[發(fā)明專利]一種連鑄結(jié)晶器渣層厚度的測(cè)量方法及裝置

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010153229.0
• 申請(qǐng)日: 2010-04-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102235855A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-11-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊軍;陸力軍;顧學(xué)紅;邵世杰;王立江
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號(hào): G01B21/08
• 分類號(hào): G01B21/08
• 代理公司: 上海三和萬(wàn)國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 31230
• 代理人: 劉立平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及冶金領(lǐng)域的測(cè)量方法及裝置，具體地，本發(fā)明涉及一種連鑄結(jié)晶器渣層厚度的測(cè)量方法及裝置。該方法及裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、響應(yīng)快速、測(cè)量精度高的特性，可應(yīng)用于冶金企業(yè)任何工況條件下對(duì)連鑄結(jié)晶器保護(hù)渣渣層結(jié)構(gòu)進(jìn)行厚度測(cè)量。

背景技術(shù)

保護(hù)渣是連鑄生產(chǎn)必須使用的關(guān)鍵輔料，結(jié)晶器保護(hù)渣在連鑄生產(chǎn)中具有如下作用：

防止結(jié)晶器內(nèi)鋼液的二次氧化；

在結(jié)晶器內(nèi)鋼液表面形成一絕熱層，防止結(jié)晶器內(nèi)鋼液表面的凝固；

吸收結(jié)晶器內(nèi)鋼液中上浮的夾雜物，提高結(jié)晶器內(nèi)鋼液的純凈度；

在結(jié)晶器壁和鑄坯凝固殼的間隙形成均勻的潤(rùn)滑層，防止產(chǎn)生粘結(jié)性漏鋼事故；

改善鑄坯凝固殼與結(jié)晶器壁的傳熱；減少鑄坯的表面缺陷，等等。由此，使得保護(hù)渣的適用程度很大程度上決定了連鑄生產(chǎn)是否安全順行以及連鑄坯表面質(zhì)量是否達(dá)到技術(shù)要求。

通常，連鑄保護(hù)渣加入結(jié)晶器后，因?yàn)椴煌臏囟榷鴷?huì)在沿結(jié)晶器的垂直方向形成不同的結(jié)構(gòu)。通常，保護(hù)渣在結(jié)晶器中的形態(tài)分為三層結(jié)構(gòu)，見(jiàn)圖1：

顆粒層，最上層原始狀態(tài)的粉狀保護(hù)渣，在結(jié)晶器中起絕熱和防治二次氧化的作用。

燒結(jié)層，中間層為燒結(jié)狀態(tài)的半熔融保護(hù)渣，起著不斷向下提供液態(tài)渣的作用。

熔渣層，最下層和鋼液接觸的液態(tài)保護(hù)渣，它將隨著結(jié)晶器的振動(dòng)不斷流入坯殼和結(jié)晶器銅板間的空隙，起著潤(rùn)滑和吸附夾雜的作用。

在連鑄過(guò)程中，保護(hù)渣能否形成三層結(jié)構(gòu)，以及上述三層結(jié)構(gòu)的厚度分布是否合理是保護(hù)渣的作用能否最終發(fā)揮且連鑄能否順行生產(chǎn)的關(guān)鍵因素。

沒(méi)有形成液渣層，或者液渣層厚度不足，將直接導(dǎo)致坯殼和結(jié)晶器銅板間潤(rùn)滑出現(xiàn)問(wèn)題，粘結(jié)漏鋼風(fēng)險(xiǎn)極大。燒結(jié)層厚度不足，對(duì)于消耗掉的液渣層進(jìn)行補(bǔ)充的能力下降，液渣潤(rùn)滑和吸附夾雜的能力下降，同樣對(duì)連鑄生產(chǎn)帶來(lái)不利影響。顆粒層厚度不足，保護(hù)渣絕熱和防止二次氧化的能力下降，板坯內(nèi)、外部質(zhì)量隨之下降。

為此，需要在連鑄生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)結(jié)晶器內(nèi)保護(hù)渣的三層結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)，以提高在線控制水平，降低生產(chǎn)過(guò)程中粘結(jié)漏鋼、板坯表面質(zhì)量下降等風(fēng)險(xiǎn)。

在此背景下，如何在連鑄過(guò)程中定性了解保護(hù)渣在結(jié)晶器中的熔融狀態(tài)，是研究連鑄工藝過(guò)程不可缺少的一環(huán)，更是連鑄操作過(guò)程中根據(jù)保護(hù)渣狀態(tài)做出及時(shí)參數(shù)調(diào)整的關(guān)鍵技術(shù)。

申請(qǐng)?zhí)枮椤癈N200610028520.9”的中國(guó)專利提出一種連鑄結(jié)晶器內(nèi)保護(hù)渣厚度測(cè)量方法，該方法利用保護(hù)渣三層結(jié)構(gòu)具有不同溫度范圍的原理，以三種不同熔點(diǎn)的金屬絲插入結(jié)晶器，然后測(cè)量不同金屬絲熔化高度差的方法，獲得保護(hù)渣三層結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)。

然而，在實(shí)施過(guò)程中，上述方法存在下述問(wèn)題：

1.無(wú)法實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)。操作工手握探測(cè)裝置插入結(jié)晶器的模式使得每一次的操作都無(wú)法保證以同樣角度和深度插入，導(dǎo)致熔化的金屬絲的高度差無(wú)法真實(shí)反應(yīng)實(shí)際的渣層厚度。

2.測(cè)量精度差。測(cè)量金屬絲長(zhǎng)度差由操作工通過(guò)普通直尺目視完成，讀數(shù)過(guò)程受到人為影響較大，無(wú)法保證精確的反應(yīng)金屬絲帶長(zhǎng)度差來(lái)的真實(shí)情況，實(shí)際測(cè)量誤差在1~2mm，其原因?yàn)椋河捎诮饘俳z插入結(jié)晶器后表面粘附有各類雜質(zhì)(凝固冷鋼、保護(hù)渣、冷鋼混合物、凝固液渣)，凝固后雜質(zhì)很難從銅絲頭部完全清除干凈，人工測(cè)量以目視觀察直尺刻度方式進(jìn)行，直尺最小刻度1mm，目視誤差也在1`2mm之間。

3.持續(xù)測(cè)量能力不足。操作工在測(cè)量渣層厚度時(shí)需要俯臥在結(jié)晶器蓋板上，頭部和握有測(cè)量裝置的手非常靠近高溫鋼液(1500℃左右)，操作環(huán)境惡劣且不安全，操作工無(wú)法在澆注過(guò)程中進(jìn)行連續(xù)測(cè)量。

由于上述問(wèn)題的存在，上述測(cè)量方法雖然簡(jiǎn)單，但存在操作過(guò)程無(wú)法標(biāo)準(zhǔn)化以及一般測(cè)量誤差在±2mm，即測(cè)量精度較差得問(wèn)題，而渣層厚度是毫米級(jí)的，少許的讀取誤差也是不能接受的。

申請(qǐng)?zhí)枮椤?3150612.7”的中國(guó)專利提出了一種通過(guò)氧位傳感器穿刺保護(hù)渣層，然后根據(jù)液態(tài)保護(hù)渣中氧位的變化來(lái)計(jì)算熔渣層層厚度的方法。該方法雖然避免了手工測(cè)量造成的精度誤差，且可實(shí)現(xiàn)連續(xù)測(cè)量的目的，但仍存在如下問(wèn)題：

1.只能測(cè)量結(jié)晶器內(nèi)保護(hù)渣三層結(jié)構(gòu)中的熔渣層厚度。由于保護(hù)渣的三層結(jié)構(gòu)的變化對(duì)于連鑄過(guò)程的穩(wěn)定都有很大影響，因此，僅測(cè)量熔渣層的情況并不能真實(shí)反應(yīng)保護(hù)渣在結(jié)晶器內(nèi)的工作狀態(tài)。