一種檢測結晶器保護渣狀況的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種檢測結晶器保護渣狀況的方法，它包括下述的步驟：Ⅰ將檢測工具靠近結晶器的窄面位置，檢測工具是固定著五根鐵絲的長條木板；Ⅱ將檢測工具平放在結晶器內；Ⅲ浸入式水口插入深度為140±1mm時：檢測工具停留7～8s；測量得到的每根鐵絲位置處保護渣的液渣層厚度與總渣層的厚度；Ⅳ當浸入式水口插入深度為150±1mm：停留11～13s，測量得到的每根鐵絲位置處保護渣的液渣層厚度與總渣層的厚度；Ⅴ當浸入式水口插入深度為160±1mm：停留14～16s，測量得到的每根鐵絲位置處保護渣的液渣層厚度與總渣層的厚度。本檢測結晶器保護渣狀況的方法可顯示結晶器表面鋼液流場及保護渣熔化情況。
【專利說明】一種檢測結晶器保護渣狀況的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種檢測結晶器保護渣狀況的方法。
【背景技術】
[0002]連鑄設備中，結晶器被稱之為連鑄機的心臟，承接著將高溫鋼水凝固成型為固態(tài)鑄坯的紐帶作用，同時直接決定了連鑄坯表面質量的好壞。
[0003]根據傳統(tǒng)理論，將結晶器中的鋼液流場由上到下依次劃分為彎月面區(qū)、緊密接觸區(qū)、氣隙區(qū)三部分，而在水平方向由外到內依次劃分為初生坯殼區(qū)、糊狀區(qū)和液芯區(qū)三部分。彎月面區(qū)初生坯殼的穩(wěn)定形成直接影響了連鑄坯的表面質量，表面鋼流流場及化渣效果的好壞對鑄坯表面質量(如結疤、凹陷、夾渣等)產生著重要影響。因此，需要加強對結晶器流場的研究，進一步改善鑄坯表面質量。目前，國內冶金連鑄板坯生產過程，通常采用雙側孔水口。由雙側孔水口流出鋼液在結晶器中分別形成了上回流和下回流兩個流場區(qū)域。上回流區(qū)直接影響了表面鋼液流速、保護渣熔化效果、夾雜物上浮去除的程度。如果上回流區(qū)過小，則造成保護渣化渣效果不好，對結晶器內坯殼潤滑效果差，容易導致鑄坯產生結疤、凹陷等表面缺陷；反之，如果上回流區(qū)過大，會造成結晶器表面鋼液-保護渣界面紊亂，致使鑄坯形成夾渣、裹渣等表面缺陷。
[0004]現有的檢測結晶器內保護渣狀況的方法是單點測量法，通過使用一根鐵絲插入到保護渣和鋼液中，觀察鐵絲熔損情況來測量液渣層、燒結層和粉渣層厚度，而對于檢測結晶器表面鋼液流場的方法尚無任何研究。

【發(fā)明內容】

[0005]為了克現有檢測結晶器保護渣狀況的方法的上述不足，提供一種用簡單工具顯示結晶器表面鋼液流場及保護渣熔化情況的檢測結晶器保護渣狀況的方法。
[0006]為解決這些問題，設計了多點檢測結晶器表面鋼液流場和保護渣狀況的自制工具，通過檢測結果，為制訂合適的工藝參數確保合適的上回流區(qū)，進而生產出表面質量優(yōu)良的成品鑄坯提供可靠的理論依據。
[0007]本發(fā)明通過檢測量工具，可以一次性同時測量結晶器內沿寬度方向不同位置處液渣層厚度，結合不同工藝參數條件下、各個位置處的測量結果，綜合對比分析，可以為優(yōu)化連鑄工藝參數起到重要的指導作用。
[0008]本發(fā)明的技術構思是鑒于以下幾方面考慮的:
(I)細鐵絲的熔點介于保護渣和熔融鋼水之間。其中，保護渣的熔點為1300?1350°C;鋼水熔點為1420?1520°C ;而細鐵絲的熔點間于保護渣和鋼水之間，為1400?1450°C之間。
[0009](2)鐵絲在鋼水中熔化有一個過程，鋼水溫度越高，則熔化速度越快。通過控制細鐵絲在鋼水中的停留時間，使得接觸鋼水的鐵絲剛剛熔化完全，而接觸保護渣的鐵絲不會被熔化為準。[0010](3)鐵絲和保護渣作用后，表面呈三種形態(tài):接觸液渣部分的鐵絲呈光滑的表面特征，可以反應出液渣層的厚度；接觸燒結層部分的鐵絲呈粗糙的表面特征，反應出燒結層的厚度；接觸粉渣層的鐵絲僅有輕微的氧化發(fā)黑現象，反應出粉渣層的厚度。以上三者相加即為總渣層厚度。
[0011](4)對比不同工藝條件下、各個位置處熔化后鐵絲的長度和表面熔損情況來判斷各個位置處的液渣厚度、鋼液卷渣和鋼液表面流場情況。
[0012](5)對比不同工藝條件下、各個位置處鐵絲的熔化時間，來比較各工藝條件下的鋼液表面溫度情況。
[0013](6)本發(fā)明通過簡單工具，分析研究不同工藝條件下結晶器表面鋼液流場和保護渣狀況，進而對優(yōu)化工藝參數，改善成品質量具有重要的指導作用。
[0014]本檢測結晶器保護渣狀況的方法，它包括下述依次的步驟:
一種檢測結晶器保護渣狀況的方法，它包括下述依次的步驟:
I將檢測工具的一端靠近結晶器的窄面位置，所述的檢測工具由長條木板與鐵絲構成，長條本板長600±4mm,寬100±2mm,厚IOmm ;鐵絲長度110mm、直徑Φ 1.5mm ;在長條木板中間每隔IOOmm固定一根鐵絲，連續(xù)固定五根，在長條木板以下位置鐵絲的長度均為鐵絲的長度減去長條木板的厚度；
II然后將檢測工具平放在結晶器內，保證檢測工具中的鐵絲能夠接觸到保護渣下方的鋼液；
III當浸入式水口插入深度在140±lmm范圍內時:檢測工具停留7?8s，將檢測工具平穩(wěn)的取出，即可將接觸鋼液部位鐵絲熔化；測量得到的第一鐵絲?第五鐵絲位置處保護渣的液渣層厚度；并且測量得到總渣層的厚度；
IV當浸入式水口插入深度在150±lmm范圍內時:換一個檢測工具，檢測工具停留11?13s，將檢測工具平穩(wěn)的取出，即可將接觸鋼液部位鐵絲熔化；測量得到第一鐵絲?第五鐵絲位置處保護渣的液渣層厚度；并且測量得到總渣層的厚度；
V當浸入式水口插入深度在160±lmm范圍內時:再換一個檢測工具檢測工具停留14?16s，將檢測工具平穩(wěn)的取出，即可將接觸鋼液部位鐵絲熔化；測量得到第一鐵絲?第五鐵絲位置處保護渣的液渣層厚度；并且測量得到總渣層的厚度。
[0015]上述的檢測結晶器保護渣狀況的方法，其特征是:重復步驟I?步驟V的操作，重復通過8?10次累積測量，綜合權衡鋼液表面溫度和液渣層厚度對鑄坯質量的不同影響，最終確定浸入式水口的最佳深度。
[0016]本發(fā)明的方法根據不同的插入深度值，控制不同的停留時間，在7?16秒；然后，將檢測工具平穩(wěn)的取出；通過觀察比較不同位置處鐵絲熔損程度，分析鋼液流場和保護渣的化渣情況。
[0017]本發(fā)明所述的第一鐵絲是離浸入式水口最遠的鐵絲。
[0018]本發(fā)明的有益效果
檢測工具簡單、使用方便，通過觀察鐵絲的熔損程度能夠比較直觀的檢測結晶器表面鋼液流場和保護渣熔化情況，為進一步生產出高質量的鑄坯提供了可靠的理論和改進依據?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0019]圖1是本檢測結晶器表面鋼液流場和保護渣狀況的方法示意圖。
[0020]圖2是與圖1相對應的俯視圖。
[0021]上述圖中:
1.結晶器窄面銅板，2.長條木板，3.檢測工具，4.鐵絲，5.保護渣的粉渣層，6.保護渣的燒結層，7.保護渣的液渣層，8.鋼流，9.浸入式水口，10.鋼液流場，11.結晶器的窄面位置。
【具體實施方式】
[0022]下面結合實施例及其附圖詳細說明本發(fā)明的【具體實施方式】，但本發(fā)明的【具體實施方式】不局限于下述的實施例。
實施例
[0023]針對200mmX 1500mm斷面的SUS304鋼種板坯連鑄生產情況，依次測量了同一型號浸入式水口在不同插入深度工藝條件下的鋼液表面溫度和液渣層厚度實際情況。測量過程選取的鋼種相同、斷面相同、保護渣型號相同、中包溫度相同，比較分析不同插入深度對表面鋼液流場、表面溫度、保護渣熔化狀況的影響。
[0024]本實施例的檢測(表面鋼液流場)工具3見圖1與圖2，檢測工具3由鐵絲4和長條木板2組成，長條木板2長600mm,寬IOOmm厚IOmm ;鐵絲4長度110mm、直徑Φ 1.5mm ;在長條木板2中間每隔IOOmm固定一根鐵絲，連續(xù)固定5根，在長條木板2以下位置鐵絲4的長度均為100mm。
[0025]本實施例的檢測步驟是:
將檢測工具3的一端靠近結晶器11的窄面位置，然后將檢測工具3平放在結晶器11內，保證檢測工具3中的鐵絲4能夠接觸到保護渣下方的鋼液。根據不同的插入深度值，控制不同的停留時間，在7?16秒。然后，將檢測工具3平穩(wěn)的取出。通過觀察比較不同位置處鐵絲4熔損程度，見圖1與圖2，分析鋼液流場10和保護渣的化渣情況:
當浸入式水口 9水口插入深度在140±lmm范圍內時:檢測工具3停留7?8s即可將接觸鋼液部位鐵絲熔化；測量得到的第一鐵絲?第五鐵絲(從左數)位置處保護渣的液渣層7厚度分別為:11.8mm> 14.lmm> 13.2mm> 13.8mm> 14.2mm ;總洛層(保護洛的粉洛層5與保護渣的燒結層6及保護渣的液渣層7的厚度總和)，厚度依次為:50.5mm、53.5mm、51.3mm、52.5mm、52.5mm0
[0026]當浸入式水口 9插入深度在150±lmm范圍內時:換一個檢測工具，檢測工具停留11?13s，即可將接觸鋼液部位鐵絲4熔化，將檢測工具平穩(wěn)的取出；測量得到第一鐵絲?第五鐵絲位置處保護密的液密層7厚度分別為:12.3mm、13.8mm、12.6mm、13.0mm、13.4mm ；總漁層厚度依次為:51.5mm、54.3mm、52.7mm、53.4mm、53.8mm。
[0027]當浸入式水口 9插入深度在160±lmm范圍內時:再換一個檢測工具，檢測工具3需要停留14?16s，即可將接觸鋼液部位鐵絲熔化，將檢測工具平穩(wěn)的取出；測量得到的第一鐵絲?第五鐵絲位置處保護密的液密層7厚度分別為:12.8mm、13.6mm、13.2mm、12.6mm、13.2mm ;總漁層厚度依次為:51.8mm、54.5mm、53.5mm、54.3mm、54.5mm。[0028]對結果進行分析如下:
浸入式水口 9插入深度越淺，則鐵絲4熔化時間越短，表面鋼液溫度越高；
浸入式水口 9插入深度越淺，則靠近窄側結晶器銅板位置處的保護渣的液渣層7厚度越薄，說明該位置的鋼液流速越大，鋼水回流對保護渣的沖刷越嚴重。
[0029]觀察從窄側(圖中左側)到浸入式水口 9方向，第一鐵絲位置的保護渣的液渣層7液渣層最薄，而第二鐵絲位置保護渣的液渣層7最厚，第二鐵絲根到第三鐵絲位置保護渣的液渣層7明顯的減少，第三鐵絲到第五鐵絲位置保護渣的液渣層7厚度又逐漸的增加。說明在距離結晶器窄面銅板I的200±50mm位置存在保護渣的液渣層7的富集，最容易發(fā)生卷洛現象。
[0030]浸入式水口 9插入深度越淺，則第二鐵絲位置的保護渣的液渣層7厚度越厚，則說明該位置處卷渣越嚴重。
[0031]通過8次累積測量，綜合權衡鋼液表面溫度和液渣層厚度對鑄坯質量的不同影響，最終確定該工藝條件下浸入式水口 9插入深度確定為150mm為最佳。
【權利要求】
1.一種檢測結晶器保護渣狀況的方法，它包括下述依次的步驟: I將檢測工具的一端靠近結晶器的窄面位置，所述的檢測工具由長條木板與鐵絲構成，長條本板長600±4mm,寬100±2mm,厚IOmm ;鐵絲長度110mm、直徑Φ 1.5mm ;在長條木板中間每隔IOOmm固定一根鐵絲，連續(xù)固定五根，在長條木板以下位置鐵絲的長度均為鐵絲的長度減去長條木板的厚度； II然后將檢測工具平放在結晶器內，保證檢測工具中的鐵絲能夠接觸到保護渣下方的鋼液； III當浸入式水口插入深度在140±lmm范圍內時:檢測工具停留7?8s，將檢測工具平穩(wěn)的取出，即可將接觸鋼液部位鐵絲熔化；測量得到的第一鐵絲?第五鐵絲位置處保護渣的液渣層厚度；并且測量得到總渣層的厚度； IV當浸入式水口插入深度在150±lmm范圍內時:換一個檢測工具，檢測工具停留11?13s，將檢測工具平穩(wěn)的取出，即可將接觸鋼液部位鐵絲熔化；測量得到第一鐵絲?第五鐵絲位置處保護渣的液渣層厚度；并且測量得到總渣層的厚度； V當浸入式水口插入深度在160±lmm范圍內時:再換一個檢測工具檢測工具停留14?16s，將檢測工具平穩(wěn)的取出，即可將接觸鋼液部位鐵絲熔化；測量得到第一鐵絲?第五鐵絲位置處保護渣的液渣層厚度；并且測量得到總渣層的厚度。
2.根據權利要求1所述的檢測結晶器保護渣狀況的方法，其特征是:重復步驟I?步驟V的操作，重復通過8?10次累積測量，綜合權衡鋼液表面溫度和液渣層厚度對鑄坯質量的不同影響，最終確定浸入式水口的最佳深度。
【文檔編號】G01B5/06GK103837062SQ201410058605
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2014年2月21日 優(yōu)先權日:2014年2月21日
【發(fā)明者】元鵬飛 申請人:山西太鋼不銹鋼股份有限公司