專利名稱：一種在線檢測連鑄二冷區鑄坯固液相分數的方法
技術領域：
本發明涉及一種在線檢測連鑄二冷區鑄坯固液相分數的方法，屬于冶金連鑄檢測技術領域。
背景技術：
隨著現代工業技術的不斷發展，對鋼鐵產品的質量要求日趨嚴格。連鑄生產中， 鑄坯內部一般都會存在中心偏析、中心疏松及內裂等缺陷，給鑄坯質量帶來不利影響。目前，提高連鑄板坯內部質量的常見手段是輕壓下技術，該技術通過在鑄坯凝固末端附近施加一定的壓力，對鑄坯實施合適的壓下量以防止晶間富集溶質元素的鋼液向鑄坯中心橫向流動，減輕中心偏析；同時抵消鑄坯凝固末端的體積收縮量，避免中心縮孔和中心疏松的形成，進而達到改善鑄坯中心偏析和組織疏松的目的。其中，輕壓下的作用效果與合適的壓下位置密切相關，而合適的壓下位置則是由鑄坯的固液相分數及凝固末端位置決定的，是充分發揮輕壓下工藝效果的重要前提。目前，連鑄過程中二冷區鑄坯固液相分數的確定大多是由數值模擬仿真計算得到的。在專利CN101187812A中公開了一種連鑄坯二次冷卻動態控制系統。該發明將現場的工藝參數，如鋼種、過熱度、拉坯速度和鑄坯斷面尺寸等參數，輸入連鑄坯凝固非穩態傳熱數值計算模型，利用模型計算出鑄坯表面溫度、液相穴深度及凝固末端位置等數據，在此基礎上動態跟蹤和顯示二冷段鑄坯的溫度場和凝固末端的位置。但由于這種方法在建模時引入了許多簡化和假設，導致計算結果與鑄坯的凝固過程常出現較大偏差。專利CN101890488A中公開了一種連鑄坯液芯凝固末端位置的確定方法。該發明在連鑄機扇形段框架和夾緊油缸的連接處設置測力傳感器，測量并記錄在連鑄過程中各個扇形段框架的入口和出口的壓力，根據拉速變化時各個扇形段框架入口和出口壓力的突變情況比較得出液芯凝固末端所處的位置。此方法能夠大致判斷出鑄坯凝固末端所在位置， 但無法檢測連鑄坯的固相與液相分數，對輕壓下工藝的指導作用有限。

發明內容
本發明為了克服現有技術中存在的問題，提供一種在線檢測連鑄坯在二冷區內固液相分數的實用方法。為輕壓下工藝的施加位置提供技術先導，以充分發揮輕壓下效果和設備潛力，進一步減少鑄坯的成分偏析和疏松等缺陷，提高連鑄坯內部質量。本發明采用的技術方案如下一種在線檢測連鑄坯二冷區固液相分數方法采用下列步驟步驟一.連鑄坯二冷區固液相分數檢測裝置的安裝根據生產車間的鑄機結構和澆鑄條件，確定檢測裝置在扇形段的安裝位置，整套檢測裝置由振動激勵系統、數據采集系統和計算機模型分析系統三個部分組成；其中，振動激勵系統是在鑄機原有扇形段驅動輥液壓系統的基礎上改造完成的，原扇形段中的驅動輥通過兩個液壓缸的同步動作對連鑄坯實施壓下；改造時，將控制液壓缸工作的核心裝置由開關閥改為振動伺服閥，以實現驅動輥的低頻小幅振動，檢測時鑄坯即在此驅動輥作用下進行受迫振動；步驟二 .周期性受迫振動的施加在不干擾正常生產過程和確保鑄坯質量的前提下，通過改造后扇形段振動激勵系統的驅動輥，對鑄坯施加一定頻率和幅度的周期性正弦振動；振頻和振幅由連鑄機主控室的計算機進行設定，驅動輥的振動狀況則由振動系統的PLC進行反饋控制；步驟三.振動信號的采集和傳送在對鑄坯實施周期性正弦振動的過程中，通過液壓缸內的壓力傳感器和安裝在活塞桿上的位移傳感器，實時檢測液壓缸內的壓力和反饋的位移信號，經二次儀表放大，再通過多通道A/D轉換器將模擬電壓信號轉換成數字信號，輸入計算機模型分析系統進行鑄坯固液相分數的實時計算；步驟四.連鑄坯固液相分數的計算將檢測信號傳遞給模型分析系統進行計算，得到鑄坯在二冷區的固液相分數。在二冷區原有扇形段的基礎上進行改造，將控制驅動輥工作的開關閥替換為伺服閥，使改造后的驅動輥能夠實現一定頻率和幅度的周期性振動，以對連鑄坯施加周期性振動激勵，根據鑄坯在不同液相與固相條件下對液壓缸壓力和振動位移信號響應的差異情況，在線計算并檢測鑄坯液相與固相分數。所述鑄坯在二冷區的固液相分數計算公式是
權利要求
1.一種在線檢測連鑄坯二冷區固液相分數方法，其特征在于采用下列步驟 步驟一.連鑄坯二冷區固液相分數檢測裝置的安裝根據生產車間的鑄機結構和澆鑄條件，確定檢測裝置在扇形段的安裝位置，整套檢測裝置由振動激勵系統、數據采集系統和計算機模型分析系統三個部分組成；其中，振動激勵系統是在鑄機原有扇形段驅動輥液壓系統的基礎上改造完成的，原扇形段中的驅動輥通過兩個液壓缸的同步動作對連鑄坯實施壓下；改造時，將控制液壓缸工作的核心裝置由開關閥改為振動伺服閥，以實現驅動輥的低頻小幅振動，檢測時鑄坯即在此驅動輥作用下進行受迫振動；步驟二.周期性受迫振動的施加在不干擾正常生產過程和確保鑄坯質量的前提下，通過改造后扇形段振動激勵系統的驅動輥，對鑄坯施加一定頻率和幅度的周期性正弦振動；振頻和振幅由連鑄機主控室的計算機進行設定，驅動輥的振動狀況則由振動系統的PLC進行反饋控制； 步驟三.振動信號的采集和傳送在對鑄坯實施周期性正弦振動的過程中，通過液壓缸內的壓力傳感器和安裝在活塞桿上的位移傳感器，實時檢測液壓缸內的壓力和反饋的位移信號，經二次儀表放大，再通過多通道A/D轉換器將模擬電壓信號轉換成數字信號，輸入計算機模型分析系統進行鑄坯固液相分數的實時計算；步驟四.連鑄坯固液相分數的計算將檢測信號傳遞給模型分析系統進行計算，得到鑄坯在二冷區的固液相分數。
2.根據權利要求1所述的一種在線檢測連鑄坯二冷區固液相分數方法，其特征在于 在二冷區原有扇形段的基礎上進行改造，將控制驅動輥工作的開關閥替換為伺服閥，使改造后的驅動輥能夠實現一定頻率和幅度的周期性振動，以對連鑄坯施加周期性振動激勵， 根據鑄坯在不同液相與固相條件下對液壓缸壓力和振動位移信號響應的差異情況，在線計算并檢測鑄坯液相與固相分數。
3.根據權利要求1所述的一種在線檢測連鑄坯二冷區固液相分數方法，其特征在于所述鑄坯在二冷區的固液相分數計算公式是
全文摘要
一種在線檢測連鑄二冷區鑄坯固液相分數的方法，屬于冶金連鑄檢測技術領域。該檢測方法采用的步驟為步驟一、連鑄坯二冷區固液相分數檢測裝置的安裝。對原有扇形段進行改造，將液壓缸的開關閥改為伺服閥，以實現驅動輥的低頻小幅振動。步驟二、生產中通過驅動輥對鑄坯表面施加低頻低幅的周期受迫振動。步驟三、通過傳感器實時檢測反饋的壓力和位移信號，并通過數據采集系統將上述信號發送至模型分析系統。步驟四、連鑄坯固液相分數的計算。該檢測方法的優點是采用在線直接測量的方式，可進一步提高鑄坯固液相分數的檢測精度；該方法設備改造周期短、投入成本低、后期維護便捷；能夠在實際生產過程中更精確地給出鑄坯在不同位置處的固液相分數。
文檔編號B22D11/16GK102554170SQ20121008502
公開日2012年7月11日 申請日期2012年3月27日 優先權日2012年3月27日
發明者姚曼, 王兆峰, 王旭東 申請人:大連理工大學