一种在线测量板坯结晶器电磁感应强度的辅助装置及方法与流程

本发明涉及炼钢连铸技术领域，尤其涉及一种在线测量板坯结晶器电磁感应强度的辅助装置及方法。

背景技术：

电磁搅拌技术(ems)在控制和改善固-液界面前沿钢液流动、扩大等轴晶区、细化晶粒、提高铸坯表面和内部质量等方面都发挥着不可替代的作用。为了获得最佳的搅拌效果，需要确定工作状态下的电磁搅拌各项输出的准确数值以及电磁力的大小、方向，从而优化工艺参数以适用于不同的钢种，获得最佳质量的铸坯。而针对电磁搅拌设备各项参数以及电磁力的检测方面，国内外很少有文献提及，一般都是在维修期间用高斯计测量空载下电磁搅拌的磁感应强度。

高斯计是测量磁力物体磁通量的常用工具，可用于测量直流交流磁场，是一种相对比较精密的测量仪器，一般由操作人员手持探头轻轻触碰被测磁体的表面或所测的空间磁场位置，然后进行读数。一般情况下，手持探头只能读出在某一位置的磁感应强度的示数，如果需要测量距离某一表面固定高度或固定角度的多个磁感应强度，则通过手持的方法会难以实现。这是因为探头部分的霍尔片对磁场敏感度高，当探头与被测点的距离及角度不一时，测量结果会产生很大的偏差；对于分布多个磁极的磁场，各个位置的磁场强度均不相同，其测量的结果误差相对较大；另外，用高斯计检测时因人而异，往往一块磁体一人有时测量几个结果，多人测量就有多个结果，测量精度的不准确给测量工作带来了很大的麻烦。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，提供一种在线测量板坯结晶器电磁感应强度的辅助装置及方法，能够真实、准确的测量电磁搅拌器内磁场各点的磁感应强度及固定区域内的磁通分布，有利于优化电磁搅拌的工艺参数和改善电磁搅拌的效果，能够及时、有效的判断和处理因电磁搅拌器产生的异常和故障，缩短维修周期，降低生产成本。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种在线测量板坯结晶器电磁感应强度的辅助装置，包括固定梁、移动梁、竖杆、滑套、探头托架与高斯计；所述固定梁与移动梁在水平面相互垂直，移动梁与固定梁滑动连接，移动梁沿固定梁滑动，竖杆与移动梁在垂直面相互垂直，竖杆与移动梁滑动连接，竖杆沿移动梁滑动，滑套与竖杆滑动连接，滑套沿竖杆滑动；探头托架固定在滑套上，高斯计的探头放在探头托架上。

所述固定梁截面为长方形，表面光滑并设有刻度线，两端设有向下的挡板。

所述移动梁截面为长方形，表面光滑并设有刻度线，两端设有向下的挡板；移动梁中间设有方形滑套，方形滑套套在固定梁上，沿固定梁滑动。

所述竖杆截面为圆形，表面光滑且有刻度线，竖杆顶部设有滑块，滑块沿移动梁移动。

所述滑套为圆形滑套，滑套套在竖杆上，沿竖杆滑动，通过固定销固定。

所述探头托架一端为圆管另一端固定在滑套上。

所述固定梁、移动梁、竖杆、探头托架、方形滑套、滑套、固定销、滑块均采用不导磁材料制作。

一种在线测量板坯结晶器电磁感应强度的方法，具体包括如下步骤：

1)将固定梁的两端摆放在两个板坯结晶器窄边之上，固定梁设定为x轴，移动梁的两端搭在两个板坯结晶器宽边之上，移动梁设定为y轴，竖杆设定为z轴；

2)将高斯计的探头放入探头托架后，调节移动梁、竖杆及滑套的位置，电磁搅拌器内磁场中某点的位置设为(x，y，z)，方形滑套在固定梁上固定位置后对应的刻度即为x轴相对坐标值，滑块在移动梁上固定位置后对应的刻度即为y轴相对坐标值，圆形滑套在竖杆上固定位置后对应的刻度即为z轴相对坐标值；

3)使探头的顶端深入电磁搅拌器内部磁场的某待测点，锁紧滑套上的定位销后，打开高斯计测量该点的磁感应强度，记录位置后松开定位销，通过移动各滑套重新定位，逐点测量电磁搅拌器内磁场各点的磁感应强度。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)本发明能够真实、准确反映电磁搅拌器内磁场空间各个点的磁感应强度。

2)本发明能够真实、准确反映电磁搅拌器内磁场空间固定区域的磁通分布。

3)本发明能够有目的不重复的逐点检测，提高了探头的使用寿命。

4)本发明结构简单，操作性强，维护方便。

5)本发明能够在线测量板坯结晶器电磁感应强度，节省了维修、调试的时间，降低了生产成本。

附图说明

图1为本发明立体结构示意图。

图2为本发明工作状态示意图。

图中：1-固定梁、2-方形滑套、3-移动梁、4-滑块、5-竖杆、6-圆形滑套、7-探头托架、8-固定销、9-探头、10-高斯计、11-板坯结晶器窄边、12-板坯结晶器宽边、13-电磁搅拌器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

如图1所示，一种在线测量板坯结晶器电磁感应强度的辅助装置，包括固定梁1、移动梁3、竖杆5、圆形滑套6、探头托架7与高斯计10。

固定梁1截面为长方形，表面光滑并设有刻度线，两端设有向下的挡板。固定梁1与移动梁3在同一个水平面内，且相互垂直，移动梁3截面为长方形，表面光滑并设有刻度线，两端设有向下的挡板；移动梁3中间设有方形滑套2，方形滑套2套在固定梁1上，可沿固定梁1滑动。

竖杆5与移动梁3在同一垂直面内，且相互垂直，竖杆5截面为圆形，表面光滑且有刻度线，竖杆5顶部设有滑块4，滑块4沿移动梁3滑动。

圆形滑套6套在竖杆5上，沿竖杆5移动，固定销8安装在圆形滑套6上，圆形滑套6沿竖杆5滑动后，通过固定销8固定在竖杆5上。

探头托架7一端为圆管另一端固定在圆形滑套6上。高斯计10的探头9放在探头托架7的圆管内。

固定梁1、移动梁3、竖杆5、探头托架7、方形滑套2、圆形滑套6、固定销8、滑块4均采用不导磁材料制作。

如图1、图2所示，应用本发明在线测量板坯结晶器电磁搅拌器内磁感应强度，某板坯结晶器宽边长度为1800mm，窄边长度为220mm，电磁搅拌器高度为600mm。本发明固定梁1长度为1850mm，移动梁3长度为270mm，竖杆5长度为750mm。

利用上述装置在线测量板坯结晶器电磁搅拌器内磁感应强度的方法是：将高斯计10的探头9放入探头托架7后，将移动梁1的两端放在两板坯结晶器窄边11中心位置，移动方形滑块2将移动梁3的两端放在两板坯结晶器宽边12中心位置，再移动滑块4使探头9顶端与结晶器表面中心点重合，然后调节探头托架7，使探头9顶端接触电磁搅拌器上表面，锁紧滑套上的固定销8，此时探头9顶端位置即为坐标原点。

固定梁1设定为x轴，移动梁设定为y轴，竖杆设定为z轴，电磁搅拌器内磁场中某点的位置设为(x，y，z)，方形滑套2在固定梁1上固定位置后对应的刻度即为x轴相对坐标值，滑块4在移动梁3上固定位置后对应的刻度即为y轴相对坐标值，圆形滑套6在竖杆5上固定位置后对应的刻度即为z轴相对坐标值。

固定梁1上滑套中心点对应刻度标为x＝0，移动梁3上滑快中心点对应刻度标为y＝0，竖杆9上滑套中心点对应刻度标为z＝0。通过调节移动梁2、滑块4和竖杆5上相应滑套6的位置，使探头9的顶端深入电磁搅拌器13内部，依次测量各点的磁感应强度。

应用本发明在线测量板坯结晶器电磁搅拌器13内磁场各位置的磁感应强度，使得磁场内每一点都对应一个磁感应强度，其逐点测量的结果能够真实反映该区域的磁通分布，为优化板坯结晶器电磁搅拌的工艺参数提供了详实的数据，为提高结晶器电磁搅拌的效果起到了巨大的帮助。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。