一种在线测量板坯表面温度的装置和方法
【专利摘要】本发明涉及一种在线测量板坯表面温度的装置和方法。该装置包括：测温探头、测温光纤、探头固定架、连接件、探头保护套管及金属软管；测温探头设置在测温光纤的头部；测温光纤置于金属软管中；连接件与探头固定架活动连接；探头保护套管与连接件固连。该方法包括：调整该装置的测温探头到板坯的工作位置；通过测温探头对板坯进行测温；通过金属软管向探头保护套管中吹入氩气；通过数据处理组件处理温度数据。该装置及方法能准确测量板坯不同位置的表面温度，能持续测量板坯某位置的温度并记录和统计温度数据。
【专利说明】一种在线测量板坯表面温度的装置和方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及金属铸造【技术领域】，特别涉及一种在线测量板坯表面温度的装置和方 法。
【背景技术】
[0002] 对于连铸工艺而言，铸坯表面温度是调节冷却水量、控制拉坯速度、确定液相深度 的一个重要参数。尤其是在二冷区喷腔内，准确了解铸坯的表面温度对于决定拉坯速度、连 铸产量以及铸坯最终金属性能均意义非凡。目前较为常见的解决办法根据实践总结的经验 值来推测实际温度，但由于现场情况及工艺执行千差万别，模型得出的结论往往与实际值 不太吻合，甚至相差很大。工艺和质量控制人员非常希望能够直接检测铸坯不同位置的表 面温度。
[0003] 目前对板坯二冷区温度的测量主要采用的是手持式的红外测温仪，但由于手持测 温仪位置不固定，不能均一反映某一点的温度变化情况。同时由于二冷区环境为高温和多 湿，一方面测温人员不能长期处于此环境下，另一方面铸坯表面有冷却水形成的水膜和氧 化铁皮，铸坯周围有冷却水汽化后形成的雾状蒸汽，在如此环境之下检测铸坯表面温度难 度很大，测温数据不准确。
【发明内容】
[0004] 为解决上述问题，本发明提供了一种能准确测量板坯不同位置的表面温度，能持 续测量板坯某位置的温度并记录和统计温度数据的在线测量板坯表面温度的装置和方法。
[0005] 本发明提供的一种在线测量板坯表面温度的装置包括：
[0006] 测温组件、固定组件；
[0007] 所述测温组件通过所述固定组件置于板坯二冷区扇形段内；
[0008] 所述测温组件包括：测温探头、测温光纤及金属软管；
[0009] 所述测温探头设置在测温光纤的头部；所述测温光纤置于金属软管中；
[0010] 所述固定组件包括：探头固定架、连接件及探头保护套管；
[0011] 所述连接件与探头固定架活动连接；所述探头保护套管与连接件固连。
[0012] 作为优选，所述测温探头固定在板坯二冷区扇形段内；所述测温探头置于所述探 头保护套管中。
[0013] 作为优选，所述探头固定架开设滑槽；所述连接件置于滑槽内，所述连接件与探头 固定架组成滑动副。
[0014] 作为优选，数据处理组件；
[0015] 所述数据处理组件包括：数据采集器、数据处理器、二冷区一级控制系统；
[0016] 数据采集器，用于采集所述测温探头获得温度信号；
[0017] 数据处理器，用于处理所述温度信号，将所述温度信号转化成数字信息，将所述温 度数字信息与设定值进行判定，根据判定结果发送对应指令到二冷区一级控制系统；
[0018] 二冷区一级控制系统，根据对应指令控制二冷区配水情况，进而改变钢坯表面温 度；
[0019] 所述根据对应指令控制二冷区配水情况包括：
[0020] 当所述温度数字大于设定值时，向二冷区一级控制系统发出指令，增加二冷区的 供水；
[0021] 当所述温度数字小于设定值时，向二冷区一级控制系统发出指令，减小二冷区的 供水。
[0022] 作为优选，所述数据处理组件还包括：统计单元；
[0023] 所述统计单元用于记录温度数据，统计温度趋势。
[0024] 本发明提供的一种在线测量板坯表面温度的装置通过设置探头保护套管、连接件 及探头固定架，将测温探头固定在板坯二冷区扇形段当中，保证了测温位置的固定，使测温 数据能够准确反映板坯某一点上的实际温度情况。
[0025] 本发明提供的一种在线测量板坯表面温度的方法，其包括：
[0026] 将测温探头固定在板坯二冷区扇形段当中；
[0027] 通过测温探头对板坯进行测温；所述测温探头通过连接件可以在探头固定架的滑 槽内左右滑移；
[0028] 通过金属软管向探头保护套管中吹入氩气，用以吹扫测温探头周围的水蒸气同时 对测温探头进行冷却保护，提高了测温精度；
[0029] 通过数据处理组件处理温度数据可以实时控制板坯表面的温度。
[0030] 作为优选，所述通过数据处理组件处理温度数据可以实时控制板坯表面的温度包 括：
[0031] 通过数据采集器采集所述测温探头获得温度信号；
[0032] 通过数据处理器将所述温度信号转化成数字信息，便于存储或者向其他单元传 输；将所述温度数字信息与设定值进行判定，根据判定结果发送对应指令到二冷区一级控 制系统；
[0033] 二冷区一级控制系统根据对应指令控制二冷区配水情况，进而改变钢坯表面温 度；
[0034] 所述根据对应指令控制二冷区配水情况包括：
[0035] 当所述温度数字大于设定值时，向二冷区一级控制系统发出指令，增加二冷区的 供水；
[0036] 当所述温度数字小于设定值时，向二冷区一级控制系统发出指令，减小二冷区的 供水。
[0037] 作为优选，还包括：
[0038] 通过统计单元，记录温度数据，统计温度趋势。
[0039] 本发明提供的在线测量板坯表面温度的方法通过向探头保护套管当中吹入氩气， 一方面对测温探头进行冷却保护，另一方面吹扫测温探头周围的水蒸气，使得测温探头能 更好的适应二冷区高温、高湿的恶劣环境，提高了测温精度。通过设置数据处理组件能对板 坯表面的温度进行实时测量、统计和记录；其中数据处理器将接收到的温度信号反馈到二 冷区一级控制系统，能实现对板坯温度的动态调节。
【专利附图】
【附图说明】
[0040] 图1为本发明实施例提供的在线测量板坯表面温度的装置的结构简图。
[0041] 图2为本发明实施例提供的在线测量板坯表面温度的装置探头固定架的结构简 图。
[0042] 图3为本发明实施例提供的在线测量板坯表面温度的装置连接件的主视图。
[0043] 图4为本发明实施例提供的在线测量板坯表面温度的装置连接件的左视图。
【具体实施方式】
[0044] 本发明提供的一种在线测量板坯表面温度的装置包括：
[0045] 测温组件、固定组件。
[0046] 测温组件通过固定组件置于板坯1二冷区扇形段内。
[0047] 测温组件包括：测温探头、测温光纤及金属软管4。
[0048] 测温探头设置在测温光纤的头部；测温光纤置于金属软管4中。
[0049] 固定组件包括：探头固定架2、连接件9及探头保护套管3。
[0050] 连接件9与探头固定架2活动连接；探头保护套管3与连接件9固连。
[0051] 其中，测温探头固定在板坯1二冷区扇形段内，保证了测温位置的固定，使测温数 据能够准确反映板坯1某一点上的实际温度情况；测温探头置于探头保护套管3中。
[0052] 其中，探头固定架2开设两条滑槽10 ;连接件9由底板和坚板组成，连接件9的底 板四个角位置开设螺栓孔11，连接件9通过螺栓穿过螺栓孔11然后伸入滑槽10内，将连接 件9与探头固定架2活动连接，因此，连接件9与探头固定架2组成滑动副，连接件9可以 在水平方向上左右滑移，满足了对板坯1宽度方向上不同位置的温度测量的需要。连接件 9的坚板中间位置开设螺栓孔12,探头保护套管3通过螺栓配合固连在连接件9的坚板上， 这样测温探头就被固定在连接件9上，同时还能跟随连接件9在探头固定架2的滑槽10内 左右滑移，进而改变测温探头的位置，保证了板坯1宽度方向任意位置的温度都能很好的 测量到。
[0053] 其中，数据处理组件包括：数据采集器5、数据处理器6、二冷区一级控制系统7。
[0054] 数据采集器5,用于采集所述测温探头获得温度信号。
[0055] 数据处理器6,用于处理所述温度信号，将所述温度信号转化成数字信息，将所述 温度数字信息与设定值进行判定，根据判定结果发送对应指令到二冷区一级控制系统7。
[0056] 二冷区一级控制系统7,根据对应指令控制二冷区配水情况，进而改变钢坯1表面 温度。
[0057] 根据对应指令控制二冷区配水情况包括：
[0058] 当温度数字大于设定值时，向二冷区一级控制系统7发出指令，增加二冷区的供 水。
[0059] 当温度数字小于设定值时，向二冷区一级控制系统7发出指令，减小二冷区的供 水。
[0060] 其中，数据处理组件还包括：统计单元8 ;
[0061] 统计单元用于记录温度数据，统计温度趋势。
[0062] 本发明提供的一种在线测量板坯表面温度的方法，包括：
[0063] 将测温探头固定在板坯二冷区扇形段当中。
[0064] 通过测温探头对板坯1进行测温；测温探头通过连接件9可以在探头固定架2的 滑槽10内左右滑移；测温探头可以固定测量板坯1特定位置的温度变化情况；同时还能通 过滑移测量板坯1其他位置的温度。
[0065] 通过金属软管4向探头保护套管3中吹入氩气，通过向测温头保护装置当中吹入 压力为5Bar的氩气，一方面对测温探头进行冷却保护，另一方面吹扫测温探头周围的水蒸 气，适应了二冷区高温、高湿的恶劣环境，提高了测温精度。
[0066] 通过数据处理组件处理温度数据可以实时控制板坯1表面的温度。
[0067] 其中，通过数据处理组件处理温度数据可以实时控制板坯1表面的温度包括：
[0068] 通过数据采集器5采集测温探头获得温度信号。
[0069] 通过数据处理器6将温度信号转化成数字信息，便于存储或者向其他单元传输； 将温度数字信息与设定值进行判定，根据判定结果发送对应指令到二冷区一级控制系统7。
[0070] 二冷区一级控制系统7根据对应指令控制二冷区配水情况，进而改变钢坯1表面 温度。
[0071] 根据对应指令控制二冷区配水情况包括：
[0072] 当温度数字大于设定值时，向二冷区一级控制系统7发出指令，增加二冷区的供 水。
[0073] 当温度数字小于设定值时，向二冷区一级控制系统7发出指令，减小二冷区的供 水。
[0074] 其中，通过数据处理组件处理温度数据还包括：通过统计单元8,记录温度数据， 统计温度趋势。
[0075] 二冷区一级控制系统7设置计算机显示屏，便于操作人员的观察和人工控制；操 作人员通过计算机显示屏可以实时获取板坯1不同位置的温度数据，即实现了对板坯1温 度的实时监控。二冷区一级控制系统7通过获取的数据处理器6的操作指令后对二冷区配 水进行水量调整，可以改变板坯1的表面温度。
[0076] 本发明提供的在线测量板坯表面温度的方法通过向探头保护套管当中吹入氩气， 一方面对测温探头进行冷却保护，另一方面吹扫测温探头周围的水蒸气，使得测温探头能 更好的适应二冷区高温、高湿的恶劣环境，提高了测温精度。通过设置数据处理组件能对板 坯表面的温度进行实时测量、统计和记录；其中数据处理器将接收到的温度信号反馈到二 冷区一级控制系统，能实现对板坯温度的动态调节。
[0077] 以上所述的【具体实施方式】，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步 详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的【具体实施方式】而已，并不用于限制本发 明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明 的保护范围之内。
【权利要求】
1. 一种在线测量板坯表面温度的装置，其特征在于，包括： 测温组件、固定组件； 所述测温组件通过所述固定组件置于板坯（1)二冷区扇形段内； 所述测温组件包括：测温探头、测温光纤及金属软管（4); 所述测温探头设置在测温光纤的头部；所述测温光纤置于金属软管（4)中； 所述固定组件包括：探头固定架（2)、连接件（9)及探头保护套管（3); 所述连接件（9)与探头固定架（2)活动连接；所述探头保护套管（3)与连接件（9)固 连。
2. 根据权利要求1所述的在线测量板坯表面温度的装置，其特征在于： 所述测温探头固定在板坯（1)二冷区扇形段内；所述测温探头置于所述探头保护套管 (3)中。
3. 根据权利要求1所述的在线测量板坯表面温度的装置，其特征在于： 所述探头固定架（2)开设两条滑槽（10);所述连接件（9)通过螺栓伸入滑槽（10)内 与探头固定架（2)活动连接，所述连接件（9)与探头固定架（2)组成滑动副。
4. 根据权利要求1所述的在线测量板坯表面温度的装置，其特征在于，还包括：数据处 理组件； 所述数据处理组件包括：数据采集器（5)、数据处理器￠)、二冷区一级控制系统（7); 数据采集器（5)，用于采集所述测温探头获得温度信号； 数据处理器（6)，用于处理所述温度信号，将所述温度信号转化成数字信息，将所述温 度数字信息与设定值进行判定，根据判定结果发送对应指令到二冷区一级控制系统（7); 二冷区一级控制系统（7)，根据对应指令控制二冷区配水情况，进而改变钢坯（1)表面 温度； 所述根据对应指令控制二冷区配水情况包括： 当所述温度数字大于设定值时，向二冷区一级控制系统（7)发出指令，增加二冷区的 供水； 当所述温度数字小于设定值时，向二冷区一级控制系统（7)发出指令，减小二冷区的 供水。
5. 根据权利要求4所述的在线测量板坯表面温度的装置，其特征在于，所述数据处理 组件还包括：统计单元（8); 所述统计单元用于记录温度数据，统计温度趋势。
6. -种在线测量板述表面温度的方法，其特征在于： 将测温探头固定在板坯二冷区扇形段当中； 通过测温探头对板坯（1)进行测温；所述测温探头通过连接件（9)可以在探头固定架 (2)的滑槽（10)内左右滑移； 通过金属软管（4)向探头保护套管（3)中吹入氩气，用以吹扫测温探头周围的水蒸气 同时对测温探头进行冷却保护，提高了测温精度； 通过数据处理组件处理温度数据可以实时控制板坯（1)表面的温度。
7. 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述通过数据处理组件处理温度数据可 以实时控制板坯（1)表面的温度包括： 通过数据采集器（5)采集所述测温探头获得温度信号； 通过数据处理器（6)将所述温度信号转化成数字信息，便于存储或者向其他单元传 输；将所述温度数字信息与设定值进行判定，根据判定结果发送对应指令到二冷区一级控 制系统（7); 二冷区一级控制系统（7)根据对应指令控制二冷区配水情况，进而改变钢坯（1)表面 温度； 所述根据对应指令控制二冷区配水情况包括： 当所述温度数字大于设定值时，向二冷区一级控制系统（7)发出指令，增加二冷区的 供水； 当所述温度数字小于设定值时，向二冷区一级控制系统（7)发出指令，减小二冷区的 供水。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括： 通过统计单元（8)，记录温度数据，统计温度趋势。
【文档编号】G01K11/32GK104062030SQ201410268116
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年6月16日 优先权日:2014年6月16日
【发明者】干明, 张涛, 裴兴伟, 朱建强, 李中华, 毕泽阳, 梁坤, 李志军, 张颖华, 倪有金 申请人:北京首钢股份有限公司