[發明專利]金屬鑄造用結晶器

有效

• 申請號: 200980124233.X
• 申請日: 2009-06-23
• 公開（公告）號: CN102076442A
• 公開（公告）日: 2011-05-25
• 發明（設計）人: S·舒爾策;D·利夫圖克特;U·普洛西恩尼克
• 申請（專利權）人: SMS西馬格股份公司
• 主分類號: B22D2/00
• 分類號: B22D2/00;B22D11/18;B22D11/20
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 趙辛;梁冰

技術領域

本發明涉及包括許多溫度測量機構的金屬鑄造用結晶器，所述多個溫度測量機構設置在結晶器壁中，用于測定在澆鑄作業中在器壁中的溫度分布。

背景技術

這樣的包括多個溫度測量機構的結晶器在現有技術中是已知的，例如在國際專利申請號WO2004/082869A1中被公開。根據該文獻所述的技術教導，這些呈熱偶形式的溫度測量機構被單獨安裝在分別為其而設的結晶器中的獨立孔內。這些獨立的熱偶以彈簧力被壓在孔底面上，用于在那里保證其測點接觸到結晶器材料。這些熱偶以不同深度被安裝在結晶器板中。這對確定結晶器板中的熱流密度是非常有意義的。

將各獨立熱偶安裝在單獨結晶器板中的上述方式要求高的安裝成本。熱偶的連接一般通過獨立的哈廷連接器來實現。在安裝時連接器通常被不小心損壞，對此將采取費事的正確連接方式的再建。熱偶的相對定位是成問題的。在只有例如10毫米間距時，只有1毫米的孔深度偏差和進而熱偶測量頂尖在深度方向上的位置偏差已經造成測量結果的10％偏差。

發明內容

源于該現有技術，本發明基于以下任務，如此改進已知的包括多個溫度測量機構的金屬鑄造用結晶器，即所述多個溫度測量機構的安裝成本將被降低，但同時仍然保證高的可靠性和測量結果的可信度。

該任務將通過權利要求1的主題來完成，其特征是，所述多個溫度測量機構相對固定定位地設置在一個模塊中并連同模塊一起構成一個結構單元，該結構單元為確定溫度分布被安裝在結晶器壁中或結晶器壁處。

本發明解決方案的巨大優勢在于，該結構單元，即包括設于其中的多個溫度測量機構的模塊，可以在安裝整個結晶器于設備中之前已經在工廠內由生產商來預安裝。

這些溫度測量機構在模塊中的預安裝有利地實現了這些溫度測量機構的自由精確的相對定位，即按照期望的適當相互間距和適當的深度。尤其是，不必再通過用于擰緊水箱到結晶器上的、尤其呈熱偶形式的溫度測量機構像過去那樣延伸于其中的緊固螺栓的距離來限定該間距。取而代之的是，在模塊中的預安裝也允許這些溫度測量機構或者說其測量頂尖彼此相互間隔很近，例如10毫米，從而可以通過分析計算所測定的溫度分布在整個鑄坯寬度范圍內連續監測在結晶器內變冷凝固的鑄坯的縱向開裂并實現斷裂早期識別。通常，可以通過自由定位該溫度測量機構而將測量結果偏差減小到最小值，因此顯著提高測量的可靠性。

于是在該結晶器的最終安裝時，該結構單元連帶溫度測量機構在內地還只是完全被安裝在器壁內或器壁上。尤其在結晶器最終安置時的溫度測量機構的安裝成本因而被限制到最低水平。

根據本發明的第一實施例，該結晶器壁具有用于容納該結構單元的缺口。此時要注意保證在該結構單元和結晶器材料之間的盡量最佳的熱傳導。對此一方面重要的是，缺口深度匹配于模塊的深度或者說高度，并且尤其在結晶器中的缺口的底面或壁面和模塊頂面或測量機構的測量尖之間，形成盡量好的大面積接觸，以保證模塊和結晶器壁之間的最佳熱傳導。熱傳導例如可以通過使用導熱膏來改善，但是導熱膏必須耐受高溫，例如在澆鑄作業中在結晶器中出現的高溫。

該結構單元例如從冷側被裝入結晶器壁中或者說被安裝到其上。為了該結構單元不影響在結晶器壁的冷卻通道中的冷卻介質流動，該結構單元在此情況下安裝在兩個相鄰的冷卻通道之間。

或者，用于結構單元的缺口以在結晶器壁中的側向的最好是水平的孔的形式形成在熱側和冷卻通道的底面之間。

為了盡量少地干擾結晶器壁中的熱流動，該缺口在結構單元裝入之后通過板狀蓋最好與結晶器壁的外表面平齊地又被封閉。于是可以實現也經過蓋的熱流動。

該模塊或者說結構單元和在結晶器冷側內或結晶器冷側上的缺口最好在結晶器壁的厚度方向上，即橫向于澆鑄方向或者說從冷側到熱側地，呈階梯狀形成。這種階梯形狀有利地保證了該模塊或者說結構單元在結晶器內抗翻轉的穩固性。

不僅結晶器的冷側如上所述地具有缺口，而且該模塊本身也具有缺口，以下稱之為溫度測量機構缺口，用于分別容納一個溫度測量機構。此時，該溫度測量機構如此安置在該溫度測量機構缺口內，其測量頂尖接觸該缺口的底面或壁面。

該溫度測量機構例如可以呈熱偶或光纖溫度傳感器的形式，其中在后者情況下，可以借助光時域反射測量OTDR方法或者法布里-布拉格光柵FBG法來實現溫度測量。這種相位光學溫度傳感器很薄，這有以下優點，即許多溫度測量點可以相互靠近布置，其信號或測量結果不會相互影響和失真。