算公式為
全文摘要
一種檢測連鑄結(jié)晶器銅板局部熱流的方法，屬于冶金連鑄檢測技術(shù)領(lǐng)域。本方法基于專門設(shè)計(jì)的結(jié)晶器熱電偶埋設(shè)方案，將連鑄結(jié)晶器銅板溫度測量與結(jié)晶器傳熱實(shí)時(shí)計(jì)算方法相結(jié)合，實(shí)時(shí)反映連鑄生產(chǎn)中結(jié)晶器內(nèi)的傳熱狀況，其主要步驟為結(jié)晶器銅板熱電偶測點(diǎn)布置方案設(shè)計(jì)、結(jié)晶器銅板溫度在線檢測、結(jié)晶器銅板測點(diǎn)位置局部熱流計(jì)算、結(jié)晶器傳熱狀態(tài)實(shí)時(shí)計(jì)算。其優(yōu)點(diǎn)是，在結(jié)晶器銅板的每個(gè)測點(diǎn)僅布置一只熱電偶即可獲得相應(yīng)位置的局部熱流，熱電偶安裝和維護(hù)簡便；能夠在線得到結(jié)晶器銅板測點(diǎn)與非測點(diǎn)任意位置的局部熱流，為考察和監(jiān)控結(jié)晶器內(nèi)劇烈的熱交換過程提供全面的準(zhǔn)確信息；方法同樣適用于方坯、圓坯或異性坯連鑄的結(jié)晶器熱流測量。
文檔編號(hào)B22D11/16GK102205403SQ20111010324
公開日2011年10月5日 申請(qǐng)日期2011年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月24日
發(fā)明者唐玲, 姚曼, 王旭東 申請(qǐng)人:大連理工大學(xué)