專利名稱：一種結晶器內鋼液流動狀態的檢測裝置及方法
技術領域：
本發 明涉及冶金過程中的檢測領域，具體地，本發明涉及一種結晶器內鋼液流 動狀態的檢測裝置及方法，所述檢測裝置及方法用于對結晶器內鋼液的流動速度與流動 方向進行檢測。
背景技術：
在板坯連鑄生產過程中，結晶器內鋼水的表面流動速度與流動方向是直接決定 鑄坯表面質量的關鍵指標。作為汽車板等的上游材料，板坯良好的表面質量是決定冷軋 汽車板是否合格的關鍵。為此，當前國內外鋼鐵冶金企業的諸多板坯連鑄機紛紛采用了 合理選擇浸入式水口傾角、增加結晶器電磁攪拌以及合理調控通氬等措施來調節結晶器 內鋼液的流速與流向，確保結晶器表面的彎液面附近區域的流動狀態符合工藝要求，進 而達到合理的彎液面初凝速度。由此，在顯著降低液面卷渣以及鋼液內部夾雜的同時， 能很好的促進初凝坯殼的生長，降低漏鋼事故的發生。根據以往的檢測方法，均采用兩點電渦流檢測來獲得結晶器鋼液流速的技術， 即通過在結晶器液面的某一區域，針對液面不同區域的鋼液流動對渦流探頭的檢測信號 的影響來獲得對鋼液流動速度的一種檢測方式。其具體操作有1.采用單個渦流探頭進行熱流檢測來獲得對鋼液流動速度的檢測，通過將該鋼 液流速與最佳流速進行對比后，調節結晶器水口傾角、氬氣以及電磁攪拌的介入頻率等 工藝參數，由此來達到流速最佳的目的。然而，所述方式因為轉化過程過于復雜，且中間的影響因素過多，例如保護渣 厚度變化較大、液面高度不穩定等，容易造成渦流探測器檢測不準，難以準確獲得流速 的水平，尤其是對流動的方向檢測十分困難。2.針對一些常溫流體(包括化學流體)的檢測，采用螺旋槳、電磁棒等進行流 速、流向檢測，準確度較高，但是在高達1500°C以上且內部存有強磁場的鋼液流速檢測 方面，還是一片空白。綜上所述，現在生產現場急需一種簡易、且能隨時對檢測結晶器內四周彎液面 區域鋼液的流動速度及方向等金屬流動狀態進行檢測的檢測裝置。

發明內容
為了解決上述問題，本發明提供了一種結晶器內鋼液流動狀態的檢測裝置及方 法，所述結晶器內鋼液流動狀態的檢測裝置及方法系一種能對結晶器鋼液的流速、流向 進行在線檢測的簡易裝置，通過人工移動檢測裝置沿著結晶器的內外弧長邊進行多點測 量，達到檢測某一寬面沿著水平方向的鋼液流動狀態的目的。本發明的結晶器內鋼液流動狀態的檢測裝置具體結構如下所述一種結晶器內鋼液流動狀態的檢測裝置，所述結晶器內鋼液流動狀態的檢測裝 置包括浸入結晶器的熔融鋼液20中的漏斗7，固定連接所述漏斗7的一尾翼8，固定連接漏斗7上方的指示棒6，所述指示棒6可轉動軸支于指示盤5，指示盤5可相對托盤4作平面轉動，可轉動軸支于指示盤5的指示棒6上端連接一拉桿2，拉桿2上粘貼有應力 應變片15，拉桿2上應力應變片15連接信號傳輸線16至信號采集器。根據本發明的結晶器內鋼液流動狀態的檢測裝置，其特征在于，所述指示棒6 藉由轉動軸承17驅動連接方塊13。根據本發明的結晶器內鋼液流動狀態的檢測裝置，其特征在于，所述連接方塊 13與轉動指示盤5之間為緊密的方塊連接。根據本發明的結晶器內鋼液流動狀態的檢測裝置，其特征在于，所述指示棒6 上端設置一配重球1。根據本發明的結晶器內鋼液流動狀態的檢測裝置，其特征在于，所述拉桿2通 過支撐臂3通過支撐橫梁14連接支撐架12。根據本發明的結晶器內鋼液流動狀態的檢測裝置，其特征在于，所述支撐架12 底座水平，通過導向棒10的旋轉高度調節螺母11和滑套9進行高度調節。根據本發明的結晶器內鋼液流動狀態的檢測裝置，支撐橫梁14、應變片15、信 號傳輸線16以及轉動軸承17在拉桿2受拉時，應力應變片15的電阻值立刻發生變化， 其變化量與鋼液20流經漏斗7的流動速度呈現典型的函數關系。此時，應力應變片15的變化規律在通電的情況下被信號采集器實時采集(參見 圖4)，而后可將檢測的數據直接輸入(或無線實時傳輸)至分析計算機，即可獲得此時鋼 液20的流動阻力值，從而推算獲得鋼液20的流動速度。本發明的結晶器內鋼液流動狀態的檢測方法如下所述一種結晶器內鋼液流動狀態的檢測方法，所述方法包括下述步驟(1)使用權利要求1所述結晶器內鋼液流動狀態的檢測裝置，將漏斗7與尾翼8 浸入結晶器的熔融鋼液20中；(2)處于穩定流動狀態下的鋼液20驅動尾翼8，從而帶動轉動指示盤5相對托盤 4發生一定角度的轉動；(3)保持穩定后，轉動指示盤5所指示的相對角度值即為當前檢測點的鋼液20流 動方向；(4)鋼液20在流經漏斗7時，其流動阻力值通過指示棒6的傳遞作用拉動拉桿 2，在拉桿2受拉下，粘貼于拉桿2上的應力應變片15的電阻值發生變化，其變化量與鋼 液20流經漏斗7的流動速度呈現函數關系；
權利要求
1.一種結晶器內鋼液流動狀態的檢測裝置，所述結晶器內鋼液流動狀態的檢測裝置 包括浸入結晶器的熔融鋼液(20)中的漏斗(7)，固定連接所述漏斗(7)的一尾翼(8)，固 定連接漏斗(7)上方的指示棒(6)，所述指示棒(6)通過轉動軸承(17)可轉動軸支于指示 盤(5)，指示盤(5)可相對托盤(4)作平面轉動，可轉動軸支于指示盤(5)的指示棒(6) 上端連接一拉桿(2)，拉桿(2)上粘貼有應力應變片(15)，拉桿(2)上的應力應變片(15) 連接信號傳輸線(16)至信號采集器。
2.如權利要求1所述的結晶器內鋼液流動狀態的檢測裝置，其特征在于，所述指示棒 (6)藉由轉動軸承(17)驅動連接方塊(13)。
3.如權利要求1所述的結晶器內鋼液流動狀態的檢測裝置，其特征在于，所述連接方 塊(13)與轉動指示盤(5)之間為緊密的方塊連接。
4.如權利要求1所述的結晶器內鋼液流動狀態的檢測裝置，其特征在于，所述指示棒 (6)上端設置一配重球(1)。
5.如權利要求1所述的結晶器內鋼液流動狀態的檢測裝置，其特征在于，所述拉桿 (2)通過支撐臂(3)通過支撐橫梁(14)連接支撐架(12)。
6.如權利要求1所述的結晶器內鋼液流動狀態的檢測裝置，其特征在于，所述支撐架 (12)底座水平，通過導向棒(10)的旋轉高度調節螺母(11)和滑套(9)進行高度調節。
7.如權利要求1所述的結晶器內鋼液流動狀態的檢測裝置，支撐橫梁(14)、應變片 (15)、信號傳輸線(16)以及轉動軸承(17)在拉桿⑵受拉時，應力應變片(15)的電阻 值立刻發生變化。
8.—種結晶器內鋼液流動狀態的檢測方法，一種結晶器內鋼液流動狀態的檢測方 法，所述方法包括下述步驟(1)使用權利要求1所述結晶器內鋼液流動狀態的檢測裝置，將漏斗(7)與尾翼(8) 浸入結晶器的熔融鋼液(20)中；(2)處于穩定流動狀態下的鋼液(20)驅動尾翼(8)，從而帶動轉動指示盤(5)相對托 盤(4)發生一定角度的轉動；(3)保持穩定后，轉動指示盤(5)所指示的相對角度值即為當前檢測點的鋼液(20)流 動方向；(4)鋼液(20)在流經漏斗(7)時，其流動阻力值通過指示棒(6)的傳遞作用拉動拉桿 (2)，在拉桿(2)受拉下，粘貼于拉桿(2)上的應力應變片(15)的電阻值發生變化，其變 化量與鋼液(20)流經漏斗(7)的流動速度呈現函數關系；
9.如權利要求8所述的結晶器內鋼液流動狀態的檢測方法，其特征在于，所述E，即 拉桿⑵材料的彈性模量取2.0-2.1 X IO11Pat全文摘要
一種結晶器內鋼液流動狀態的檢測裝置及方法，所述裝置包括浸入結晶器的熔融鋼液(20)中的漏斗(7)，固定連接所述漏斗(7)的一尾翼(8)，固定連接漏斗(7)上方的指示棒(6)，所述指示棒(6)通過轉動軸承(17)可轉動軸支于指示盤(5)，指示盤(5)可相對托盤(4)作平面轉動，可轉動軸支于指示盤(5)的指示棒(6)上端連接一拉桿(2)，拉桿(2)上粘貼有應力應變片(15)，拉桿(2)上的應力應變片(15)連接信號傳輸線(16)至信號采集器。本發明的檢測裝置及方法，能很好的檢測鋼液的流動速度與流動方向，提供澆鋼工藝參數調整的證據，進而達到提高鑄坯表面質量、降低澆鋼漏鋼事故的目的。本發明的檢測裝置和方法在連鑄生產領域具有廣闊的應用前景。
文檔編號B22D2/00GK102019377SQ200910196019
公開日2011年4月20日 申請日期2009年9月21日 優先權日2009年9月21日
發明者楊建華, 段明南 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司