CN104661773B

CN104661773B - 预测板坯质量的装置和方法

Info

Publication number: CN104661773B
Application number: CN201280075988.7A
Authority: CN
Inventors: 韩尚佑; 金龙镇; 朴重吉; 金圣光
Original assignee: Posco Co Ltd
Current assignee: Posco Holdings Inc
Priority date: 2012-07-24
Filing date: 2012-12-28
Publication date: 2017-03-15
Anticipated expiration: 2032-12-28
Also published as: CN104661773A; JP6430467B2; JP2015522428A; EP2878400A4; WO2014017714A1; US10126285B2; KR20140014459A; JP2017042827A; KR101456453B1; EP2878400A1; US20150204837A1

Abstract

本发明涉及一种用于预测板坯质量的装置及其方法，其中所述装置包括：多个模具水平面检测单元，其提供于接收和容纳钢水的模具的顶部的多个区域内，并检测钢水的水平面；模具水平面检测单元，其利用由模具水平面检测单元检测的多个区域内的模具水平面建立模具水平面波动图案；数据存储单元，其储存模具水平面波动图案和对应于模具水平面图案而产生的板坯质量数据；以及板坯质量预测单元，其通过从数据存储单元中提取由模具水平面检测单元检测的模具水平面波动图案和相应的板坯质量来预测板坯质量。

Description

预测板坯质量的装置和方法

技术领域

本发明涉及一种用于预测板坯质量的装置，且更具体而言，涉及一种预测板坯质量的装置和方法，所述装置和方法能够使弯液面的流对使用者可视化，并且能够利用根据弯液面的流的图案来预测板坯质量。

背景技术

通常，连续铸造法是如下的方法：将钢水连续浇注到具有一定形状的模具中，向底侧连续地抽出模具中的半凝固的钢水，以及制造具有各种形状的半成品，如板坯、方坯或坯锭。模具具有在其中循环的冷却水，以使浇注的钢水半凝固并制成一定的形态。换言之，模具中的冷却作用使熔融状态的钢水半凝固，从模具中抽出的未凝固的钢水被气雾凝固以形成理想固态的板坯，其中，将从板坯冷却系统喷出的空气和冷却水混合。

模具中的初始冷却是决定板坯表面质量的最重要的过程。换言之，初始冷却取决于在模具中的钢水流。当在弯液面中发生快速流或偏流时，引起发挥润滑和保温作用的保护渣并因此在板坯上发生缺陷。

因此，一旦测量了弯液面的流，则可预测板坯的缺陷。然而，由于弯液面保持高温状态，因此非常难以实时测量其流。此外，尽管使用涡流流位计来控制模具中的钢水的统一高度的测量弯液面的高度的技术是市售可得的，由于仅测量了任一点的高度，因此不可能测量整个弯液面的钢水流。此外，由于保护渣覆盖于弯液面上以保留弯液面的热，因此不可能使用相机等进行肉眼观察。

引文列表

韩国专利公开第2001-0055792号。

发明内容

技术问题

本发明提供了一种用于预测板坯质量的装置和方法，所述装置和方法能够使弯液面流对使用者可视化，并且能够利用根据弯液面流类型的图案来预测质量，如是否出现板坯缺陷。

本发明还提供了一种用于预测板坯质量的装置和方法，所述装置和方法通过在模具上制备多个包括温度检测装置的弯液面高度检测单元，并使用所制备的弯液面高度检测单元来检测弯液面的高度，能够实时测量弯液面流。

本发明还提供了一种用于预测板坯质量的装置和方法，所述装置和方法能够将弯液面流图案和相应生产的板坯质量储存为数据，并根据弯液面流图案储存的数据预测板坯的质量，其中，通过多个弯液面位置检测单元进行实时测量。

技术方案

根据本发明的一个示例性实施方案，用于预测板坯质量的装置包括：多个弯液面高度检测单元，其制备于接收钢水的模具的顶部的多个区域内，并检测钢水的弯液面高度；弯液面流检测单元，其利用多个区域内的弯液面高度建立弯液面流图案，所述多个区域内的弯液面高度通过多个弯液面高度检测单元检测；数据存储单元，其储存弯液面流图案和相应生产的板坯的质量数据；以及板坯质量预测单元，其从数据存储单元中提取由弯液面流检测单元检测的弯液面流图案和相应的板坯质量，以预测板坯质量。

所述装置还进一步包括对使用者显示弯液面流图案和相应的板坯质量的显示单元。

多个弯液面高度检测单元可包括选自温度检测装置、电磁感应传感器和辐射测量装置的至少任意一种。

温度检测装置可安装在模具顶部的同一高度处。

温度检测装置可安装在与弯液面相距4.5mm至9.5mm范围内的高度处。

弯液面流检测单元可建立根据弯液面高度的三维(3D)弯液面流图像和来自3D图像的二维(2D)弯液面流图案。

3D弯液面流图像可通过使用由温度检测装置测量的多个区域之间的温差而建立。

3D弯液面流图像可利用温度检测装置与弯液面之间的垂直距离而建立，所述垂直距离通过将由温度检测装置测量的温度用于以下方程式(1)来计算，

其中，α表示使用涡流传感器的修正系数，Q表示使用模具的输入/输出端的温差的实时热通量，K_熔渣表示熔渣的热传导系数，K_cu表示模具的热传导系数，d_熔渣表示熔渣层的厚度，d_cu表示与模具的短边接触的钢水和热电偶之间的对角线距离，T_钢表示钢水的实时温度，T₁表示热电偶的实时温度，d₁表示热电偶与弯液面之间的垂直距离，以及d₂表示模具的侧面与热电偶的尖端之间的距离。

在完成提供钢水至模具后，可至少一次建立弯液面流图案。

数据存储单元可将多个弯液面流图案与选自以下的至少一种进行匹配：多种相应的板坯是否存在缺陷、缺陷位置和缺陷形状，并储存匹配结果。

显示单元可显示由弯液面高度检测单元、弯液面流检测单元、数据存储单元和板坯质量预测单元提供的信息中的至少任意一条。

根据本发明的另一个示例性实施方案，预测板坯质量的方法包括：将多个弯液面高度检测单元安装在模具的多个区域内；利用多个区域内的弯液面高度建立弯液面流图案，所述多个区域内的弯液面高度通过多个弯液面高度检测单元检测；将预存的弯液面流图案数据与模具中的当前弯液面流图案比较；以及提取与模具中的当前弯液面流图案匹配的弯液面流图案数据和相应的板坯质量数据，以预测对应于当前弯液面流图案的板坯的质量。

所述方法可进一步包括储存多个弯液面流图案数据和多个相应生产的板坯质量数据。

所述方法可进一步包括对使用者显示弯液面流图案和相应的板坯质量。

所述方法进一步包括当当前弯液面流图案与弯液面流图案数据不匹配时，将当前弯液面流图案和相应的板坯质量作为数据并储存该数据。

弯液面流图案的建立可包括使用弯液面高度建立3D弯液面流图像和从3D图像建立2D弯液面流图案。

有益效果

根据本发明的实施方案，将包括温度检测装置的多个弯液面高度检测单元安装在模具的顶侧以检测多个区域内的弯液面的高度，并将检测的高度作为弯液面流图案可视化。此外，跟踪根据弯液面流图案的包括是否存在板坯缺陷的板坯质量并将其作为数据。此外，将根据实时测量的弯液面高度的弯液面流图案与作为数据的弯液面流图案进行比较，并且对使用者显示相应的板坯质量和随后的板坯缺陷是否存在。

根据本发明的实施方案，通过在模具的顶侧制备多个弯液面高度检测单元，可实时检测弯液面流。此外，由于可预测是否存在根据弯液面流图案的板坯缺陷，因此可提前防止板坯缺陷。换言之，通过控制弯液面流图案可改进板坯质量，从而防止发生板坯缺陷。

附图说明

图1为根据本发明的一个实施方案的板坯质量预测装置的配置图。

图2为根据本发明的一个实施方案的板坯质量预测装置和安装在其上的弯液面高度检测单元的模具的示意图。

图3示出由根据本发明的一个实施方案的板坯质量预测装置检测的弯液面流图案。

图4至6示出根据弯液面流图案生产的板坯的缺陷。

图7示出对使用者显示的一个实例。

图8为根据本发明的一个实施方案的模具的示意性截面图。

图9为根据本发明的一个实施方案的板坯质量预测方法的流程图。

具体实施方式

下文将参照附图详细地描述具体实施方案。然而，本发明可以不同的形式呈现，并且不应被解释为局限于本文所提出的实施方案。相反，提供这些实施方案将使得本公开全面和完整，并将对本领域技术人员充分传达本发明的范围。全文中相同的参照编号代表相同的元件。

图1为根据本发明的一个实施方案的板坯质量预测装置的配置图，以及图2为板坯质量预测装置的模具和弯液面高度检测单元的示意图。此外，图3示出各种弯液面流图案的三维(3D)和二维(2D)形状，以及图4至6示出显示根据弯液面流图案的板坯缺陷的形貌的视图。此外，图7示出由根据本发明的一个实施方案的板坯质量预测装置对使用者显示的一个实例。

参照图1，根据本发明的一个实施方案的板坯质量预测装置包括：模具100，其接收来自浸入式入口10的钢水；多个弯液面高度检测单元200，其制备于多个区域内并检测多个区域内的弯液面的高度；弯液面流检测单元300，其使用利用多个区域内检测的弯液面的高度建立弯液面流图案，所述多个区域内检测的弯液面的高度由多个弯液面高度检测单元200检测；数据存储单元400，其储存弯液面流图案数据和相应生产的板坯质量数据；板坯质量预测单元500，其通过从数据存储单元400中提取由弯液面流检测单元300检测的弯液面流图案和相应的板坯质量来预测板坯质量；以及显示单元600，其对使用者显示弯液面流图案、相应的板坯缺陷等。

模具100接收由浸入式入口10提供的钢水并初始冷却钢水以凝固钢水为预定的板坯形状。如图2所示，这种模具100包括彼此分离预定的距离并彼此相对的两个长边110a和110b和在两个长边110a和110b之间的彼此分离预定的距离并彼此相对的两个短边120a和120b。在本文中，可用例如铜分别制造长边110a和110b及短边120a和120b。因此，模具100具有位于两个长边110a和110b及两个短边120a和120b之间的用于接收钢水的预定的空间。此外，浸入式入口10制备于由两个长边和两个短边形成的中心部位。从浸入式入口10接收的钢水从模具100的中心部位向外部的方向被对称地提供，并在显示根据制造条件等的特有的流现象时形成射流。此外，模具100中可接收钢水并使模具100的顶端部保持预定的宽度，并且保护渣可覆盖在钢水上。钢水的表面变成弯液面。

弯液面高度检测单元200检测模具100中的弯液面上的多个区域内的弯液面的高度。例如，弯液面高度检测单元200使用温度检测装置可测量至少任一时刻的温度，并且通过测量实时温度而测量弯液面的温度变化。为此，弯液面位置检测单元200可包括多个热电偶，其制备于模具100的长边110a和110b及模具100的短边120a和120b上的多个区域内并测量弯液面的温度。换言之，如图2所示，可在模具100的长边110a和110b及短边120a和120b的相同高度处以均匀的间隔制备多个热电偶，并测量每个区域内的弯液面的温度。例如，可在与弯液面相距约-50mm至+50mm范围内的相同高度处以110mm至150mm范围内的均匀间隔安装多个热电偶。换言之，可在从低于弯液面50mm的高度至高于弯液面50mm的高度的范围内的位置安装热电偶。然而，在连续铸造时，弯液面的整体高度在浸入式入口10周围的-2mm至3mm范围内，并在边缘周围的+2mm至+4mm范围内。换言之，弯液面的高度可低于浸入式入口10周围的其他部位的高度，并高于边缘周围的其他部位的高度。因此，用于检测弯液面高度的最佳热电偶高度为约4.5mm，并且热电偶可测量弯液面流的最大高度为9.5mm。若热电偶的高度低于4.5mm，则根据弯液面流，热电偶浸没在弯液面中。此外，若热电偶的高度高于9.5mm，则浸入式入口10周围的弯液面行为的观察灵敏度降低，并且热电偶之间的反应速度之差和热电偶之间的温度之差小，因此评估变得困难。此外，由于模具100中安装的热电偶仅测量弯液面的边缘高度，因此热电偶难以测量弯液面的中间点的高度。然而，由于热电偶测量多个位置的边缘高度并对测量的边缘高度进行图像处理，因此在成本和精确测量方面，安装多个热电偶成本低廉。此外，为了补偿热电偶的弯液面高度测量，可与热电偶互换地使用电磁感应传感器。换言之，电磁感应传感器可位于弯液面的中心部位并测量模具100的弯液面的整体高度。

弯液面流检测单元300使用由弯液面高度检测单元200(例如多个热电偶)测量的每个区域内的弯液面温度建立3D图像，并从3D图像建立2D图案。换言之，弯液面流检测单元300使用由多个热电偶测量的弯液面温度建立3D弯液面形状，通过显示单元600对使用者显示3D弯液面形状，并从3D弯液面形状衍生2D弯液面流图案，以通过显示单元600对使用者显示2D弯液面流图案，并同时储存在数据存储单元400中。例如，当弯液面因钢水的波动而上升或下降时，使用各个区域测量的温差可检测整体的弯液面形状，并以3D图像和2D图案可视化。换言之，一旦热电偶的温度上升，弯液面高度被升高并且弯液面接近热电偶。一旦热电偶的温度下降，弯液面高度降低并且弯液面远离热电偶。因此，使用由多个热电偶测量的温差可检测弯液面流，并可以3D图像和2D图案将弯液面流可视化。此时，弯液面流检测单元300可根据弯液面高度以预定的时间检测弯液面流。例如，在完成来自浸入式入口10的钢水的提供预定时间之后，根据多个热电偶测量的温度可检测弯液面流。此外，根据随预定的时间差变化的时间可检测弯液面流。如图3所示，使用由多个热电偶测量的弯液面温度可衍生多个弯液面图像和流图案。换言之，在图3(a)中，两个短边部分几乎同样地显示略微高的温度，而其他部分显示保持几乎相同温度的流图案，其中，所述流图案是非常稳定的弯液面流图案，在该图案中，可确保合适的弯液面速度和温度而无偏流。使用这种流图案生产的板坯具有非常低的缺陷发生的可能性。此外，在图3(b)中，两个短边部分和中间部分几乎同样地显示略微高的温度，其他部分显示保持几乎相同温度的流图案，其中，尽管稳定且无偏流发生，所述流图案是其中在浸入式入口周围的氩(Ar)非常弱地上升的弯液面流图案。使用这种流图案生产的板坯也具有非常低的缺陷发生的可能性。图3(c)示出任何一个短边部分的温度显著高于其他部分的温度的流图案，并且图3(d)示出任何一个短边部分的温度低于图3(c)的情况但高于其他部分的温度的流图案。由于浸入式入口10的堵塞导致出现严重偏流，因此发生这种流图案，并且由于涡流等的形成，所生产的板坯具有非常高的缺陷发生的可能性。此外，图3(e)示出温度从短边部分至中间部分逐渐上升的流图案。露天空气夹杂物、失控的氩气量、浸入式入口蒸发等建立了这种流图案，并且附着在具有大量氧气的露天空气导致的气泡的周围的夹杂物可导致缺陷。图3(f)示出在整个弯液面中保持几乎相同的温度的弯液面流图案。降流的发生或低弯液面速度引起的大的温度降低可导致这种弯液面流图案，以及具有高的孔型缺陷发生的可能性的板坯。

数据存储单元400储存各种形状的弯液面流图案，并且观察和测量相应生产的板坯的质量并储存其数据。换言之，数据存储单元400将通过弯液面流检测单元300检测和可视化的各种弯液面流图案作为数据并储存该数据，并且跟踪板坯质量，如在用各种弯液面流图案生产的板坯中是否存在缺陷和缺陷位置，并储存该数据。此外，数据存储单元400可储存板坯的缺陷发生的原因，即异常弯液面流图案等的原因。此时，弯液面流图案和相应的板坯质量可与缺陷发生的原因进行匹配并被储存。例如，由于具有低的缺陷发生的可能性，利用图3(a)和3(b)所示的弯液面流图案生产的板坯被确定为正常。然而，如图4所示，由于在板坯的前表面形成了涡流等，用图3(c)和3(d)所示的弯液面流图案生产的板坯具有高的缺陷发生的可能性。此外，如图5所示，在板坯的后表面和前表面上，由于夹杂物附着在由具有大量氧气的露天空气导致的气泡的周围，用图3(e)所示的弯液面流图案生产的板坯具有高的多个孔型缺陷发生的可能性。此外，如图6所示，用图3(f)所示的弯液面流图案生产的板坯具有高的在板坯的后表面和前表面发生孔型缺陷的可能性。以这种方式，将弯液面流图案与由此生产的板坯是否存在板坯缺陷、缺陷形貌和原因进行匹配，并储存在数据存储单元400中。

板坯质量预测单元500比较了模具100中的当前弯液面流图案和数据存储单元400中储存的弯液面流图案的数据，并提取根据匹配的弯液面流图案的板坯质量数据。换言之，将接收了由弯液面流检测单元300检测的模具100中的当前弯液面流图案的板坯质量预测单元400与数据存储单元400中储存的弯液面流图案的数据进行比较，以检测匹配的弯液面流图案并提取相应的板坯质量数据。因此，比较了模具100的当前弯液面流图案，并可预测由此生产的板坯的质量。此外，以此方式提取的质量数据呈现在显示单元600上。

显示单元600显示选自弯液面高度检测单元200、弯液面流检测单元300和弯液面板坯质量预测单元500中的任意一种所提供的数据，并将该数据传递给使用者。显示单元600可包括能显示数据的各种类型的显示设备。例如，可包括移动设备和监控器。此时，如图7所示，呈现在显示单元600上的信息可包括选自以下的至少一条：模具100中的多个区域内的当前温度，其通过弯液面高度检测单元200(例如，多个热电偶)测量；模具100中的当前弯液面流的3D图像和2D图案，其通过弯液面流检测单元300测量；从数据存储单元400提供的板坯质量和板坯缺陷原因；以及关于模具100中的当前弯液面流图案的正常或缺陷的警报。

如上所述，根据本发明的一个实施方案的板坯质量预测装置使用弯液面高度检测单元200检测模具100中的弯液面高度变化，并使用弯液面流检测单元300根据弯液面流将3D图像和2D图案可视化。此外，跟踪采用各种弯液面流图案生产的板坯是否存在缺陷，并储存在数据存储单元400中。此外，从数据存储单元400中提取根据模具100中的当前弯液面流图案的板坯质量，并通过板坯质量预测单元500进行预测，以使之显示在显示单元600上。因此，可实时检测弯液面流图案，还可预测板坯缺陷是否存在，从而提前防止板坯缺陷，并因此提高生产率。

此外，在本发明的实施方案中，弯液面流检测单元300使用由多个弯液面高度检测单元200(例如，由多个温度检测装置)测量的温差来建立3D图像和2D图案。然而，通过将温度检测装置检测的温度用于以下方程式(1)并检测弯液面的高度而建立3D图像，并由此建立2D图案。图8为用于解释以下方程式(1)的模具100的横截面示意图。

其中，α表示使用涡流传感器的修正系数，Q表示使用模具100的输入/输出端的温差的实时热通量，K_熔渣表示熔渣30的热传导系数，K_cu表示模具100的热传导系数，d_熔渣表示熔渣层30的厚度，d_cu表示与模具100的短边接触的钢水20和热电偶200之间的对角线距离，T_钢表示钢水20的实时温度，T₁表示热电偶200的实时温度，d₁表示热电偶200与弯液面之间的垂直距离，以及d₂表示模具100的侧面与热电偶200的尖端之间的距离。因此，通过计算热电偶与弯液面之间的垂直距离d₁可检测弯液面高度。

此外，即使在长边110a和110b与短边120a和120b之间安装多个热电偶作为弯液面高度检测单元200并用于检测弯液面温度的所述情况下，多个区域内的弯液面高度的检测不局限于测量温度，但可通过使用感应电流、辐射等实现。例如，可使用电磁感应传感器、辐射发生器和测量器，以及安装在难熔耐火材料内的热电偶。当接近钢水时，电磁感应传感器通过测量变化的感应电流可测量钢水的高度。为此，将多个电磁感应传感器安装在模具100的长边和短边的相同高度处，以测量多个区域内的弯液面高度并使其形状可视化。此外，当通过使用射线透射来测量钢水高度时，钴(Co)60可用作辐射材料。为此，将辐射发生器安装在模具100的一个长边上，并可将辐射测量器安装在另一个长边上。此外，可将热电偶安装在难熔的耐火材料内以测量钢水温度。可将这种难熔的耐火热电偶在宽度和厚度的方向上直接安装在多个弯液面上，以测量弯液面温度，并使用温差测量弯液面高度。

将参照图9提供关于使用根据本发明的实施方案的板坯质量预测装置的板坯质量预测方法的描述。图9为用于解释根据本发明的一个实施方案的板坯质量预测方法的过程的流程图。

参照图9，根据本发明的一个实施方案的板坯质量预测方法包括：步骤(S110)，将多个弯液面高度检测单元200安装在模具100的多个区域内；步骤(S120)，利用多个区域内的弯液面高度通过弯液面流检测单元300建立弯液面流图案，所述多个区域内的弯液面高度通过多个弯液面高度检测单元200检测；步骤(S130)，将各种弯液面流图案作为数据，将板坯质量(例如由此生产的板坯是否存在缺陷和缺陷位置)作为数据，并将数据储存在数据存储单元400中；步骤(S140)，通过数据存储单元400检测与由弯液面流检测单元300检测的模具100的当前弯液面流图案相匹配的弯液面流图案数据；步骤(S150)，当当前弯液面流图案与数据存储单元400中储存的弯液面流图案数据匹配时，从数据存储单元400中提取相应的板坯质量以预测板坯质量；以及步骤(S160)，对使用者显示弯液面流图案和相应的板坯缺陷是否存在。此外，当当前弯液面流图案与数据存储单元400中储存的弯液面流图案不匹配时，跟踪当前弯液面流图案和相应的板坯的质量，并将其数据储存在数据存储单元400中，以持续更新数据存储单元400。

步骤S110：将多个弯液面高度检测单元200安装在模具100的顶部以检测模具100中的弯液面的多个区域的高度变化。弯液面高度检测单元200可使用各种工具以测量温度、电磁感应电流、辐射等，从中可测量弯液面高度。换言之，弯液面高度检测单元200可使用选自热电偶、电磁感应线圈、辐射发生器和测量器、插在难熔的耐火材料中的热电偶的至少任意一种。例如，可在模具100的长边和短边的相同高度处以均匀的间隔制备多个热电偶，并且一个电磁感应传感器可连同多个热电偶一起安装。此时，在弯液面的中间部位可安装多个电磁感应传感器。此外，作为弯液面高度检测单元200的热电偶可安装在与弯液面相距10mm或以下的高度处，且优选地在与弯液面相距4mm至9mm范围内的高度处。

步骤S120：弯液面流检测单元300使用由弯液面高度检测单元200检测的多个区域内的弯液面高度来检测弯液面流。弯液面流检测单元300建立根据弯液面高度的3D图像和2D图案。例如，根据多个热电偶测量的温度可以不同的颜色和高度显示弯液面流图案，并在3D图像中可视化以检测整个弯液面的形状。此外，通过简化3D图像可衍生2D图案。例如，当弯液面高度因钢水的波动而上升且弯液面接近于热电偶时，热电偶的温度上升，并且当弯液面高度下降且弯液面远离热电偶时，热电偶的温度下降。因此，使用由多个热电偶测量的温度可检测弯液面流并使之以预定的图案呈现。

步骤S130：跟踪根据各种弯液面流图案生产的板坯，并将板坯质量数据(例如相应的板坯是否存在缺陷、缺陷位置和缺陷原因)储存在数据存储单元400中。此时，数据存储单元400可储存与相应的板坯质量匹配的各种弯液面流图案。此外，板坯缺陷发生的原因，即异常弯液面流图案等的原因可被储存在数据存储单元400中。

步骤S140：在通过弯液面高度检测单元200和弯液面流检测单元300检测根据模具100中的钢水的弯液面高度变化的当前弯液面流图案之后，由数据存储单元400检测与当前弯液面流图案匹配的弯液面流图案数据。然而，当当前弯液面流图案为未储存在数据存储单元400中的新的弯液面流图案时，将当前的流图案和相应的板坯质量数据储存在数据存储单元400中。换言之，每一次建立未储存在数据存储单元400中的新的弯液面流图案时，则连续储存新的弯液面流图案和相应的板坯质量。

步骤S150和S160：当当前弯液面流图案与数据存储单元400中储存的弯液面流图案数据匹配时，从数据存储单元400中提取相应的板坯质量数据以预测板坯质量，并且通过显示单元600对使用者显示结果。此时，呈现在显示单元600上的信息包括弯液面流图案的3D图像和2D图像、相应的板坯的质量和缺陷图像和板坯的正常或异常。

此外，在上述板坯质量预测方法中，在建立弯液面流图案之后，将各种弯液面流图案和相应的板坯质量作为数据并储存。然而，将各种弯液面流图案和相应的板坯质量作为数据，且随后建立模具100的当前弯液面流图案并将其与预存储的弯液面流图案数据比较。此外，在本发明的一个实施方案中，当从弯液面流图案预测到会发生板坯缺陷时，可控制防止板坯缺陷发生。例如，当模具100中的弯液面流变成其中浸入式入口10周围的强度不同的偏流时，由于发生短边部分之间的弯液面高度差，且因此板坯缺陷发生的可能性高，因此可用火焰表面清理(scarfing)等提前处理相应的板坯。

尽管已参照具体的实施方案对本发明的技术构思进行了描述，其仅用于说明且不旨在局限于此。因此，本领域技术人员可容易地理解，可对本发明做出各种修改和变化而不偏离所附权利要求限定的本发明的特点和范围。

Claims

1.一种用于预测板坯质量的装置，包括：

多个弯液面高度检测单元，其布置于接收钢水的模具的顶部的多个区域内，并检测钢水的弯液面高度；

弯液面流检测单元，其利用多个区域内的弯液面高度建立弯液面流图案，所述多个区域内的弯液面高度通过多个弯液面高度检测单元检测；

数据存储单元，其储存弯液面流图案和相应生产的板坯的质量数据；以及

板坯质量预测单元，其从数据存储单元中提取由弯液面流检测单元检测的弯液面流图案和相应的板坯质量，以预测板坯质量；

其中在完成提供钢水至模具后，至少一次建立弯液面流图案；

其中弯液面高度检测单元包含温度检测装置；

其中弯液面流检测单元根据弯液面高度建立三维弯液面流图像，所述弯液面高度利用温度检测装置与弯液面之间的垂直距离而建立，所述垂直距离通过将由温度检测装置测量的温度用于以下方程式(1)来计算并且由三维图像建立二维弯液面流图案，

d_{c u} = \sqrt{d_{1}^{2} + d_{2}^{2}} - - - (1)

其中α表示使用涡流传感器的修正系数，Q表示使用模具的输入/输出端的温差的实时热通量，K_熔渣表示熔渣的热传导系数，K_cu表示模具的热传导系数，d_熔渣表示熔渣层的厚度，d_cu表示与模具的短边接触的钢水和热电偶之间的对角线距离，T_钢表示钢水的实时温度，T₁表示热电偶的实时温度，d₁表示热电偶与弯液面之间的垂直距离，以及d₂表示模具的侧面与热电偶的尖端之间的距离。

2.权利要求1的装置，进一步包括对使用者显示弯液面流图案和相应的板坯质量的显示单元。

3.权利要求2的装置，其中温度检测装置安装在模具顶部的同一高度处。

4.权利要求3的装置，其中温度检测装置安装在与弯液面相距4.5mm至9.5mm范围内的高度处。

5.权利要求2的装置，其中数据存储单元将多个弯液面流图案与选自以下的至少一种进行匹配：多种相应的板坯是否存在缺陷、缺陷位置和缺陷形状，并储存匹配结果。

6.权利要求2的装置，其中显示单元显示由弯液面高度检测单元、弯液面流检测单元、数据存储单元和板坯质量预测单元提供的信息中的至少任意一条。

7.一种预测板坯质量的方法，包括：

将多个弯液面高度检测单元安装在模具的多个区域内；

利用多个区域内的弯液面高度建立弯液面流图案，所述多个区域内的弯液面高度通过多个弯液面高度检测单元检测；

将预存的弯液面流图案数据与模具中的当前弯液面流图案比较；以及

提取与模具中的当前弯液面流图案匹配的弯液面流图案数据和相应的板坯质量数据，以预测对应于当前弯液面流图案的板坯的质量；

其中弯液面高度检测单元包含温度检测装置；

d_{c u} = \sqrt{d_{1}^{2} + d_{2}^{2}} - - - (1)

8.权利要求7的方法，进一步包括储存多个弯液面流图案数据和多个相应生产的板坯质量数据。

9.权利要求8的方法，进一步包括对使用者显示弯液面流图案和相应的板坯质量。

10.权利要求8的方法，进一步包括当当前弯液面流图案与弯液面流图案数据不匹配时，将当前弯液面流图案和相应的板坯质量作为数据并储存该数据。