连铸二冷区铸坯表面温度准确测定方法

摘要

本发明涉及一种钢水连铸过程中在二次冷却区间铸坯表面温度准确测定方法。本测温方法由两个部分组成，其一是对铸坯二冷区的单点或多点的连续测取其表面温度的测温方法，其二是对所测的温度数据进行处理找出被测处铸坯的准确温度的方法。本发明提供的连铸二冷区铸坯表面温度准确测定方法通过设于连铸机二冷区的若干测温仪与计算机连接，向计算机同时连续地传输温度数据和计算机将在一个时间间隔中获得的若干温度数据作取其中最大值的处理可以同时连续地反映出二冷区内连铸坯的表面真实的温度，通过该温度，可以有效的调控连铸机的拉坯速度，调整冷却水的流量等参数，提高连铸铸坯的产量和质量。

说明书

技术领域

本发明涉及冶金领域，尤其涉及一种钢水连铸过程中在二次冷却区间铸坯表面温度准确测定方法。    

背景技术

目前，现代钢铁联合企业生产中基本采用连铸工艺，二次冷却控制是连铸工艺的重要组成部分。在连铸过程中，二次冷却区间(简称二冷区)内铸坯所散失的热量占铸坯在凝固过程中散失热量的60％，它直接影响铸坯的产量和质量。铸坯表面温度是调节冷却水流量、控制拉坯速度、确定液相穴深度的一个重要参数。为了解连铸过程中铸坯的运行状态和实施自动控制，需要对结晶器出口处、扇形段和矫直点附近的铸坯表面温度进行检测。

现有技术中对连铸坯的温度测定一般是采用点测的方法，即用非接触式测温仪在二冷区的某一点上间断式地测量铸坯的表面温度。这样测温方法测得的铸坯表面的温度误差很大，而且，也不能反映出铸坯在连铸的二冷区内整个的温度变化情况，其原因是：

众所周知，连铸铸坯在二冷区的温度极高，在冷却的过程中铸坯表面会形成水膜、氧化铁皮，在铸坯表面上还会弥漫着水汽，上述的水汽以及铸坯表面的水膜、氧化铁皮等，使得采用点测的方法很难准确测定铸坯表面温度。

另外，要想通过对二冷区内各关键点的铸坯温度作系统的了解，靠点测的方法一点一点地测温也是不行的，因为铸坯每时每刻其各处的温度都是在变化的，根据点测的二冷区内铸坯各点的温度很难制定出与铸坯相适应的连铸工艺参数，

发明内容

本发明的目的在于改进现有技术的不足，提供一种在连铸二冷区可以连续、准确同时测定铸坯表面温度的方法。

为实现上述目的，本发明采取以下设计方案：

本测温方法由两个部分组成，其一是对铸坯二冷区的单点或多点的连续测取其表面温度的测温方法，其二是对所测的温度数据进行处理找出被测处铸坯的准确温度的方法。本测温方法的步骤为：

A.通过一测温系统连续测温并将测得温度数据传给计算机：

a.在连铸机上的需要准确测定铸坯温度处，最好是在通过的铸坯的上面固设连续测温的测温仪对铸坯作不接触式连续测温；

b.所述测温仪将信号传给一计算机，即所述测温仪的信号输出端与所述计算机的通讯口相连接，使测温仪测得的铸坯的温度信号连续不断地输送到计算机中。

B.确定铸坯表面真实温度的方法：

a.计算机取出在一个时间间隔中一个测温点采得的若干个温度数据；

b.对所取的若干个温度数据进行比较，取出其中最大的温度数据；

c.将得出的所述最大的温度数据作为处理结果输出，如存入磁盘文件或打印输出或通过显示器将其显示出来。

所述测温仪的信号输出端与所述计算机的通讯口相连接的方式可以是串行或并行。

为了对连铸坯在二冷区内的温度有一个系统全面的反映，所述的测温仪可分别设于连铸机的结晶器出口区、扇形段、矫直段和水平段，其均与所述计算机连接。通过这样一个测温系统，就可以将该二冷区内各点的铸坯表面温度同时连续地反映出来。所述测温仪也可以在连铸机的矫直段铸坯的横向上相隔一定的距离设置若干个。也可以即在连铸机的纵向上的结晶器出口区、扇形段区、矫直段区和水平段区设置测温仪，同时在矫直段区的铸坯横向上相隔一定的距离设置若干个测温仪。各个测温仪所采集的温度数据均传输给所述计算机，所述计算机分别对各个测温仪所采集的温度数据进行所述的处理。

本发明提供的测温方法准确测定在二冷区中铸坯表面的温度的机理是这样的：在实际连铸过程中，铸坯表面常常被水膜、汽雾和氧化铁皮等遮盖，这时对其表面测温，很可能测到的是贴于铸坯表面上的水膜或氧化铁皮的温度，而非真正铸坯表面的温度，但上述水膜或汽雾或氧化铁皮对铸坯的遮盖并非连续不断，在测温仪的目标靶点范围中，在一定的时间段内经过的铸坯不是完全被遮盖，因此，在所述的时间间隔中，当某一瞬间铸坯表面未被遮盖的部分出现在测温仪的测温靶点内时，铸坯的真实表面温度即被迅速采集到计算机中。这就是作为本发明的方法中要使测温仪对连铸机的一点连续测温的目的——即捕获瞬时出现的铸坯未遮盖表面的真实表面温度。又因为由于被水膜、汽雾或氧化铁皮遮盖的铸坯表面的温度均应低于未被遮盖的铸坯表面的温度，所以，铸坯表面的真实温度肯定是在所述时间间隔段中测得的最高温度值。所以，在一个时间间隔段中选取测得的若干温度数据中的最大值作为铸坯的真实表面温度的算法是科学的。

由上述的测温原理可知，要获得铸坯表面真实的温度，设定合适的时间间隔是很关键的，根据在二冷区铸坯被水膜和/或汽雾和/或氧化铁皮的遮盖情况，一般比较合适的时间间隔可以在30秒～5分钟。更进一步地，以在30秒～2分钟为较佳选择，在这样一个时间间隔中扑捉到未被遮盖的铸坯表面的真实温度的可能性很大。如果时间间隔段过小，就可能没有未被遮盖的铸坯表面经过所述测温仪的测温目标靶点，但如果时间间隔过长，测温效率将降低，且不利于通过测量结果及时地调整连铸工艺参数。

另外，影响准确测温的其它因素还有：

测温系统的响应时间，测温系统的响应时间是测温仪测得一个温度再将其传输到计算机中所用的时间，其大小对准确测温有很大的影响。一般需要本测温系统的响应时间在300毫秒～2秒。

测温距离，即为测温仪的测温头与连铸坯表面之间的垂直距离。其一般可以在0.5～5米之间。

测温仪的目标靶点的大小，因为铸坯上未被遮盖之处可能较小，如果目标靶点太大了就难于捕捉到，测得的温度的准确性也就降低了。测温仪的目标靶点的直径一般最好是不大于5毫米。

另外，所使用的测温仪的测温范围在600～2000℃之内，其最大误差小于1％为佳。

本发明提供的连铸二冷区铸坯表面温度准确测定方法通过设于连铸机二冷区的若干测温仪与计算机连接，向计算机同时连续地传输温度数据和计算机将在一个时间间隔中获得的若干温度数据作取其中最大值的处理可以同时连续地反映出二冷区内连铸坯的表面真实的温度，通过该温度，可以有效的调控连铸机的拉坯速度，调整冷却水的流量，以提高连铸铸坯的产量和质量。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1为在连铸机的纵向上设置测温仪以及测温仪与计算机连接的结构示意图

图2为在连铸机的横向上设置测温仪以及测温仪与计算机连接的结构示意图

具体实施方式

如图1所示，在连铸机的结晶器出口区A、扇形段区B、矫直段区C和水平段区D各设有一测温仪2，其信号输出端与计算机1的通讯口相连接构成一测温系统，使测温仪测得的铸坯3的温度信号连续不断地输送到计算机1中。测温仪2设于铸坯3的上方，距离铸坯表面的距离为1米。上述测温系统的响应时间为400毫秒。测温仪的目标靶点的直径为2毫米。

通过上述的测温系统连续测温并将测得温度数据传给计算机。计算机对每一个测温点在一个时间间隔中取得若干个温度数据进行比较，取出其中最大的温度数据；将得出的所述最大的温度数据作为处理结果输出，如存入磁盘文件或打印输出或通过显示器将其显示出来。该时间间隔是2分钟。

如图2所示，测温仪2可以在连铸坯3的矫直段区的横向上设置若干个，例如设置四个：在距离铸坯一侧边缘≤10毫米处A’设置一个测温仪2，在整个铸坯的中点处C’和处于A’和C’之间的铸坯宽度的1/4处B’各设一测温仪2，在距离铸坯宽度方向上的另一边缘的距离为铸坯宽度的1/8处的D’设置第四个测温仪。

测温的方法和对所采集的温度数据的处理方法如前。该时间间隔为4分钟，响应时间为1秒。测温距离为3米。

可以在连铸机上同时在纵向如图1所示的方式设测温仪，同时在横向如图2所示的方式设测温仪，从而获得铸坯更全面的系统温度数据。