专利名称：一种结晶器内钢液流动状态的检测装置及方法
技术领域：
本发 明涉及冶金过程中的检测领域，具体地，本发明涉及一种结晶器内钢液流 动状态的检测装置及方法，所述检测装置及方法用于对结晶器内钢液的流动速度与流动 方向进行检测。
背景技术：
在板坯连铸生产过程中，结晶器内钢水的表面流动速度与流动方向是直接决定 铸坯表面质量的关键指标。作为汽车板等的上游材料，板坯良好的表面质量是决定冷轧 汽车板是否合格的关键。为此，当前国内外钢铁冶金企业的诸多板坯连铸机纷纷采用了 合理选择浸入式水口倾角、增加结晶器电磁搅拌以及合理调控通氩等措施来调节结晶器 内钢液的流速与流向，确保结晶器表面的弯液面附近区域的流动状态符合工艺要求，进 而达到合理的弯液面初凝速度。由此，在显著降低液面卷渣以及钢液内部夹杂的同时， 能很好的促进初凝坯壳的生长，降低漏钢事故的发生。根据以往的检测方法，均采用两点电涡流检测来获得结晶器钢液流速的技术， 即通过在结晶器液面的某一区域，针对液面不同区域的钢液流动对涡流探头的检测信号 的影响来获得对钢液流动速度的一种检测方式。其具体操作有1.采用单个涡流探头进行热流检测来获得对钢液流动速度的检测，通过将该钢 液流速与最佳流速进行对比后，调节结晶器水口倾角、氩气以及电磁搅拌的介入频率等 工艺参数，由此来达到流速最佳的目的。然而，所述方式因为转化过程过于复杂，且中间的影响因素过多，例如保护渣 厚度变化较大、液面高度不稳定等，容易造成涡流探测器检测不准，难以准确获得流速 的水平，尤其是对流动的方向检测十分困难。2.针对一些常温流体(包括化学流体)的检测，采用螺旋桨、电磁棒等进行流 速、流向检测，准确度较高，但是在高达1500°C以上且内部存有强磁场的钢液流速检测 方面，还是一片空白。综上所述，现在生产现场急需一种简易、且能随时对检测结晶器内四周弯液面 区域钢液的流动速度及方向等金属流动状态进行检测的检测装置。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种结晶器内钢液流动状态的检测装置及方 法，所述结晶器内钢液流动状态的检测装置及方法系一种能对结晶器钢液的流速、流向 进行在线检测的简易装置，通过人工移动检测装置沿着结晶器的内外弧长边进行多点测 量，达到检测某一宽面沿着水平方向的钢液流动状态的目的。本发明的结晶器内钢液流动状态的检测装置具体结构如下所述一种结晶器内钢液流动状态的检测装置，所述结晶器内钢液流动状态的检测装 置包括浸入结晶器的熔融钢液20中的漏斗7，固定连接所述漏斗7的一尾翼8，固定连接漏斗7上方的指示棒6，所述指示棒6可转动轴支于指示盘5，指示盘5可相对托盘4作平面转动，可转动轴支于指示盘5的指示棒6上端连接一拉杆2，拉杆2上粘贴有应力 应变片15，拉杆2上应力应变片15连接信号传输线16至信号采集器。根据本发明的结晶器内钢液流动状态的检测装置，其特征在于，所述指示棒6 藉由转动轴承17驱动连接方块13。根据本发明的结晶器内钢液流动状态的检测装置，其特征在于，所述连接方块 13与转动指示盘5之间为紧密的方块连接。根据本发明的结晶器内钢液流动状态的检测装置，其特征在于，所述指示棒6 上端设置一配重球1。根据本发明的结晶器内钢液流动状态的检测装置，其特征在于，所述拉杆2通 过支撑臂3通过支撑横梁14连接支撑架12。根据本发明的结晶器内钢液流动状态的检测装置，其特征在于，所述支撑架12 底座水平，通过导向棒10的旋转高度调节螺母11和滑套9进行高度调节。根据本发明的结晶器内钢液流动状态的检测装置，支撑横梁14、应变片15、信 号传输线16以及转动轴承17在拉杆2受拉时，应力应变片15的电阻值立刻发生变化， 其变化量与钢液20流经漏斗7的流动速度呈现典型的函数关系。此时，应力应变片15的变化规律在通电的情况下被信号采集器实时采集(参见 图4)，而后可将检测的数据直接输入(或无线实时传输)至分析计算机，即可获得此时钢 液20的流动阻力值，从而推算获得钢液20的流动速度。本发明的结晶器内钢液流动状态的检测方法如下所述一种结晶器内钢液流动状态的检测方法，所述方法包括下述步骤(1)使用权利要求1所述结晶器内钢液流动状态的检测装置，将漏斗7与尾翼8 浸入结晶器的熔融钢液20中；(2)处于稳定流动状态下的钢液20驱动尾翼8，从而带动转动指示盘5相对托盘 4发生一定角度的转动；(3)保持稳定后，转动指示盘5所指示的相对角度值即为当前检测点的钢液20流 动方向；(4)钢液20在流经漏斗7时，其流动阻力值通过指示棒6的传递作用拉动拉杆 2，在拉杆2受拉下，粘贴于拉杆2上的应力应变片15的电阻值发生变化，其变化量与钢 液20流经漏斗7的流动速度呈现函数关系；
权利要求
1.一种结晶器内钢液流动状态的检测装置，所述结晶器内钢液流动状态的检测装置 包括浸入结晶器的熔融钢液(20)中的漏斗(7)，固定连接所述漏斗(7)的一尾翼(8)，固 定连接漏斗(7)上方的指示棒(6)，所述指示棒(6)通过转动轴承(17)可转动轴支于指示 盘(5)，指示盘(5)可相对托盘(4)作平面转动，可转动轴支于指示盘(5)的指示棒(6) 上端连接一拉杆(2)，拉杆(2)上粘贴有应力应变片(15)，拉杆(2)上的应力应变片(15) 连接信号传输线(16)至信号采集器。
2.如权利要求1所述的结晶器内钢液流动状态的检测装置，其特征在于，所述指示棒 (6)藉由转动轴承(17)驱动连接方块(13)。
3.如权利要求1所述的结晶器内钢液流动状态的检测装置，其特征在于，所述连接方 块(13)与转动指示盘(5)之间为紧密的方块连接。
4.如权利要求1所述的结晶器内钢液流动状态的检测装置，其特征在于，所述指示棒 (6)上端设置一配重球(1)。
5.如权利要求1所述的结晶器内钢液流动状态的检测装置，其特征在于，所述拉杆 (2)通过支撑臂(3)通过支撑横梁(14)连接支撑架(12)。
6.如权利要求1所述的结晶器内钢液流动状态的检测装置，其特征在于，所述支撑架 (12)底座水平，通过导向棒(10)的旋转高度调节螺母(11)和滑套(9)进行高度调节。
7.如权利要求1所述的结晶器内钢液流动状态的检测装置，支撑横梁(14)、应变片 (15)、信号传输线(16)以及转动轴承(17)在拉杆⑵受拉时，应力应变片(15)的电阻 值立刻发生变化。
8.—种结晶器内钢液流动状态的检测方法，一种结晶器内钢液流动状态的检测方 法，所述方法包括下述步骤(1)使用权利要求1所述结晶器内钢液流动状态的检测装置，将漏斗(7)与尾翼(8) 浸入结晶器的熔融钢液(20)中；(2)处于稳定流动状态下的钢液(20)驱动尾翼(8)，从而带动转动指示盘(5)相对托 盘(4)发生一定角度的转动；(3)保持稳定后，转动指示盘(5)所指示的相对角度值即为当前检测点的钢液(20)流 动方向；(4)钢液(20)在流经漏斗(7)时，其流动阻力值通过指示棒(6)的传递作用拉动拉杆 (2)，在拉杆(2)受拉下，粘贴于拉杆(2)上的应力应变片(15)的电阻值发生变化，其变 化量与钢液(20)流经漏斗(7)的流动速度呈现函数关系；
9.如权利要求8所述的结晶器内钢液流动状态的检测方法，其特征在于，所述E，即 拉杆⑵材料的弹性模量取2.0-2.1 X IO11Pat全文摘要
一种结晶器内钢液流动状态的检测装置及方法，所述装置包括浸入结晶器的熔融钢液(20)中的漏斗(7)，固定连接所述漏斗(7)的一尾翼(8)，固定连接漏斗(7)上方的指示棒(6)，所述指示棒(6)通过转动轴承(17)可转动轴支于指示盘(5)，指示盘(5)可相对托盘(4)作平面转动，可转动轴支于指示盘(5)的指示棒(6)上端连接一拉杆(2)，拉杆(2)上粘贴有应力应变片(15)，拉杆(2)上的应力应变片(15)连接信号传输线(16)至信号采集器。本发明的检测装置及方法，能很好的检测钢液的流动速度与流动方向，提供浇钢工艺参数调整的证据，进而达到提高铸坯表面质量、降低浇钢漏钢事故的目的。本发明的检测装置和方法在连铸生产领域具有广阔的应用前景。
文档编号B22D2/00GK102019377SQ200910196019
公开日2011年4月20日 申请日期2009年9月21日 优先权日2009年9月21日
发明者杨建华, 段明南 申请人:宝山钢铁股份有限公司