專利名稱：鋼帶熔化測(cè)定裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種試驗(yàn)測(cè)定裝置，尤其涉及一種用于鋼帶在鋼液中熔化過程測(cè)定的裝置。
背景技術(shù)：
本實(shí)用新型所述的測(cè)定裝置涉及連鑄結(jié)晶器喂鋼帶工藝，主要用于鋼帶在鋼液中熔化過程的研究。連鑄結(jié)晶器喂鋼帶是將一定厚度的鋼帶喂入結(jié)晶器，利用鋼帶在鋼液中的熔化吸熱，改變結(jié)晶器內(nèi)鋼液內(nèi)部的溫度場(chǎng)，降低結(jié)晶器內(nèi)熔體的過熱度和溫度場(chǎng)溫度梯度，同時(shí)還可以利用鋼帶的機(jī)械運(yùn)動(dòng)來破碎熔體枝晶組織，增加晶粒生長(zhǎng)的形核質(zhì)點(diǎn)，提高連鑄坯質(zhì)量，是提高鑄坯等軸晶率、實(shí)現(xiàn)近等軸晶鑄坯的一種可行技術(shù)。該技術(shù)通過改善熔體溫度場(chǎng)的分布，抑制柱狀晶生長(zhǎng)，對(duì)目前連鑄工藝中容易出現(xiàn)的鑄坯偏析、疏松、裂紋等缺陷也能起到很好改善作用；相比較現(xiàn)有提高等軸晶技術(shù)而言，該技術(shù)理論成熟，技術(shù)路線明確， 應(yīng)用成本低，等軸晶化效果好，具有廣泛的使用前景。連鑄結(jié)晶器喂鋼帶工業(yè)化應(yīng)用研究的主要關(guān)鍵技術(shù)包括鋼帶在結(jié)晶器鋼水中熔化過程控制、連鑄坯溫度場(chǎng)控制以及相應(yīng)保護(hù)渣設(shè)計(jì)三個(gè)方面，其中鋼帶熔化過程控制是最關(guān)鍵的核心技術(shù)，直接影響連鑄生產(chǎn)的一冷制度、二冷制度和鑄坯芯部的溫度場(chǎng)。連鑄穩(wěn)定生產(chǎn)中，鋼液從水口進(jìn)入結(jié)晶器形成特定的溫度場(chǎng)和流場(chǎng)，鋼液與結(jié)晶器銅板界面處激冷凝固形成坯殼，芯部為鋼液，鑄坯以拉坯速度運(yùn)動(dòng)。在結(jié)晶器以一定速度喂入鋼帶后，鋼帶與芯部鋼液形成相對(duì)運(yùn)動(dòng)，常溫下喂入鋼帶在鋼液中的熔化過程復(fù)雜，現(xiàn)有手段主要是采取有限元的方法進(jìn)行模擬，并不能準(zhǔn)確表征鋼帶的熔化過程。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是系統(tǒng)研究連鑄結(jié)晶器喂鋼帶工藝，真實(shí)模擬連鑄結(jié)晶器中鋼帶在流動(dòng)鋼液中的相對(duì)運(yùn)動(dòng)以及熔化過程，從而精確控制連鑄結(jié)晶器為鋼帶的工藝過程， 進(jìn)而提高鑄坯的質(zhì)量。本實(shí)用新型根據(jù)上述發(fā)明目的，提供了一種鋼帶熔化測(cè)定裝置，其包括一加熱裝置，其內(nèi)設(shè)有一坩堝，所述坩堝構(gòu)造為其內(nèi)容納有熔化的鋼液；一鋼帶升降裝置，其設(shè)于所述坩堝的上方，所述鋼帶升降裝置構(gòu)造為鋼帶固定于其上，且鋼帶在鋼帶升降裝置的帶動(dòng)下沿豎直方向進(jìn)入或離開所述坩堝內(nèi)，所述坩堝內(nèi)在鋼帶沿豎直方向進(jìn)入或離開的位置設(shè)有一鋼帶喂入點(diǎn)；一溫度測(cè)量裝置，其至少包括一第一熱電偶，所述第一熱電偶設(shè)于所述鋼帶喂入點(diǎn)處；一第二熱電偶，所述第二熱電偶靠近所述坩堝的內(nèi)壁設(shè)置；一溫度采集裝置，其與所述溫度測(cè)量裝置電連接，對(duì)所述溫度測(cè)量裝置測(cè)得的溫度信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集。優(yōu)選地，所述加熱裝置為一感應(yīng)爐。該感應(yīng)爐可以為真空感應(yīng)爐也可為工頻感應(yīng)爐。優(yōu)選地，所述鋼帶升降裝置包括一驅(qū)動(dòng)電機(jī)；一齒輪齒條機(jī)構(gòu)，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)與齒輪齒條機(jī)構(gòu)連接，所述齒輪齒條機(jī)構(gòu)與所述鋼帶直接地或間接地固定連接。優(yōu)選地，所述第一熱電偶和第二熱電偶均為鎢錸熱電偶。優(yōu)選地，所述溫度測(cè)量裝置還包括一第三熱電偶，其設(shè)于所述坩堝內(nèi)、位于第一熱電偶和第二熱電偶之間的位置，所述第三熱電偶與溫度采集裝置連接。優(yōu)選地，所述第三熱電偶為鎢錸熱電偶。鋼帶熔化測(cè)定過程中，將鋼帶通過固定在鋼帶升降裝置上，當(dāng)加熱裝置的加熱溫度達(dá)到設(shè)定溫度時(shí)，利用在坩堝上方的鋼帶升降裝置以恒定速度向坩堝的鋼液中插入一定厚度的鋼帶，實(shí)現(xiàn)鋼帶和鋼液之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。鋼帶在鋼液中停留一定時(shí)間后，再利用鋼帶升降裝置快速提升鋼帶，使得鋼帶和鋼液脫離。然后通過測(cè)量鋼帶在鋼液中不同停留時(shí)間的殘余厚度，可以得到鋼帶在鋼液中的不同時(shí)間的熔化厚度。第一熱電偶和第二熱電偶 (可能還包括第三熱電偶)對(duì)其設(shè)置位置的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，信號(hào)采集裝置對(duì)熱電偶檢測(cè)到的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，獲得鋼液和鋼帶的實(shí)時(shí)溫度波動(dòng)曲線，為鋼帶熔化終點(diǎn)判斷提供參數(shù)。本實(shí)用新型通過采用上述技術(shù)方案，使得其具有下述有益效果1.利用本實(shí)用新型所述鋼帶熔化測(cè)定裝置可以準(zhǔn)確研究鋼帶的厚度、喂入比、熔化時(shí)間、熔化速度以及熔化終點(diǎn)等，實(shí)現(xiàn)了鋼帶熔化過程表征；2.本實(shí)用新型所述鋼帶熔化測(cè)定裝置可以對(duì)各種成分鋼液和鋼帶的熔化過程進(jìn)行測(cè)定。當(dāng)采用本技術(shù)方案的優(yōu)選方案時(shí)，其還具有以下優(yōu)點(diǎn)鋼帶升降裝置操作方便，可隨意使鋼帶升降或停止，運(yùn)轉(zhuǎn)安全可靠，故障率低，設(shè)備的購(gòu)置成本也低；溫度加熱裝置和溫度測(cè)量裝置均為工業(yè)化通用設(shè)備，裝置實(shí)現(xiàn)成本低。綜上所述，本實(shí)用新型所述的鋼帶熔化測(cè)定裝置可以低成本、靈活地對(duì)不同成分的鋼帶熔化過程進(jìn)行測(cè)定，從而保證了連鑄結(jié)晶器喂鋼帶工藝的精確控制。

圖1為本實(shí)用新型所述的鋼帶熔化測(cè)定裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型所述的鋼帶熔化測(cè)定裝置的一種實(shí)施方式中熱電偶的設(shè)置示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，該鋼帶熔化測(cè)定裝置包括工頻感應(yīng)爐1，用于加熱鋼液；工頻感應(yīng)爐 1內(nèi)設(shè)有坩堝2，坩堝內(nèi)盛放有熔化的鋼液3 ；鋼帶升降裝置4對(duì)應(yīng)設(shè)于坩堝2的上方，該鋼帶升降裝置4包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)以及與驅(qū)動(dòng)電機(jī)連接的齒輪齒條機(jī)構(gòu)，一鋼帶夾持元件41與齒輪齒條機(jī)構(gòu)中的齒條固定連接，鋼帶5通過鋼帶夾持元件41被固定夾持在鋼帶升降裝置4 上。當(dāng)鋼帶升降裝置4帶動(dòng)鋼帶5沿豎直方向上、下運(yùn)動(dòng)時(shí)，鋼帶5與坩堝2內(nèi)的鋼液3發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，經(jīng)由鋼帶喂入點(diǎn)進(jìn)入或離開鋼液3。如圖2所示，三個(gè)鎢錸熱電偶7均設(shè)于坩堝2內(nèi)，分別位于坩堝2內(nèi)的鋼帶喂入點(diǎn)、坩堝2的內(nèi)壁附近，以及鋼帶喂入點(diǎn)與內(nèi)壁附近中間的位置。如圖1所示，三個(gè)鎢錸熱電偶7均與溫度信號(hào)采集儀6連接，溫度信號(hào)采集儀6實(shí)時(shí)采集鎢錸熱電偶7測(cè)得的溫度信號(hào)。采用該鋼帶熔化測(cè)定裝置對(duì)厚度為8. 4mm的鋼帶在如表1所示的鋼液中的熔化過程進(jìn)行測(cè)定，過程如下將鋼帶5固定在鋼帶升降裝置4上，控制工頻感應(yīng)爐1的熔煉溫度彡1700°C。利用鋼帶升降裝置4控制鋼帶以2m/min 15m/min的下降速度進(jìn)入鋼液3中，停留一定時(shí)間后，鋼帶升降裝置4控制鋼帶以20m/min左右的速度提升鋼帶5，使得其與鋼液3脫離。然后通過測(cè)量鋼帶在鋼液中不同停留時(shí)間的殘余厚度，可以得到鋼帶在鋼液中的不同時(shí)間的熔化厚度。三個(gè)鎢錸熱電偶對(duì)其設(shè)置位置的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，信號(hào)采集裝置對(duì)熱電偶檢測(cè)到的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，獲得鋼液和鋼帶的實(shí)時(shí)溫度波動(dòng)曲線，為鋼帶熔化終點(diǎn)判斷提供參數(shù)。表1.本實(shí)施例中鋼帶和鋼液的成分(wt % )
權(quán)利要求1.一種鋼帶熔化測(cè)定裝置，其特征在于，包括一加熱裝置，其內(nèi)設(shè)有一坩堝，所述坩堝構(gòu)造為其內(nèi)容納有熔化的鋼液； 一鋼帶升降裝置，其設(shè)于所述坩堝的上方，所述鋼帶升降裝置構(gòu)造為鋼帶固定于其上，且鋼帶在鋼帶升降裝置的帶動(dòng)下沿豎直方向進(jìn)入或離開所述坩堝內(nèi)，所述坩堝內(nèi)在鋼帶沿豎直方向進(jìn)入或離開的位置設(shè)有一鋼帶喂入點(diǎn)；一溫度測(cè)量裝置，其至少包括一第一熱電偶，所述第一熱電偶設(shè)于所述鋼帶喂入點(diǎn)處；一第二熱電偶，所述第二熱電偶靠近所述坩堝的內(nèi)壁設(shè)置；一溫度采集裝置，其與所述溫度測(cè)量裝置電連接，對(duì)所述溫度測(cè)量裝置測(cè)得的溫度信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集。
2.如權(quán)利要求1所述的鋼帶熔化測(cè)定裝置，其特征在于，所述加熱裝置為一感應(yīng)爐。
3.如權(quán)利要求1所述的鋼帶熔化測(cè)定裝置，其特征在于，所述鋼帶升降裝置包括一驅(qū)動(dòng)電機(jī)；一齒輪齒條機(jī)構(gòu)，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)與齒輪齒條機(jī)構(gòu)連接，所述齒輪齒條機(jī)構(gòu)與所述鋼帶直接地或間接地固定連接。
4.如權(quán)利要求1所述的鋼帶熔化測(cè)定裝置，其特征在于，所述第一熱電偶和第二熱電偶均為鎢錸熱電偶。
5.如權(quán)利要求1-4中任意一項(xiàng)所述的鋼帶熔化測(cè)定裝置，其特征在于，所述溫度測(cè)量裝置還包括一第三熱電偶，其設(shè)于所述坩堝內(nèi)、位于第一熱電偶和第二熱電偶之間的位置， 所述第三熱電偶與溫度采集裝置連接。
6.如權(quán)利要求5所述的鋼帶熔化測(cè)定裝置，其特征在于，所述第三熱電偶為鎢錸熱電偶。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種鋼帶熔化測(cè)定裝置，其包括一加熱裝置，其內(nèi)設(shè)有一坩堝；一鋼帶升降裝置，其設(shè)于所述坩堝的上方，所述鋼帶升降裝置構(gòu)造為鋼帶固定于其上，且鋼帶在鋼帶升降裝置的帶動(dòng)下沿豎直方向進(jìn)入或離開所述坩堝內(nèi)，所述坩堝內(nèi)在鋼帶沿豎直方向進(jìn)入或離開的位置設(shè)有一鋼帶喂入點(diǎn)；一溫度測(cè)量裝置，其至少包括一設(shè)于所述鋼帶喂入點(diǎn)處的第一熱電偶；一靠近所述坩堝的內(nèi)壁設(shè)置的第二熱電偶；一溫度采集裝置，其與所述溫度測(cè)量裝置電連接，對(duì)溫度測(cè)量裝置測(cè)得的溫度信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集。
文檔編號(hào)B22D11/18GK201979065SQ20112004436
公開日2011年9月21日 申請(qǐng)日期2011年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月21日
發(fā)明者張立, 李云濤, 沈建國(guó) 申請(qǐng)人:寶山鋼鐵股份有限公司