专利名称：一种连铸坯壳厚度测量方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明属于炼钢连铸技术领域，尤其涉及一种测量连铸坯壳厚度的方法及其装 置，用于测量不同工艺条件下铸坯在某一特定位置的凝固状态。
背景技术：
坯壳厚度是连铸工艺过程的重要参数，由于坯壳厚度从表面无法进行测量，因此 目前通用的方法是采用射钉法。即在连铸机生产过程中，利用射钉枪将一定长度的钢钉射 入正在凝固的铸坯内部，待铸坯完全凝固拉出连铸机后，将射钉位置的铸坯切下，剖开钉子 所在位置的断面，观察钉子形貌，断定射钉当时铸坯内部凝固的情况。由于铸机结构和拉坯速度的不同，尤其是对于带有弧形的连铸机来说，只采取一 次射钉，并不能描述铸坯坯壳的连续变化规律；若采取多次射钉的方式，则由于铸坯处于运 动状态，无法将多次射入的射钉准确地固定在同一个位置。而射钉枪又不能随铸坯移动，因 此如何有效地设计射钉的方法和装置对于铸坯厚度变化规律的测定是非常重要的。
发明内容
本发明的目的就是针对上述缺陷，提供一种简单易行，安全可靠，能准确地将多个 射钉射入铸坯同一位置，从而实现精确测量坯壳厚度和反应铸坯内部瞬时凝固情况的方法 及装置。为此，本发明所采取的技术方案是一种连铸坯壳厚度测量方法，利用连续布置的至少两个射钉枪，通过准确计算和 控制每一次开枪时刻，使射出的射钉集中于设定位置，实现剖析后对铸坯各时刻坯壳厚度 的精确测量。其具体方法为1、射钉点确定，射钉位置选择在距铸坯侧边1/8 1/4宽度之间。2、第一枪时机确定，以火焰切割机的位置作为射钉时机的确定基准，发射第一枪 的时机是使射钉点距火焰切割起点的距离稍长于铸坯的倍尺长度，使射钉位于铸坯切割位 置后较小的范围内。以火焰切割机从零位走行距离L时为第一枪开枪时刻，则L的计算方 法是L = B-(N-i)H-L0式中B为铸坯倍尺、m，N为扇形段总数，i为第一支枪所在位置的扇形段数，H为 扇形段长度、m，L0为铸机最后一段出口与火焰切割机走行起始点间距离、m。3、位置标记，第一个射钉射出后，迅即在铸坯上射钉射入位置扔下氧化铁皮作为 标记物。4、第二枪后时机确定，自第二枪起发射时机采用计时法确定；各枪次发射时间间
隔为ΔT =H/V ，ν为连铸机拉坯速度。
5、待铸坯完全凝固拉出连铸机后，将射钉位置的铸坯切下，剖开钉子所在位置的断面，测量连铸坯壳厚度，检定各射钉时刻铸坯内部凝固状态。本发明连铸坯壳厚度测量装置，是沿连铸坯拉坯方向至少设有两个射钉枪，各个 射钉枪通过专用支座依次固定在相邻两个扇形段之间。所述的专用支座由支座本体、底脚螺栓及调节垫片组组成，在方形支座本体中心 设有枪孔，围绕枪孔均布有螺栓孔，方形支座本体四角分别安设有底脚螺栓，底脚螺栓下端 各连接一可调整射钉枪角度的调节垫片组。本发明的有益效果为由于本发明根据计算结果确定射钉时间，使多次射出的射钉能准确固定在同一个 位置，并可根据需要调整射钉角度，实现了在倾斜的扇形段上控制射钉角度，达到理想测定 效果。因此实施本发明，可对实际铸坯的凝固坯壳厚度进行跟踪测量，测量精度高，操作简 便，测量结果可为连铸工艺人员分析生产及质量问题提供充分依据。其装置结构简单，便于 制作安装，测量方法设计合理，分析结果准确无误。尤其适用于弧形连铸机的坯壳厚度检 测。
图1为本发明射钉枪布置图。图2为本发明射钉枪立体结构示意图。图中扇形段1、射钉枪2、紧固螺钉3、底脚螺栓4、调节垫片组5、支座本体6。
具体实施例方式下面结合附图和实施例，对本发明作进一步说明。实施例使用条件为在一台扇形段数量N = 15的连铸机上，扇形段长度为 1850mm，该连铸机的火焰切割机走行起始点距离铸机出口 Ltl = 2m，铸坯倍尺B为20m。由图1可见，本发明连铸坯壳厚度测量装置，是由3个沿连铸坯拉坯方向设置的射 钉枪2构成，3个射钉枪2是通过专用支座依次并行固定在相邻两个扇形段1之间。图2显 示，专用支座是由支座本体6、底脚螺栓4及调节垫片组5所组成。支座本体6的整体形状 为一正方形的平板，在支座本体6的中心位置设有一枪孔，以便将射钉探出支座本体6。围 绕枪孔附近均布有4个螺栓孔，通过紧固螺钉3将射钉枪2固定在专用支座内。在方形支 座本体6的四个角部分别设有螺栓孔，4个螺栓孔内均活动连接一根底脚螺栓4，底脚螺栓 4的下端则分别连接一组调节垫片组5，调节垫片组5可根据需要在10° 35°范围内调 整专用支座即射钉枪2的倾斜角度。根据连铸机及扇形段1的结构特点，本发明采用三枪式布置，将第一支枪布置在 第6、7扇形段1段之间，即i = 6，且将第一支枪专用支座调整为与垂直方向夹角30° ；第 二、三支枪依次布置在第7、8和第8、9扇形段1之间，第二支枪支座调整为与垂直方向夹角 12°，第三支枪垂直布置。根据测量需要，本发明将射钉点选择在距铸坯侧边1/5位置，即距铸坯侧边 为-mm ο第一枪发射时机以火焰切割机的位置作为射钉时机的确定基准，发射第一枪的时 机是使射钉点距火焰切割起点的距离稍长于铸坯的倍尺长度，使射钉位于铸坯切割位置后较小的范围内，以减少铸坯取样造成的浪费。根据计算公式L = B-(N-i)H-L0由现场实际数据可得到，式中所有符号均为已知条件，即Ltl = 2m，B为20m，N为 15，i为6，H = 1. 85m，则火焰切割机走行的长度L = 20-(15-6) XI. 85-2 = 1. 35m。即当 火焰切割机从零位走行1. 35m时，击发第一枪，发射第一根射钉。第一个射钉射出后，迅速在射入位置扔下氧化铁皮作好标记。第二支枪击发时刻，此时连铸机拉坯速度为1. lm/min,由各枪次时间间隔计算公
式Δγ = !，得第二支枪击发时刻为第一支枪后1.85/1. 1X60 = 101s。 ν第三支枪击发时刻为第二支枪后1. 85/1. 1X60 = 101s。铸坯拉出连铸机后，将射钉位置的铸坯切下，取样切割长度为300mm，剖开钉子所 在位置的断面并经刨磨后，钉子形貌清晰，即可准确测量连铸坯壳厚度和检定分析各射钉 时刻铸坯内部凝固情况。
权利要求
一种连铸坯壳厚度测量方法，其特征在于，利用连续布置的至少两个射钉枪，通过准确计算和控制每一次开枪时刻，使射出的射钉集中于设定位置，实现剖析后对铸坯各时刻坯壳厚度的精确测量；其具体方法为(1)、射钉点确定，射钉位置选择在距铸坯侧边1/8～1/4宽度之间；(2)、第一枪时机确定，以火焰切割机的位置作为射钉时机的确定基准，发射第一枪的时机是使射钉点距火焰切割起点的距离稍长于铸坯的倍尺长度，使射钉位于铸坯切割位置后较小的范围内；以火焰切割机从零位走行距离L时为第一枪开枪时刻，则L的计算方法是L＝B (N i)H L0式中B为铸坯倍尺、m，N为扇形段总数，i为第一支枪所在位置的扇形段数，H为扇形段长度、m，L0为铸机最后一段出口与火焰切割机走行起始点间距离、m；(3)、位置标记，第一个射钉射出后，迅即在铸坯上射钉射入位置扔下氧化铁皮作为标记物；(4)、第二枪后时机确定，自第二枪起发射时机采用计时法确定；各枪次发射时间间隔为v为连铸机拉坯速度、m/s；(5)、待铸坯完全凝固拉出连铸机后，将射钉位置的铸坯切下，剖开钉子所在位置的断面，测量连铸坯壳厚度，检定各射钉时刻铸坯内部凝固状态。F2009100133568C0000011.tif
2.一种连铸坯壳厚度测量装置，包括射钉枪，其特征在于，沿连铸坯拉坯方向至少设有 两个射钉枪，各个射钉枪通过专用支座依次固定在相邻两个扇形段之间。
3.根据权利要求2所述的连铸坯壳厚度测量装置，其特征在于，所述的专用支座由支 座本体、底脚螺栓及调节垫片组组成，在方形支座本体中心设有枪孔，围绕枪孔均布有螺栓 孔，方形支座本体四角分别安设有底脚螺栓，底脚螺栓下端各连接一可调整射钉枪角度的 调节垫片组。
全文摘要
本发明涉及一种连铸坯壳厚度测量方法及其装置，利用连续布置的至少两个射钉枪，通过准确计算和控制每一次开枪时刻，使射出的射钉集中于设定位置，实现剖析后对铸坯各时刻坯壳厚度的精确测量。本发明测量精度高，操作简便，可对实际铸坯的凝固坯壳厚度进行跟踪测量，测量结果可为连铸工艺人员分析生产及质量问题提供充分依据。其装置结构简单，便于制作安装，测量方法设计合理，分析结果准确无误。尤其适用于弧形连铸机的坯壳厚度检测。
文档编号B22D11/16GK101992281SQ20091001335
公开日2011年3月30日 申请日期2009年8月25日 优先权日2009年8月25日
发明者安连旗, 张相春, 田勇, 贾洪明 申请人:鞍钢股份有限公司