CN104848821B - 连铸机中间包渣子的厚度测量方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于连铸机领域，其公开了一种连铸机中间包渣子的厚度测量方法和装置，厚度测量方法包括：缠绕步骤，测量步骤和厚度确定步骤。厚度测量装置包括：支撑架、第一金属丝以及第二金属丝；所述支撑架呈杆状，在竖直向下的轴向方向上具有夹持部和插入部；在所述插入部上缠绕有所述第一金属丝和所述第二金属丝，且所述第一金属丝和所述第二金属丝在所述插入部上形成重叠区域；其中，所述第一金属丝和第二金属丝的熔点分别为1400℃～1500℃和1000℃～1100℃。本发明通过上述技术方案实现了厚度测量装置的结构简单，操作简便，测量时间短，造价低廉，对连铸机中间包渣厚测量精度高。

Description

连铸机中间包渣子的厚度测量方法和装置

技术领域

本发明涉及连铸机领域，具体地涉及一种连铸机中间包渣子的厚度测量方法和装置。

背景技术

连铸机中间包具有储存钢水和连续向结晶器提供钢水的作用。随着对钢水质量要求的提高，在储存钢水期间，需在钢水表面加入覆盖剂，对钢水进行绝热保温防止散热，同时隔绝空气，防止钢水氧化。通常覆盖剂熔化后变成渣子，根据钢铁冶金的要求，渣子在钢水上表面的厚度不能大于40mm，大于40mm时，会造成钢水卷渣，污染钢水，因此，大于40mm时必须将渣子从排渣口排出。

为了测量渣子的厚度，通常采用的方法是用一根吹氧管插入钢水中，停留20—25秒后，将吹氧管从钢水中拿出，根据吹氧管上残留的渣子来测量渣厚。该种方法测量时间长，作业环境恶劣，操作工需手持吹氧管在红热的钢水上方测量，对操作工的热辐射时间长，并且测量不准确，测量精度差，影响钢水的质量。

发明内容

为了解决上述问题，本发明实施例一方面提供了一种连铸机中间包渣子的厚度测量方法，其包括：缠绕步骤，将第一金属丝和第二金属丝缠绕在呈杆状的支撑架上且使所述第一金属丝和所述第二金属丝在所述支撑架上形成重叠区域；测量步骤，将所述支撑架垂直插入到所述连铸机中间包的钢水中且使所述重叠区域的一端位于所述连铸机中间包钢水中，所述重叠区域的另一端位于所述连铸机中间包渣子上方，停留1～2秒后从钢水中拔出；厚度确定步骤，将拔出的支撑架垂直放置，以所述第二金属丝的熔断点为基准向下测量出所述第一金属丝沿所述支撑架的轴向方向的长度h，所述长度h即为渣子的厚度；其中，所述第一金属丝和第二金属丝的熔点分别为1400℃～1500℃和1000℃～1100℃。

在如上所述的连铸机中间包渣子的厚度测量方法中，优选，所述缠绕步骤中将第一金属丝和第二金属丝缠绕在呈杆状的支撑架上，具体包括：将所述第一金属丝和所述第二金属丝拧在一起形成一根金属线，之后将所述金属线以S状缠绕在所述支撑架上且在所述支撑架上形成多圈。

在如上所述的连铸机中间包渣子的厚度测量方法中，优选，在如上所述的连铸机中间包渣子的厚度测量方法中，优选，所述第一金属丝的材质为低碳钢，所述第二金属丝的材质为铜。

本发明实施例另一方面还提供了一种连铸机中间包渣子的厚度测量装置，其包括：所述连铸机中间包渣厚测量装置包括：支撑架、第一金属丝以及第二金属丝；所述支撑架呈杆状，在竖直向下的轴向方向上具有夹持部和插入部；在所述插入部上缠绕有所述第一金属丝和所述第二金属丝，且所述第一金属丝和所述第二金属丝在所述插入部上形成重叠区域；其中，所述第一金属丝和第二金属丝的熔点分别为1400℃～1500℃和1000℃～1100℃。

在如上所述的连铸机中间包渣子的厚度测量装置中，优选，所述第一金属丝和所述第二金属丝以一根金属线的形式缠绕在所述插入部上，所述一根金属线通过所述第一金属丝和所述第二金属丝拧在一起而形成；优选地，所述一根金属线以S状缠绕在所述插入部上且在所述插入部上形成多圈。

在如上所述的连铸机中间包渣子的厚度测量装置中，优选，所述第一金属丝的直径为1.6mm～2.8mm；所述第二金属丝的直径为0.5mm～1.0mmm。

在如上所述的连铸机中间包渣子的厚度测量装置中，优选，所述第一金属丝的长度为400mm～600mm；所述第二金属丝的长度为400mm～600mm；所述支撑架的直径为10mm～25mm；所述支撑架的长度为400mm～600mm。

在如上所述的连铸机中间包渣子的厚度测量装置中，优选，所述第一金属丝的材质为低碳钢，所述第二金属丝的材质为铜。

在如上所述的连铸机中间包渣子的厚度测量装置中，优选，所述连铸机中间包渣厚测量装置还包括：固定夹，用于夹持住所述支撑架的夹持部。

在如上所述的连铸机中间包渣子的厚度测量装置中，优选，在所述支撑架的插入部上设置有刻度标记，用于确定所述重叠区域的插入深度；或者在所述支撑架上与所述重叠区域插入钢水端相对应的位置设置标记，用于监测测量前后重叠区域中第一金属丝的插入钢水端的位置变化。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

结构简单，操作简便，测量时间短，造价低廉，对渣子的厚度测量精度高；可应用在任何钢铁厂对连铸机中间包渣子的厚度进行测量，应用范围广。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种连铸机中间包渣子的厚度测量装置在测量时的示意图；

图2为图1中A处与支撑架的放大示意图；

图3为本发明实施例提供的一种固定夹的主视图；

图4为本发明实施例提供的一种固定夹的俯视图；

其中，图中符号说明如下：

1-第一金属丝，2-第二金属丝，3-支撑架，4-固定夹，5-渣子，6-中间包，7-钢水，41-第一钳体，42-第二钳体，411、421-钳柄，412、422-钳口。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

在以吹氧管为连铸机中间包渣子的厚度测量装置时，依据吹氧管上残留的渣子来测量渣子的厚度，即在测量时需将吹氧管停留在钢水中较长一段时间，由于该时间可达20～25秒，使操作人员受钢水的热辐射时间长且测量不准确，严重影响了钢水质量，为此本发明实施例提供了一种连铸机中间包渣子的厚度测量方法，其方法步骤如下：

缠绕步骤，将第一金属丝和第二金属丝缠绕在呈杆状的支撑架上以使第一金属丝和第二金属丝在支撑架上形成重叠区域，其中，第一金属丝和第二金属丝的熔点分别为1400℃～1500℃和1000℃～1100℃，重叠区域指的是在垂直于支撑架轴向的方向上，同时缠绕有第一金属丝和第二金属丝的区域。第一金属丝的材质优选为低碳钢(比如铁丝)，第二金属丝的材质优选为铜，其熔点为1083.4℃。

测量步骤，将支撑架垂直插入到连铸机中间包的钢水中使得支撑架的重叠区域的一端伸入钢水中，另一端裸露在连铸机中间包的渣子上方，停留1～2秒后从钢水中拔出。一般情况下连铸机中间包渣子的厚度上限值优选为40mm，当渣子实际厚度超过该上限值时要排出一部分渣子，根据实际的应用情况，连铸机中间包渣子的厚度上限值还可以为其他值，本实施例不对此进行限定。上述重叠区域沿支撑架轴向的长度应尽可能的长以保证其一端可伸入渣下的钢水中，另一端可以裸露于渣子上方。

厚度确定步骤，将拔出的支撑架垂直放置以第二金属丝的熔断点为基准向下测量出第一金属丝沿支撑架的轴向方向的长度h，长度h为渣子的厚度。

应用时，由于连铸机中间包的钢水温度为1500℃～1530℃，渣子的温度为大于1100℃而小于1400℃，因此采用熔点为1400℃～1500℃的第一金属丝和熔点为1000℃～1100℃的第二金属丝进行渣子厚度的测量，测量时重叠区域处第二金属丝浸入渣子和钢水中的部分被全部熔化；第一金属丝浸入钢水中的部分被全部熔化，而浸入渣子中的部分则被保留，通过以第二金属丝的熔断点为基准对第一金属丝浸入渣子中的部分进行测量，可得渣子的厚度。

在缠绕步骤中，可以先将第一金属丝或第二金属丝缠绕在支撑架上，再对应地将另一金属丝：第二金属丝或第一金属丝缠绕在支撑架上。为了确保渣子厚度测量的准确性，将第一金属丝和第二金属丝同时缠绕在支撑架上，具体地，先将第一金属丝和第二金属丝拧在一起形成一根金属线即两股金属丝形成的金属线，之后再将该金属线缠绕在支撑架上。优选将金属线以S状缠绕在支撑架上且在支撑架上缠绕形成多圈，使得金属线紧紧的贴在支撑架上，如此增大了金属线与支撑架之间的摩擦力，避免了其在支撑架上发生移动，即测试步骤中金属线在支撑架上的位置不发生变化。

为了利于操作人员将第一金属丝和第二金属丝缠绕在支撑架上且进一步保证第一金属丝和第二金属丝不至于从支撑架上滑脱，第一金属丝的直径为优选为1.6mm～2.8mm，例如：1.6mm，2mm，2.2mm，2.4mm，2.8mm；第二金属丝的直径优选为0.5mm～1.0mmm，例如0.5mm，0.8mm，1.0mm。实践中，渣子的厚度可达60mm，远远超出值为40mm的厚度上限值，为了使第一金属丝和第二金属丝在支撑架上形成多圈以增大摩擦力且适应渣子的实际厚度过厚的情况，第一金属丝的长度优选为400mm～600mm，例如：400mm，450mm，500mm，600mm；第二金属丝的长度优选为400mm～600mm，例如：400mm，450mm，500mm，600mm；支撑架的直径优选为10mm～25mm，例如：10mm，15mm，20mm，25mm；支撑架的长度为优选为400mm～600mm，例如：400mm，450mm，500mm，600mm。支撑架可以为柱形，例如圆柱形；还可以为管形，例如圆管形，其材质优选为耐热钢。另外，为了防止两根金属丝或金属线在支撑架上滑脱，支撑架可以选用耐热螺纹钢。

在上述测量步骤中，为了更加准确地确定在测量过程中重叠区域的一端已经插入钢水中，可以在支撑架插入钢水之前，在支撑架上与重叠区域插入钢水端相对应的位置标记一个记号(比如刻痕等)，这样在测量完成后，就可以确定重叠区域插入钢水的那一端是否真的插入了钢水中，如果插入了钢水中，则测量完成后的支撑架上重叠区域的第一金属丝的最下端即插入钢水端在支撑架的位置会上移，也就是距离之前设定的记号会产生一定的距离，也就是说，第一金属丝已经浸入钢水中并被高温的钢水所熔化，此种情况得到的测量结果才是准确的；如果重叠区域的最下端没有插入钢水中，则测量完成后的支撑架上重叠区域的第一金属丝的最下端即插入钢水端在支撑架上的位置未改变，也就是与之前设定记号的位置一致，也就是说，第一金属丝未浸入钢水中未被高温的钢水所熔化，此种情况得到的测量结果可能存在误差。

本发明实施例还提供了一种连铸机中间包渣子的厚度测量装置，用于执行上述连铸机中间包渣子的厚度测量方法，参见图1～4，该厚度测量装置包括支撑架3、第一金属丝1和第二金属丝2。

具体而言，支撑架3呈杆状，在竖直向下的轴向方向上具有夹持部和插入部，测量时，通过操作人员夹持住夹持部将支撑架3插入到连铸机中间包6的钢水7中以使插入部的一端伸入连铸机中间包6的钢水7中，另一端裸露在连铸机中间包6的渣子5外。支撑架3可以为柱形，还可以为管形，其材质优选为耐热钢。另外，为了防止两根金属丝或金属线在支撑架上滑脱，支撑架可以选用耐热螺纹钢。为了使支撑架3顺利地经渣子5插入钢水7中，待伸入钢水7中的插入部一端呈倒圆锥形。

由于钢水7的温度为1500℃～1530℃，渣子5的温度为大于1100℃而小于1400℃，因此采用熔点为1400℃～1500℃的第一金属丝1和熔点为1000℃～1100℃的第二金属丝2。将第一金属丝1和第二金属丝缠绕在支撑架3的插入部上，且使第一金属丝1和第二金属丝2在插入部上形成重叠区域，重叠区域指的是在垂直于支撑架的轴向的方向上，同时缠绕有第一金属丝1和第二金属丝2的区域。第一金属丝1的材质优选为低碳钢(比如铁丝)；第二金属丝2的材质优选为铜，其熔点为1083.4℃。重叠区域沿支撑架轴向方向的长度以在将支撑架垂直插入到钢水中时重叠区域的一端伸入钢水中，另一端裸露在渣子上方为准

第一金属丝1和第二金属丝2可以分别单独地缠绕在支撑架3上，也就是说，先将第一金属丝1缠绕在支撑架3上，然后再将第二金属丝2缠绕在支撑架3上或先将第二金属丝2缠绕在支撑架3上，然后再将第一金属丝1缠绕在支撑架3上。为了确保渣子厚度测量的准确性，将第一金属丝1和第二金属丝2同时缠绕在支撑架3上，即将第一金属丝1和第二金属丝2以一个整体的形式缠绕在支撑架3上，具体地，第一金属丝1和第二金属丝2以一根金属线的形式缠绕在支撑架3上，该根金属线由第一金属丝1和第二金属丝2拧在一起形成，呈麻花状。优选将该根金属线以S状缠绕在支撑架3上且在支撑架3上缠绕形成多圈，使得该根金属线紧紧的贴在支撑架3上，如此增大了该根金属线与支撑架3之间的摩擦力，避免了其在支撑架3上发生移动，即在测试时该根金属线在支撑架3上的位置不发生变化。

为了利于操作人员将第一金属丝1和第二金属丝2缠绕在支撑架3上且进一步保证第一金属丝1和第二金属丝2不至于从支撑架3上滑脱，第一金属丝1的直径为优选为1.6mm～2.8mm，例如：1.6mm，2mm，2.2mm，2.4mm，2.8mm；第二金属丝2的直径优选为0.5mm～1.0mmm，例如0.5mm，0.8mm，1.0mm。实践中，渣子5的厚度可达60mm，远远超出值为40mm的厚度上限值，为了使第一金属丝1和第二金属丝2在支撑架3缠绕后形成多圈以增大与支撑架3之间的摩擦力且适应渣子5的实际厚度过厚的情况，第一金属丝1的长度优选为400mm～600mm，例如：400mm，450mm，500mm，600mm；第二金属丝2的长度优选为400mm～600mm，例如：400mm，450mm，500mm，600mm；支撑架3的直径优选为10mm～25mm，例如：10mm，15mm，20mm，25mm；支撑架3的长度为优选为400mm～600mm，例如：400mm，450mm，500mm，600mm。

测试时，需操作人员将支撑架3插入钢水7中，由于钢水7温度达1500℃～1530℃，为了减少钢水7对操作人员的热辐射量，连铸机中间包渣厚测量装置还包括：用于夹持住支撑架夹持部的固定夹4。固定夹4与支撑架3呈90°设置。固定夹具有相互铰接的第一钳体41和第二钳体42，第一钳体41和第二钳体42的结构相同，均具有钳柄411、421和钳口412、422，钳柄和钳口以铰接点来区分。第一钳体41或第二钳体42的两个钳柄靠近铰接点的部分之间设置有弹簧。钳口的与支撑架夹持部接触的表面为优选弧面，弧面上开有竖纹以在夹持时增大摩擦。

为了便于操作人员掌握支撑架3插入钢水7中的深度以实现渣子厚度的测量，在支撑架3插入部上设置有刻度标记，例如由下至上的轴线方向上，在重叠区域40mm、50mm、60mm、70mm处分别设置刻度标记，一般情况下渣子的实际厚度不会超过60mm，所以测量时如果70mm的刻度标记没入渣子中，则基本表明重叠区域插入深度满足要求，即重叠区域下端已浸入钢水中。刻度标记的数量优选为多个，沿支撑架轴向方向依次设置，以在渣子5的厚度大于厚度上限值时，为操作人员提供重叠区域插入深度的依据，从而能精确测量出渣子5的厚度。

此外，为了更加准确地确定在测量过程中重叠区域的一端已经插入钢水7中，可在支撑架3上与重叠区域插入钢水端相对应的位置标记一个记号(比如刻痕等)，用于监测测量前后重叠区域中第一金属丝1的插入钢水端的位置变化，这样在测量完成后，就可以确定重叠区域插入钢水的那一端是否真的插入了钢水中，如果插入了钢水7中，则测量完成后的支撑架3上重叠区域的第一金属丝1的最下端即插入钢水端在支撑架3的位置会上移，也就是距离之前设定的记号会产生一定的距离，也就是说，第一金属丝1已经浸入钢水中并被高温的钢水所熔化，此种情况得到的测量结果才是准确的；如果重叠区域的最下端没有插入钢水中，则测量完成后的支撑架上重叠区域的第一金属丝1的最下端即插入钢水端在支撑架3上的位置未改变，也就是与之前设定记号的位置一致，也就是说，第一金属丝1未浸入钢水7中未被高温的钢水所熔化，此种情况得到的测量结果可能存在误差。

综上所述，本发明实施例的有益效果如下：

结构简单，操作简便，测量时间短，造价低廉，渣子厚度测量精度高；可应用在任何钢铁厂对连铸机中间包渣厚度进行测量，应用范围广。

Claims (8)

1.一种连铸机中间包渣子的厚度测量方法，其特征在于，所述厚度测量方法包括：

缠绕步骤，将第一金属丝和第二金属丝缠绕在呈杆状的支撑架上且使所述第一金属丝和所述第二金属丝在所述支撑架上形成重叠区域；

测量步骤，将所述支撑架垂直插入到所述连铸机中间包的钢水中且使所述重叠区域的一端位于所述连铸机中间包钢水中，所述重叠区域的另一端位于所述连铸机中间包渣子上方，停留1～2秒后从钢水中拔出；

厚度确定步骤，将拔出的支撑架垂直放置，以所述第二金属丝的熔断点为基准向下测量出所述第一金属丝沿所述支撑架的轴向方向的长度h，所述长度h即为渣子的厚度；

其中，所述第一金属丝和第二金属丝的熔点分别为1400℃～1500℃和1000℃～1100℃；

所述缠绕步骤中将第一金属丝和第二金属丝缠绕在呈杆状的支撑架上，具体包括：将所述第一金属丝和所述第二金属丝拧在一起形成一根金属线，之后将所述金属线以S状缠绕在所述支撑架上且在所述支撑架上形成多圈。

2.根据权利要求1所述的连铸机中间包渣子的厚度测量方法，其特征在于，所述第一金属丝的材质为低碳钢，所述第二金属丝的材质为铜。

3.一种连铸机中间包渣子的厚度测量装置，其特征在于：所述连铸机中间包渣厚测量装置包括：支撑架、第一金属丝以及第二金属丝；

所述支撑架呈杆状，在竖直向下的轴向方向上具有夹持部和插入部；

在所述插入部上缠绕有所述第一金属丝和所述第二金属丝，且所述第一金属丝和所述第二金属丝在所述插入部上形成重叠区域；

其中，所述第一金属丝和第二金属丝的熔点分别为1400℃～1500℃和1000℃～1100℃；所述第一金属丝和所述第二金属丝以一根金属线的形式缠绕在所述插入部上，所述一根金属线通过所述第一金属丝和所述第二金属丝拧在一起而形成，所述一根金属线以S状缠绕在所述插入部上且在所述插入部上形成多圈。

4.根据权利要求3所述的连铸机中间包渣子的厚度测量装置，其特征在于，所述第一金属丝的直径为1.6mm～2.8mm；

所述第二金属丝的直径为0.5mm～1.0mmm。

5.根据权利要求3所述的连铸机中间包渣子的厚度测量装置，其特征在于，

所述第一金属丝的长度为400mm～600mm；

所述第二金属丝的长度为400mm～600mm；

所述支撑架的直径为10mm～25mm；

所述支撑架的长度为400mm～600mm。

6.根据权利要求3所述的连铸机中间包渣子的厚度测量装置，其特征在于，所述第一金属丝的材质为低碳钢，所述第二金属丝的材质为铜。

7.根据权利要求3所述的连铸机中间包渣子的厚度测量装置，其特征在于，所述连铸机中间包渣厚测量装置还包括：

固定夹，用于夹持住所述支撑架的夹持部。

8.根据权利要求3所述的连铸机中间包渣子的厚度测量装置，其特征在于，在所述支撑架的插入部上设置有刻度标记，用于确定所述重叠区域的插入深度；或者在所述支撑架上与所述重叠区域插入钢水端相对应的位置设置标记，用于监测测量前后重叠区域中第一金属丝的插入钢水端的位置变化。