一种检测结晶器保护渣状况的方法
【专利摘要】本发明涉及一种检测结晶器保护渣状况的方法，它包括下述的步骤：Ⅰ将检测工具靠近结晶器的窄面位置，检测工具是固定着五根铁丝的长条木板；Ⅱ将检测工具平放在结晶器内；Ⅲ浸入式水口插入深度为140±1mm时：检测工具停留7～8s；测量得到的每根铁丝位置处保护渣的液渣层厚度与总渣层的厚度；Ⅳ当浸入式水口插入深度为150±1mm：停留11～13s，测量得到的每根铁丝位置处保护渣的液渣层厚度与总渣层的厚度；Ⅴ当浸入式水口插入深度为160±1mm：停留14～16s，测量得到的每根铁丝位置处保护渣的液渣层厚度与总渣层的厚度。本检测结晶器保护渣状况的方法可显示结晶器表面钢液流场及保护渣熔化情况。
【专利说明】一种检测结晶器保护渣状况的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种检测结晶器保护渣状况的方法。
【背景技术】
[0002]连铸设备中，结晶器被称之为连铸机的心脏，承接着将高温钢水凝固成型为固态铸坯的纽带作用，同时直接决定了连铸坯表面质量的好坏。
[0003]根据传统理论，将结晶器中的钢液流场由上到下依次划分为弯月面区、紧密接触区、气隙区三部分，而在水平方向由外到内依次划分为初生坯壳区、糊状区和液芯区三部分。弯月面区初生坯壳的稳定形成直接影响了连铸坯的表面质量，表面钢流流场及化渣效果的好坏对铸坯表面质量(如结疤、凹陷、夹渣等)产生着重要影响。因此，需要加强对结晶器流场的研究，进一步改善铸坯表面质量。目前，国内冶金连铸板坯生产过程，通常采用双侧孔水口。由双侧孔水口流出钢液在结晶器中分别形成了上回流和下回流两个流场区域。上回流区直接影响了表面钢液流速、保护渣熔化效果、夹杂物上浮去除的程度。如果上回流区过小，则造成保护渣化渣效果不好，对结晶器内坯壳润滑效果差，容易导致铸坯产生结疤、凹陷等表面缺陷；反之，如果上回流区过大，会造成结晶器表面钢液-保护渣界面紊乱，致使铸坯形成夹渣、裹渣等表面缺陷。
[0004]现有的检测结晶器内保护渣状况的方法是单点测量法，通过使用一根铁丝插入到保护渣和钢液中，观察铁丝熔损情况来测量液渣层、烧结层和粉渣层厚度，而对于检测结晶器表面钢液流场的方法尚无任何研究。
【发明内容】
[0005]为了克现有检测结晶器保护渣状况的方法的上述不足，提供一种用简单工具显示结晶器表面钢液流场及保护渣熔化情况的检测结晶器保护渣状况的方法。
[0006]为解决这些问题，设计了多点检测结晶器表面钢液流场和保护渣状况的自制工具，通过检测结果，为制订合适的工艺参数确保合适的上回流区，进而生产出表面质量优良的成品铸坯提供可靠的理论依据。
[0007]本发明通过检测量工具，可以一次性同时测量结晶器内沿宽度方向不同位置处液渣层厚度，结合不同工艺参数条件下、各个位置处的测量结果，综合对比分析，可以为优化连铸工艺参数起到重要的指导作用。
[0008]本发明的技术构思是鉴于以下几方面考虑的:
(I)细铁丝的熔点介于保护渣和熔融钢水之间。其中，保护渣的熔点为1300?1350°C;钢水熔点为1420?1520°C ;而细铁丝的熔点间于保护渣和钢水之间，为1400?1450°C之间。
[0009](2)铁丝在钢水中熔化有一个过程，钢水温度越高，则熔化速度越快。通过控制细铁丝在钢水中的停留时间，使得接触钢水的铁丝刚刚熔化完全，而接触保护渣的铁丝不会被熔化为准。[0010](3)铁丝和保护渣作用后，表面呈三种形态:接触液渣部分的铁丝呈光滑的表面特征，可以反应出液渣层的厚度；接触烧结层部分的铁丝呈粗糙的表面特征，反应出烧结层的厚度；接触粉渣层的铁丝仅有轻微的氧化发黑现象，反应出粉渣层的厚度。以上三者相加即为总渣层厚度。
[0011](4)对比不同工艺条件下、各个位置处熔化后铁丝的长度和表面熔损情况来判断各个位置处的液渣厚度、钢液卷渣和钢液表面流场情况。
[0012](5)对比不同工艺条件下、各个位置处铁丝的熔化时间，来比较各工艺条件下的钢液表面温度情况。
[0013](6)本发明通过简单工具，分析研究不同工艺条件下结晶器表面钢液流场和保护渣状况，进而对优化工艺参数，改善成品质量具有重要的指导作用。
[0014]本检测结晶器保护渣状况的方法，它包括下述依次的步骤:
一种检测结晶器保护渣状况的方法，它包括下述依次的步骤:
I将检测工具的一端靠近结晶器的窄面位置，所述的检测工具由长条木板与铁丝构成，长条本板长600±4mm,宽100±2mm,厚IOmm ;铁丝长度110mm、直径Φ 1.5mm ;在长条木板中间每隔IOOmm固定一根铁丝，连续固定五根，在长条木板以下位置铁丝的长度均为铁丝的长度减去长条木板的厚度；
II然后将检测工具平放在结晶器内，保证检测工具中的铁丝能够接触到保护渣下方的钢液；
III当浸入式水口插入深度在140±lmm范围内时:检测工具停留7?8s，将检测工具平稳的取出，即可将接触钢液部位铁丝熔化；测量得到的第一铁丝?第五铁丝位置处保护渣的液渣层厚度；并且测量得到总渣层的厚度；
IV当浸入式水口插入深度在150±lmm范围内时:换一个检测工具，检测工具停留11?13s，将检测工具平稳的取出，即可将接触钢液部位铁丝熔化；测量得到第一铁丝?第五铁丝位置处保护渣的液渣层厚度；并且测量得到总渣层的厚度；
V当浸入式水口插入深度在160±lmm范围内时:再换一个检测工具检测工具停留14?16s，将检测工具平稳的取出，即可将接触钢液部位铁丝熔化；测量得到第一铁丝?第五铁丝位置处保护渣的液渣层厚度；并且测量得到总渣层的厚度。
[0015]上述的检测结晶器保护渣状况的方法，其特征是:重复步骤I?步骤V的操作，重复通过8?10次累积测量，综合权衡钢液表面温度和液渣层厚度对铸坯质量的不同影响，最终确定浸入式水口的最佳深度。
[0016]本发明的方法根据不同的插入深度值，控制不同的停留时间，在7?16秒；然后，将检测工具平稳的取出；通过观察比较不同位置处铁丝熔损程度，分析钢液流场和保护渣的化渣情况。
[0017]本发明所述的第一铁丝是离浸入式水口最远的铁丝。
[0018]本发明的有益效果
检测工具简单、使用方便，通过观察铁丝的熔损程度能够比较直观的检测结晶器表面钢液流场和保护渣熔化情况，为进一步生产出高质量的铸坯提供了可靠的理论和改进依据。【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1是本检测结晶器表面钢液流场和保护渣状况的方法示意图。
[0020]图2是与图1相对应的俯视图。
[0021]上述图中:
1.结晶器窄面铜板，2.长条木板，3.检测工具，4.铁丝，5.保护渣的粉渣层，6.保护渣的烧结层，7.保护渣的液渣层，8.钢流，9.浸入式水口，10.钢液流场，11.结晶器的窄面位置。
【具体实施方式】
[0022]下面结合实施例及其附图详细说明本发明的【具体实施方式】，但本发明的【具体实施方式】不局限于下述的实施例。
实施例
[0023]针对200mmX 1500mm断面的SUS304钢种板坯连铸生产情况，依次测量了同一型号浸入式水口在不同插入深度工艺条件下的钢液表面温度和液渣层厚度实际情况。测量过程选取的钢种相同、断面相同、保护渣型号相同、中包温度相同，比较分析不同插入深度对表面钢液流场、表面温度、保护渣熔化状况的影响。
[0024]本实施例的检测(表面钢液流场)工具3见图1与图2，检测工具3由铁丝4和长条木板2组成，长条木板2长600mm,宽IOOmm厚IOmm ;铁丝4长度110mm、直径Φ 1.5mm ;在长条木板2中间每隔IOOmm固定一根铁丝，连续固定5根，在长条木板2以下位置铁丝4的长度均为100mm。
[0025]本实施例的检测步骤是:
将检测工具3的一端靠近结晶器11的窄面位置，然后将检测工具3平放在结晶器11内，保证检测工具3中的铁丝4能够接触到保护渣下方的钢液。根据不同的插入深度值，控制不同的停留时间，在7?16秒。然后，将检测工具3平稳的取出。通过观察比较不同位置处铁丝4熔损程度，见图1与图2，分析钢液流场10和保护渣的化渣情况:
当浸入式水口 9水口插入深度在140±lmm范围内时:检测工具3停留7?8s即可将接触钢液部位铁丝熔化；测量得到的第一铁丝?第五铁丝(从左数)位置处保护渣的液渣层7厚度分别为:11.8mm> 14.lmm> 13.2mm> 13.8mm> 14.2mm ;总洛层(保护洛的粉洛层5与保护渣的烧结层6及保护渣的液渣层7的厚度总和)，厚度依次为:50.5mm、53.5mm、51.3mm、52.5mm、52.5mm0
[0026]当浸入式水口 9插入深度在150±lmm范围内时:换一个检测工具，检测工具停留11?13s，即可将接触钢液部位铁丝4熔化，将检测工具平稳的取出；测量得到第一铁丝?第五铁丝位置处保护密的液密层7厚度分别为:12.3mm、13.8mm、12.6mm、13.0mm、13.4mm ；总渔层厚度依次为:51.5mm、54.3mm、52.7mm、53.4mm、53.8mm。
[0027]当浸入式水口 9插入深度在160±lmm范围内时:再换一个检测工具，检测工具3需要停留14?16s，即可将接触钢液部位铁丝熔化，将检测工具平稳的取出；测量得到的第一铁丝?第五铁丝位置处保护密的液密层7厚度分别为:12.8mm、13.6mm、13.2mm、12.6mm、13.2mm ;总渔层厚度依次为:51.8mm、54.5mm、53.5mm、54.3mm、54.5mm。[0028]对结果进行分析如下:
浸入式水口 9插入深度越浅，则铁丝4熔化时间越短，表面钢液温度越高；
浸入式水口 9插入深度越浅，则靠近窄侧结晶器铜板位置处的保护渣的液渣层7厚度越薄，说明该位置的钢液流速越大，钢水回流对保护渣的冲刷越严重。
[0029]观察从窄侧(图中左侧)到浸入式水口 9方向，第一铁丝位置的保护渣的液渣层7液渣层最薄，而第二铁丝位置保护渣的液渣层7最厚，第二铁丝根到第三铁丝位置保护渣的液渣层7明显的减少，第三铁丝到第五铁丝位置保护渣的液渣层7厚度又逐渐的增加。说明在距离结晶器窄面铜板I的200±50mm位置存在保护渣的液渣层7的富集，最容易发生卷洛现象。
[0030]浸入式水口 9插入深度越浅，则第二铁丝位置的保护渣的液渣层7厚度越厚，则说明该位置处卷渣越严重。
[0031]通过8次累积测量，综合权衡钢液表面温度和液渣层厚度对铸坯质量的不同影响，最终确定该工艺条件下浸入式水口 9插入深度确定为150mm为最佳。
【权利要求】
1.一种检测结晶器保护渣状况的方法，它包括下述依次的步骤: I将检测工具的一端靠近结晶器的窄面位置，所述的检测工具由长条木板与铁丝构成，长条本板长600±4mm,宽100±2mm,厚IOmm ;铁丝长度110mm、直径Φ 1.5mm ;在长条木板中间每隔IOOmm固定一根铁丝，连续固定五根，在长条木板以下位置铁丝的长度均为铁丝的长度减去长条木板的厚度； II然后将检测工具平放在结晶器内，保证检测工具中的铁丝能够接触到保护渣下方的钢液； III当浸入式水口插入深度在140±lmm范围内时:检测工具停留7?8s，将检测工具平稳的取出，即可将接触钢液部位铁丝熔化；测量得到的第一铁丝?第五铁丝位置处保护渣的液渣层厚度；并且测量得到总渣层的厚度； IV当浸入式水口插入深度在150±lmm范围内时:换一个检测工具，检测工具停留11?13s，将检测工具平稳的取出，即可将接触钢液部位铁丝熔化；测量得到第一铁丝?第五铁丝位置处保护渣的液渣层厚度；并且测量得到总渣层的厚度； V当浸入式水口插入深度在160±lmm范围内时:再换一个检测工具检测工具停留14?16s，将检测工具平稳的取出，即可将接触钢液部位铁丝熔化；测量得到第一铁丝?第五铁丝位置处保护渣的液渣层厚度；并且测量得到总渣层的厚度。
2.根据权利要求1所述的检测结晶器保护渣状况的方法，其特征是:重复步骤I?步骤V的操作，重复通过8?10次累积测量，综合权衡钢液表面温度和液渣层厚度对铸坯质量的不同影响，最终确定浸入式水口的最佳深度。
【文档编号】G01B5/06GK103837062SQ201410058605
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2014年2月21日 优先权日:2014年2月21日
【发明者】元鹏飞 申请人:山西太钢不锈钢股份有限公司