[發明專利]一種連鑄鋼坯坯殼厚度電渦流檢測方法

有效

• 申請號: 201610577344.8
• 申請日: 2016-07-19
• 公開（公告）號: CN106289037B
• 公開（公告）日: 2018-09-07
• 發明（設計）人: 王志春;張樓成;肖俊生;劉志偉
• 申請（專利權）人: 內蒙古科技大學
• 主分類號: G01B7/06
• 分類號: G01B7/06
• 代理公司: 北京律遠專利代理事務所(普通合伙) 11574
• 代理人: 全成哲

1.一種連鑄鋼坯坯殼厚度電渦流檢測方法，其特征在于，所述方法為：在連鑄結晶器出口處的鑄坯表面放置電渦流傳感器，傳感器為互感差動式，電渦流傳感器通過數字頻率合成器進行混頻激發，激發的三個不同的頻率信號通過加法器進行混頻，測量信號經過信號調理電路的放大、濾波，在三個相關器中分別與三個不同頻率的參考信號進行互相關運算，將信號分離并進行渦流阻抗信號的幅相分離，分離出來的信號經采集和轉換，傳輸到計算機進行數據的處理，計算機處理的數據過程如下：當標定時，首先通過利用有限元仿真軟件預先建立的溫度場及電磁場耦合測量模型進行仿真模擬標定，獲得測量數據與層厚度關系曲線，再用變厚度的熱鋼板代替凝固層，另一種熱鋼板代替固液層，鋼液為液態層，所測得的數據通過最小二乘算法，完成對凝固層厚度及固液層測量數據的擬合的修正，獲得測量反演數學模型，測量時，測量數據帶入測量反演數學模型即可得到連鑄鋼坯坯殼的厚度。

2.如權利要求1所述的連鑄鋼坯坯殼厚度電渦流檢測方法，其特征在于，所述方法中電渦流傳感器的放置在距離連鑄結晶器出口處的鑄坯表面2mm位置。

3.如權利要求1所述的連鑄鋼坯坯殼厚度電渦流檢測方法，其特征在于，所述方法中數字頻率合成器為AD9959數字頻率合成器。

4.如權利要求1所述的連鑄鋼坯坯殼厚度電渦流檢測方法，其特征在于，所述方法中在電渦流傳感器的電渦流線圈的參數設置為，激勵為700HZ至12KHZ，內半徑為12mm，外半徑為17mm至19mm，高度為4mm，原副邊匝數為60匝。

5.如權利要求1所述的連鑄鋼坯坯殼厚度電渦流檢測方法，其特征在于，所述方法中測量模型的建立方法為通過有限元仿真軟件ANSYS對結晶器出口處的鑄坯進行溫度場根據公式一及邊界條件進行模擬計算，計算可以得出鑄坯內部溫度梯度分布云圖，結合鋼種的化學成分和固液相線溫度的計算公式二，可以得出鋼種的固相線溫度值和液相線溫度值，計算時鑄坯參數為：

結晶器壁厚：20mm，有效長度：1000mm，拉坯速度：2—5.5m/min，澆注溫度：1547℃，鑄坯厚度：50mm，

式中λ—材料的熱傳導系數，單位：w/m.℃,C—比熱單位：J/Kg.℃,ρ—密度單位：Kg/m³,τ—鑄坯凝固時間單位：s,L_f-鋼水凝固潛熱單位：J/kg，

T_l＝T_f-∑ΔT·i％ 公式二

式中：T_l為固液相線溫度、T_f為鋼種熔點、ΔT為鐵中沒加入1％元素i使熔點降低值，

根據仿真計算，確定所需的測量范圍，選擇被測對象為薄板鑄坯，鑄坯厚度范圍為20-100毫米，坯殼厚度范圍為5-20毫米范圍，根據金屬的電磁特性隨溫度變化，連鑄結晶器下方出口處坯表面溫度高于居里溫度，而當鋼熔化為液態時，電阻率發生躍變的特性，將鋼坯按照電阻率與材料溫度的對應，將連鑄結晶器出口處的鑄坯進行分層。

6.如權利要求5所述的連鑄鋼坯坯殼厚度電渦流檢測方法，其特征在于，所述方法中對測量模型進行仿真標定的過程具體包括：

步驟一：在MATLAB中采用相位旋轉相減算法對對應三個頻率的三組不同的阻抗值進行數據處理，

步驟二：改變拉坯速度，凝固坯殼的厚度隨之改變，其余兩層的厚度隨之也變，重復步驟一，得到多頻測多層板的標定曲線。

7.如權利要求6所述的連鑄鋼坯坯殼厚度電渦流檢測方法，其特征在于，所述方法中用已知厚度熱鋼板和鋼液組成坯殼厚度測量替代被測對象，只改變鋼板的厚度，鋼液的厚度保持不變,對測量模型進行修正。