一种测量保护渣厚度和钢水液面波动的装置及方法.pdf

本发明涉及一种测量保护渣厚度和钢水液面波动的装置及方法，该装置由把手、密度板和探针组成，把手设置在密度板上表面中部，探针固定在密度板下表面；所述的把手采用铁片、木条等不易燃烧和熔融的材料制成；所述的密度板采用木板等绝热的材料制成；所述的探针采用铁丝制成。本发明的优点是：可以准确的测量出结晶器液面上各个位置的液渣层厚度及厚度的平均值和液面波动，达到准确控制保护渣熔融结构，减小液面波动的目的。从而可以减少铸坯夹杂，提高铸坯质量，保证生产稳定顺行。

1、  一种测量保护渣厚度和钢水液面波动的装置，其特征在于，该装置由把手(1)、密度板(2)和探针(3)组成，把手(1)设置在密度板(2)上表面中部，探针(3)固定在密度板(2)下表面。

2、  根据权利要求1所述的一种测量保护渣厚度和钢水液面波动的装置，其特征在于，所述的把手(1)采用不易燃烧和熔融的材料制成。

3、  根据权利要求1所述的一种测量保护渣厚度和钢水液面波动的装置，其特征在于，所述的密度板(2)采用绝热材料制成。

4、  根据权利要求1所述的一种测量保护渣厚度和钢水液面波动的装置，其特征在于，所述的探针(3)采用铁丝制成。

5、  根据权利要求1所述装置的一种测量保护渣厚度和钢水液面波动的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
1)把测具放在结晶器水口的一侧，待插入钢水的铁丝完全熔化后，取出测具；
2)用尺子测量测具上的铁丝发亮部位的长度，即为保护渣液渣层厚度；用尺子测量测具上铁丝颜色发黑的部分的长度，即为保护渣烧结层的厚度；用挂渣部分的总长度减去液渣层和烧结层的厚度，即为保护渣粉渣层的厚度；用尺子测量出最长铁丝与最短铁丝之间的差值即为液面波动的最大值；
3)测完结晶器一侧之后，用同样的方法再测量结晶器的另一侧的液渣层厚度和液面波动情况。

一种测量保护渣厚度和钢水液面波动的装置及方法
技术领域
本发明涉及一种测量保护渣厚度和钢水液面波动的装置及方法。
背景技术
随着科技的发展，对钢材质量要求越来越高。液面控制技术的应用一方面可以提高结晶器内钢液面控制精度和铸坯质量，另一方面也可极大改善中间包操作工的工作环境，降低浇铸过程的事故率。结晶器液面波动会使保护渣卷入钢液中，引起铸坯的质量问题，严重时导致漏钢或溢钢。结晶器液面检测主要有同位素式、电磁式、电涡流式、激光式、热电偶式、超声波式、工业电视法等。其中，同位素式和电涡流液面检测技术在生产中采用较多。上述检测方式，只能对钢水液面的某一点进行纵向的波动检测，但液面波动具有一定的连续、随机性，因此，很难捕捉到全液面波动的最大值。
现在测量保护渣液渣层厚度的方法，一般都采用探测法，比如《一种结晶器保护渣的检测工具及其检测方法》(申请号200410089438.8)，此种方法是对液渣层的某一点进行测量，测量位置比较随机，受人为因素影响比较大。操作者测量位置和探针角度都会对测量结果产生较大影响，若不能测出液面波动的最大值，就会导致操作者不能准确、及时地把握保护渣的融化状态，生产工艺参数调节具有一定的滞后性，严重时会对生产顺行造成一定不良影响。
发明内容
本发明克服了现有技术中的不足，提供了一种操作简单，测量结果准确的测量保护渣厚度和钢水液面波动的装置及方法。
为了解决上述问题，本发明采用以下技术方案：
一种测量保护渣厚度和钢水液面波动的装置，由把手、密度板和探针组成，把手设置在密度板上表面中部，探针固定在密度板下表面；所述的把手采用铁片、木条等不易燃烧和熔融的材料制成；所述的密度板采用木板等绝热的材料制成；所述的探针采用铁丝制成。
根据上述装置的一种测量保护渣厚度和钢水液面波动的方法，该方法步骤为：
1)把测具放在结晶器水口的一侧，待插入钢水的探针完全熔化后，取出测具；
2)用尺子测量测具上的探针发亮部位的长度，即为保护渣液渣层厚度；用尺子测量测具上铁丝颜色发黑的部分的长度，即为保护渣烧结层的厚度；用挂渣部分的总长度减去液渣层和烧结层的厚度，即为保护渣粉渣层的厚度；用尺子测量出最长铁丝与最短铁丝之间的差值即为液面波动的最大值；
3)测完结晶器一侧之后，用同样的方法再测量结晶器的另一侧的液渣层厚度和液面波动情况。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：采用这种新的测量方法，可以准确的测量出结晶器液面上各个位置的液渣层厚度及厚度的平均值和液面波动，达到准确控制保护渣熔融结构，减小液面波动的目的。从而可以减少铸坯夹杂，提高铸坯质量，保证生产稳定顺行。
附图说明
图1为测具主视图
图2为图1俯视图
图3为图1左视图
图4为测量过程示意图
图中：1-把手  2-密度板  3-探针  L1～Ln-各个铁丝长度H1～Hn各个铁丝的液渣层厚度  n-n个数量
具体实施方式
见图1-图4，一种测量保护渣厚度和钢水液面波动的装置，由把手1、密度板2和探针3组成，把手1采用铁片、木条等不易燃烧和熔融的材料制成，把手1设置在密度板2上表面中部，用于提放该装置；密度板2采用木板等绝热的材料制成，密度板尺寸根据结晶器或铸坯端面的尺寸来设定，必须能够覆盖保护渣半侧表面，厚度20mm，材料可选取木板等可以固定铁丝并绝热的材料；探针3固定在密度板下表面，长度必须大于保护渣熔层厚度，材料可选取普通铁丝。
在拉速恒定的条件下，中间包氩气平稳吹入，机前耐火材料没有太大波动的前提下(尽量避免机前耐火材料和工艺参数带来液面波动的影响)。对保护渣厚度和钢水液面波动情况进行测量。
1、测量液渣层厚度的原理
利用保护渣三层结构形成的温度梯度，使插入保护渣的铁丝与钢水接触的部位熔化，液渣挂在铁丝上，具有一定的亮度；而铁丝插入保护渣烧结层的过程中，烧结层中的碳挂在铁丝上，使此段铁丝颜色变黑。根据此原理，操作者可以清楚的测量出液渣层、烧结层、粉渣层的厚度。
2、测量液面波动的原理
把结晶器液面测具平放在液面上，与钢水接触的铁丝自然熔化，熔化的铁丝形成波浪的形状，用米尺测量最长的铁丝和最短的铁丝的差值，即是液面波动的最大值。
本发明方法步骤为：
1)把此装置平稳的放在结晶器水口的一侧，大约5、6秒钟，待插入钢水的铁丝完全熔化后，拿出测具。
2)保护渣三层结构形成了一定的温度梯度，从下到上依次为：液渣层、烧结层和粉渣层。铁丝插入保护渣后，与钢水接触的部分熔化，与保护渣接触的部分呈现不同的情况：液渣层的保护渣挂在未熔化的铁丝上，使铁丝具有一定的亮度；烧结层中的碳挂在铁丝上，会使此段铁丝颜色变黑。用尺子测量铁丝发亮部位的长度，取多个铁丝测量结果的平均值，即为保护渣液渣层厚度，单位mm。液渣层厚度：H＝(H1+H2+H3+H4+H5……Hn)/n；剩余未熔化的铁丝呈波浪形状，用尺子测量测具上铁丝颜色发黑的部分的长度，即为保护渣烧结层的厚度；用挂渣部分的总长度减去液渣层和烧结层的厚度，即为保护渣粉渣层的厚度；用尺子测量出最长铁丝与最短铁丝之间的差值即为液面波动的最大值，液面波动的最大值：h＝最长铁丝L1-最短铁丝L3，单位mm。
3)测完浸入水口一侧的液面之后，用同样的方法再测量浸入水口的另一侧的液渣层厚度和液面波动情况。