CN108097902A - 一种在线快速检测电磁搅拌磁场强度的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种在线快速检测电磁搅拌磁场强度的方法，主要在结晶器上加装测量板，在结晶器中心位置从上向下移动测量杆，通过卷尺在每间隔8‑12cm取一个点，来采集磁场强度，当高斯仪在采集点时，将高斯仪的传感器探头旋转360度，寻找该采集点磁场强度的最大值，并记录，按上述操作依次取7‑14个点，并记录，绘出曲线图，判断电磁搅拌是否有符合要求，本发明能够验证在规定的磁场范围内，确保电磁搅拌的有效使用，为提高铸坯内部质量，提高设备保障。
Description
技术领域
本发明涉及冶金领域的一种连铸设备性能的检测方法，具体的说是一种在线快速检测电磁搅拌磁场强度的方法。
背景技术
电磁搅拌器（Electromagnetic stirring: EMS）的实质是借助在铸坯液相穴中感生的电磁力，强化钢水的运动。具体地说，搅拌器激发的交变磁场渗透到铸坯的钢水内，就在其中感应起电流，该感应电流与当地磁场相互作用产生电磁力，电磁力是体积力，作用在钢水体积元上，从而能推动钢水运动。根据电磁搅拌位置的不同，分为结晶器电磁搅拌器（M-EMS）和凝固末端电磁搅拌器（F-EMS）。
结晶器内电磁搅拌形成的钢水流动，能折断树枝晶端并净化凝固前沿，破碎的晶体可成为等轴晶的晶核，其中一部分受过热钢水的影响重新熔化，因此，凝固前期钢水的温度梯度变小。另外，电磁搅拌引起的钢水流动可以起到净化钢水、去除非金属夹杂的作用，也可以减小树枝凝固时形成的气孔。
电磁搅拌引起钢液流动可使树枝晶中的非金属夹杂上浮到弯月面，上浮的非金属夹杂容易转移到保护渣中，并被保护渣所吸收。这样，不仅使钢坯皮下夹杂量减少，而且也减少了钢坯内部的夹杂量，因此结晶器内电磁搅拌在国际上已被广泛地重视与应用。
目前，连铸电磁搅拌EMS已成为一种控制凝固组织、改善铸坯质量的重要手段。世界各国钢铸机都普遍采用了电磁搅拌技术。在国内，许多钢铁厂都已经采用了结晶器电磁搅拌。然而，对于高碳钢，铸坯在二次冷却中会出现缩孔、V型偏析、中心偏析质量缺陷，偏析缺陷随着方坯断面的增大而增加。为了解决高碳钢的中心偏析缺陷，国内外开展了多种技术研究，如低过热度浇注、凝固末端电磁搅拌、轻压下等。
铸坯凝固按钢水冷却过程分为3个阶段。连铸坯的凝固过程是热量传递的过程。钢水浇入结晶器后边传热、边下行、边凝固，形成了液相穴相当长的连铸坯，方坯液相穴长十米至十几米，板坯的可长达20多米。钢水冷却过程有3个阶段：即一次冷却区、二次冷却区和空冷区。为了获得好的搅拌效果，末端搅拌器的安置位置很重要。冶金长度是末端搅拌器的安置位置的一个重要参数。
对钢的质量要求极高，不仅要求钢的纯净度高，夹杂物数量少、尺寸小，形状及变形性要好；而且对连铸坯的偏析要求非常严格。明显的中心碳偏析，在热轧或其他加工条件下，该处产生马氏体相变，或由于相变温度的偏差和淬透性的不同，该处成为淬火开裂、软点和异常变形的根源，大大缩短钢材的使用寿命；另外，中心偏析可降低拉丝极限和延展性，会明显降低钢丝韧性，影响拉拔性能，增加断丝几率。
对于高碳钢，采用搅拌组合结晶器电磁搅拌器（M-EMS）+凝固末端电磁搅拌器（F-EMS）可以有效地改善中心偏析。
采用电磁搅拌可以改变柱状晶生长方向以及促进柱状晶向等轴晶的转变。此外，电磁搅拌还具有明显的细化晶粒作用，不论晶体的生长方式是柱状晶还是等轴晶，电磁搅拌都可使其细化、均匀，达到降低偏析的目的。
目前，通常采用的是结晶器+凝固末端电磁搅拌的方法。结晶器电磁搅拌（M-EMS）可迅速消除钢水过热度，明显扩大铸坯等轴晶区比例和降低中心偏析，亦有助于排除铸流中的非金属夹杂物提高铸坯表面质量，降低铸坯的缩孔和疏松；正确使用末端电磁搅拌（F-EMS）可进一步降低连铸坯的中心偏析，特别有助于改善高碳钢铸坯的中心凝固组织。
但因电磁搅拌长期使用及线圈使用寿命的特点，会出现线圈老化等原因，需测量电磁搅拌的磁场强度，验证是否在规定的磁场范围内。本发明一种在线快速检测电磁搅拌磁场强度的方法，能验证否在规定的磁场范围内。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，针对以上现有技术存在的缺点，提供一种在线快速检测电磁搅拌磁场强度的方法，能够验证在规定的磁场范围内，确保电磁搅拌的有效使用，为提高铸坯内部质量提高设备保障。
本发明解决以上技术问题的技术方案是：一种在线快速检测电磁搅拌磁场强度的方法，具体包括以下步骤：
步骤一：检测准备阶段Ⅰ：准备高斯仪、卷尺、测量板和测量杆等测量工具；
步骤二：检测准备阶段Ⅱ将指令转为维修模式，使结晶器电磁搅拌具备使用条件；
步骤三：检测准备阶段Ⅲ：将霍尔传感器探头安装在绝缘测量杆内，且测量杆上标好刻度，然后将霍尔传感器插头插入仪表上的传感器插槽中，按POWER电源按钮，接通电源，然后按下高斯计面板上的on/off按钮，显示屏上显示数字，表示仪器电源已经接通，可进行下一步操作；
步骤四：检测准备阶段Ⅳ：零点校对：将霍尔传感器探头置于磁场为零的区域，若表头读数不为零时调节面板上的“调零”旋钮，直到表数为零；
步骤五：检测阶段：
a、开启测量流次的电磁搅拌，设定电磁搅拌电流和频率，并且确认显示实际的电流与频率；
b、在结晶器上加装测量板，在结晶器中心位置从上向下移动测量杆，通过卷尺在每间隔8-12cm取一个点，来采集磁场强度，当高斯仪在采集点时，将高斯仪的传感器探头旋转360度，寻找该采集点磁场强度的最大值，并记录，按上述操作依次取7-14个点，并记录，绘出曲线图，判断电磁搅拌是否有符合要求；
c、在测量末端电磁搅拌时按照b中方法进行检测；
步骤六：分析阶段：在采集过程中，结晶器磁场强度数据存在偏差,在电流和频率为设定值时，结晶器中心磁场强度最大值的偏差在规定范围以内，则正常；在规定范围以外，则查找原因更换结晶器电磁搅拌线圈；
步骤七：检测结束阶段：关闭电源，拔掉霍尔传感器插头。
本发明进一步限定的技术方案是：
前述的检测阶段a中，设定电磁搅拌电流和频率为400A*4Hz。
前述的检测阶段b中，在结晶器上加装测量板，在结晶器中心位置从上向下移动测量杆，每间隔10cm为一个点，来采集磁场强度，当高斯仪在采集点时，将高斯仪的传感器探头旋转360度，寻找该采集点磁场强度的最大值，并记录，按上述操作依次取10个点，并记录，绘出曲线图，判断电磁搅拌是否有符合要求。
前述的分析阶段，结晶器磁场强度数据存在偏差,在电流和频率为400A*4Hz时，结晶器中心磁场强度最大值的偏差在65±10mT以内，则正常；在65±10mT以外，则查找原因更换结晶器电磁搅拌线圈。
本发明的有益效果是：该方法能在线快速检测电磁搅拌磁场强度，能准确验证否在规定的磁场范围内，防止因电磁搅拌长期使用及线圈使用寿命的特点，会出现线圈老化等原因，从而有效的确保电磁搅拌的有效使用，为提高铸坯内部质量，提高设备保障。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供一种在线快速检测电磁搅拌磁场强度的方法，能够验证在规定的磁场范围内，确保电磁搅拌的有效使用，为提高铸坯内部质量提高设备保障。
本发明解决以上技术问题的技术方案是：一种在线快速检测电磁搅拌磁场强度的方法，具体包括以下步骤：
步骤一：检测准备阶段Ⅰ：准备高斯仪、卷尺、测量板和测量杆等测量工具；
步骤二：检测准备阶段Ⅱ将指令转为维修模式，使结晶器电磁搅拌具备使用条件；
步骤三：检测准备阶段Ⅲ：将霍尔传感器探头安装在绝缘测量杆内，且测量杆上标好刻度，然后将霍尔传感器插头插入仪表上的传感器插槽中，按POWER电源按钮，接通电源，然后按下高斯计面板上的on/off按钮，显示屏上显示数字，表示仪器电源已经接通，可进行下一步操作；
步骤四：检测准备阶段Ⅳ：零点校对：将霍尔传感器探头置于磁场为零的区域，若表头读数不为零时调节面板上的“调零”旋钮，直到表数为零；
步骤五：检测阶段：
a、开启测量流次的电磁搅拌，设定电磁搅拌电流和频率为400A*4Hz，并且确认显示实际的电流与频率；
b、在结晶器上加装测量板，在结晶器中心位置从上向下移动测量杆，通过卷尺在每间隔10cm取一个点，来采集磁场强度，当高斯仪在采集点时，将高斯仪的传感器探头旋转360度，寻找该采集点磁场强度的最大值，并记录，按上述操作依次取10个点，并记录，绘出曲线图，判断电磁搅拌是否有符合要求；
c、在测量末端电磁搅拌时按照b中方法进行检测；
步骤六：分析阶段：在采集过程中，结晶器磁场强度数据存在偏差,在电流和频率为400A*4Hz时，结晶器中心磁场强度最大值的偏差在75mT以内，则正常；在75mT以外，则查找原因更换结晶器电磁搅拌线圈；
步骤七：检测结束阶段：关闭电源，拔掉霍尔传感器插头。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
Claims (4)
1.一种在线快速检测电磁搅拌磁场强度的方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
步骤一：检测准备阶段Ⅰ：准备高斯仪、卷尺、测量板和测量杆等测量工具；
步骤二：检测准备阶段Ⅱ将指令转为维修模式，使结晶器电磁搅拌具备使用条件；
步骤三：检测准备阶段Ⅲ：将霍尔传感器探头安装在绝缘测量杆内，且测量杆上标好刻度，然后将霍尔传感器插头插入仪表上的传感器插槽中，按POWER电源按钮，接通电源，然后按下高斯计面板上的on/off按钮，显示屏上显示数字，表示仪器电源已经接通，可进行下一步操作；
步骤四：检测准备阶段Ⅳ：零点校对：将霍尔传感器探头置于磁场为零的区域，若表头读数不为零时调节面板上的“调零”旋钮，直到表数为零；
步骤五：检测阶段：
a、开启测量流次的电磁搅拌，设定电磁搅拌电流和频率，并且确认显示实际的电流与频率；
b、在结晶器上加装测量板，在结晶器中心位置从上向下移动测量杆，通过卷尺在每间隔8-12cm取一个点，来采集磁场强度，当高斯仪在采集点时，将高斯仪的传感器探头旋转360度，寻找该采集点磁场强度的最大值，并记录，按上述操作依次取7-14个点，并记录，绘出曲线图，判断电磁搅拌是否有符合要求；
c、在测量末端电磁搅拌时按照b中方法进行检测；
步骤六：分析阶段：在采集过程中，结晶器磁场强度数据存在偏差,在电流和频率为设定值时，结晶器中心磁场强度最大值的偏差在规定范围以内，则正常；在规定范围以外，则查找原因更换结晶器电磁搅拌线圈；
步骤七：检测结束阶段：关闭电源，拔掉霍尔传感器插头。
2.根据权利要求1所述的在线快速检测电磁搅拌磁场强度的方法，其特征在于：所述检测阶段a中，设定电磁搅拌电流和频率为400A*4Hz。
3.根据权利要求1所述的在线快速检测电磁搅拌磁场强度的方法，其特征在于：所述检测阶段b中，在结晶器上加装测量板，在结晶器中心位置从上向下移动测量杆，每间隔10cm为一个点，来采集磁场强度，当高斯仪在采集点时，将高斯仪的传感器探头旋转360度，寻找该采集点磁场强度的最大值，并记录，按上述操作依次取10个点，并记录，绘出曲线图，判断电磁搅拌是否有符合要求。
4.根据权利要求1所述的在线快速检测电磁搅拌磁场强度的方法，其特征在于：所述分析阶段，结晶器磁场强度数据存在偏差,在电流和频率为400A*4Hz时，结晶器中心磁场强度最大值的偏差在65±10mT以内，则正常；在65±10mT以外，则查找原因更换结晶器电磁搅拌线圈。
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