CN111482590A - 浸入式水口插入方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种浸入式水口插入方法及装置，属于钢铁生产技术领域。插入方法包括：采用和浸入式水口同步升降的测量尺作为下降高度参照物，测量尺刻度竖直排布、最低刻度不高于浸入式水口底面。在预设高度处朝向浸入式水口和测量尺发射水平标记光线，预设高度处位于浸入式水口的底面和结晶器的顶部之间。测量预设高度处到结晶器的液面之间的高度L1。浸入式水口的底面下降至预设高度处，获取测量尺与水平标记光线对应的读数A1；继续下降至测量尺与水平标记光线对应的读数为A2，|A2‑A1|＝L1+L2，L2为浸入式水口插入结晶器的液面的预设深度。能够准确测量浸入式水口的插入深度，并能够精确地将浸入式水口插入至预设深度处。

Description

浸入式水口插入方法及装置

技术领域

本申请涉及钢铁生产技术领域，具体而言，涉及一种浸入式水口插入方法及装置。

背景技术

目前，连铸机从中间包到结晶器都采用浸入式水口保护浇注，起到提高铸坯质量、改善劳动条件、稳定连铸操作和防止铸坯表面缺陷等方面的作用。而研究发现，采用浸入式水口保护浇注的方式，必须对中间包浸入式水口插入钢水深度进行严格控制。但是浸入式水口插入在结晶器高温钢水液面以下，而且结晶器内腔尺寸比较小，因此浸入式水口的插入深度很难通过精准测量来控制。

现有技术中，为了控制浸入式水口的插入深度，通常在插入浸入式水口的时候对浸入式水口的插入深度进行测量。目前，浸入式水口的插入深度通常采用以下方法进行。

在第一种现有测量方式中，如图1所示，采用底部能够与浸入式水口的底面匹配的耐热钢条插入钢液中，在使得耐热钢条的底部与浸入式水口的底面匹配后，取出耐热钢条，测量耐热钢条上沾附有钢液的钢段的高度H1，得到浸入式水口的插入深度。由于耐热钢条在插入钢液至从钢液中取出的过程中，容易出现操作的抖动或者钢液的波动等问题，导致测量结果不准确。

为了解决第一种现有测量方式中存在的问题，现有技术还提出了第二种测量方式，如图2所示，在浸入式水口插入前，先测量浸入式水口从底面到中间包底部的总长度H2；在浸入式水口插入后，测量结晶器的钢液表面到中间包底部的距离H3，计算H2和H3的差值，得到浸入式水口的插入深度。由于中间包在长期使用后包底会受热变形，导致H3的测量值存在较大的偏差，从而导致测量结果不准确。

为了解决第二种现有测量方式中存在的问题，现有技术还提出了第三种现有测量方式，如图3所示，在浸入式水口接近中间包的一端选取与浸入式水口相对固定的参照位置，在浸入式水口插入前，先测量浸入式水口从底面到参照位置的张长度H4；在浸入式水口插入后，测量结晶器的钢液表面到参考位置的距离H5，计算H4和H5的差值，得到浸入式水口的插入深度。由于插入深度需要在浸入式水口插入后，再通过对H5的测量并计算得到，获得的插入深度主要用于对插入深度进行确认并用于进一步调整，难以精确地将浸入式水口插入至预设深度处。

发明内容

本申请的目的在于提供一种浸入式水口插入方法和装置，能够准确测量浸入式水口的插入深度，并能够精确地将浸入式水口插入至预设深度处。

本申请的实施例是这样实现的：

第一方面，本申请实施例提供一种浸入式水口插入方法，包括：

将浸入式水口移动到预设位置，预设位置处浸入式水口的底面位于结晶器的顶部的上方。

采用和浸入式水口同步升降的测量尺作为下降高度的测量参照物，其中，测量尺的刻度沿竖直方向排布，测量尺的最低刻度不高于浸入式水口的底面，且测量尺配置为浸入式水口插入结晶器的液面后位于结晶器的外部。

在预设高度处朝向浸入式水口和测量尺发射水平标记光线，预设高度处位于浸入式水口的底面和结晶器的顶部之间。

测量预设高度处到结晶器的液面之间的高度L1。

保持水平标记光线高度不变，将浸入式水口的底面下降至预设高度处与水平标记光线接触，获取测量尺与水平标记光线对应的读数A1；继续将浸入式水口进行下降，直至测量尺与水平标记光线对应的读数为A2，其中，|A2-A1|＝L1+L2，L2为浸入式水口插入结晶器的液面的预设深度。

第二方面，本申请实施例提供一种浸入式水口插入装置，包括连铸机本体、测量尺和光线发射装置。

连铸机本体设置有可升降的中间包，中间包设置有浸入式水口。

测量尺被构造成能够与浸入式水口同步升降，测量尺具有沿竖直方向排布的刻度，且测量尺的最低刻度不高于浸入式水口的底面。

光线发射装置固定于连铸机本体，光线发射装置被构造成能够朝向浸入式水口和测量尺发射水平标记光线。

当浸入式水口位于预设位置时，水平标记光线位于浸入式水口的底面和结晶器的顶部之间，预设位置处浸入式水口的底面位于结晶器的顶部的上方；当浸入式水口插入结晶器的液面后，测量尺位于结晶器外部。

本申请实施例提供的浸入式水口插入方法和装置，有益效果包括：

采用与浸入式水口同步升降的测量尺作为下降高度的测量参照物，由于测量尺的刻度沿竖直方向排布，通过读取测量尺在某一固定高度处的读数变化，即可获取浸入式水口的升降高度；在预设高度处朝向测量尺发射水平标记光线，便于读取测量尺在预设高度处的读数。

将预设高度处的水平标记光线设置在浸入式水口的底面和结晶器的顶部之间，同时使得水平标记光线还能够朝向浸入式水口发射，通过将浸入式水口的底面下降至与水平标记光线接触，使得浸入式水口的底面能够精确下降至预设高度处；同时，由于测量尺的最低刻度不高于浸入式水口的底面，使得浸入式水口的底面下降至预设高度处时，能够获取测量尺与水平标记光线对应的读数A1。

浸入式水口的底面下降至预设高度处后，通过测量获取预设高度处到结晶器的液面之间的高度L1，预设浸入式水口插入结晶器的液面的预设深度为L2，通过计算可以得到浸入式水口的底面从预设高度处下降至插入预设深度时的总高度为L1+L2。

在本申请的实施例中，浸入式水口的底面在预设高度处开始下降时，测量尺在预设高度处的读数的变化等于浸入式水口的下降高度。通过读取测量尺在预设高度处的读数的变化能够准确地获取浸入式水口的下降高度，从而计算得到浸入式水口的插入深度。当读数的变化等于L1+L2时代表浸入式水口已经下降至预设深度处，由于通过计算可以得到浸入式水口下降至预设深度处时刻度尺在预设高度处的A2，当浸入式水口下降至测量尺在预设高度处的读数为A2时，表示浸入式水口刚好插入预设深度，此时及时停止浸入式水口继续下降，能够精确地将浸入式水口插入至预设深度处。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为第一种现有测量方式的工作原理示意图；

图2为第二种现有测量方式的工作原理示意图；

图3为第三种现有测量方式的工作原理示意图；

图4为本申请实施例提供的浸入式水口插入装置在浸入式水口位于预设位置处的工作状态示意图；

图5为本申请实施例提供的浸入式水口插入装置在浸入式水口的底面位于预设高度处的工作状态示意图；

图6为本申请实施例提供的浸入式水口插入装置在浸入式水口插入预设深度处的工作状态示意图。

图标：100-浸入式水口插入装置；101-连铸机本体；102-中间包；103-浸入式水口；104-测量尺；105-光线发射装置；106-水平标记光线；200-结晶器。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

下面对本申请实施例的浸入式水口103插入方法和装置进行具体说明。

请参阅图4-图6，本申请实施例提供一种浸入式水口插入装置100，包括连铸机本体101、测量尺104和光线发射装置105。连铸机本体101设置有可升降的中间包102，中间包102设置有浸入式水口103。

测量尺104被构造成能够与浸入式水口103同步升降，测量尺104具有沿竖直方向排布的刻度；当浸入式水口103插入结晶器200的液面后，测量尺104位于结晶器200外部，避免浸入式水口103插入结晶器200的液面时测量尺104与钢液接触，保证测量尺104能够正常应用。上述设置方式，由于浸入式水口103与测量尺104同步升降，通过读取测量尺104在某一固定高度处的读数变化，即可获取浸入式水口103的升降高度。

光线发射装置105固定于连铸机本体101，即光线发射装置105在连铸机本体101上的位置是固定的，不随中间包102的升降而升降；光线发射装置105被构造成能够朝向测量尺104发射水平标记光线106。上述设置方式，通过光线发射装置105在预设高度处朝向测量尺104发射水平标记光线106，便于通过水平标记光线106的标记指示而方便且准确地读取测量尺104在预设高度处的读数。

在本申请的实施例中，浸入式水口103具有位于处浸入式水口103的底面位于结晶器200的顶部的上方的预设位置，如图4所示。当浸入式水口103位于预设位置时，预设高度处的水平标记光线106位于浸入式水口103的底面和结晶器200的顶部之间。同时，在本申请的实施例中，测量尺104被构造成最低刻度不高于浸入式水口103的底面，光线发射装置105还被构造成能够朝向浸入式水口103发射水平标记光线106。上述设置方式，能够通过将浸入式水口103从预设位置处下降至浸入式水口103的底面与水平标记光线106接触，使得浸入式水口103的底面能够精确下降至预设高度处，如图5所示。同时，由于将测量尺104配置为最低刻度不高于浸入式水口103的底面，使得浸入式水口103的底面下降至预设高度处时，能够获取测量尺104与水平标记光线106对应的读数A1。

本申请实施例提供的浸入式水口插入装置100，将浸入式水口103的底面下降至预设高度处后，通过测量获取预设高度处到结晶器200的液面之间的高度L1，预设浸入式水口103插入结晶器200的液面的预设深度为L2，通过计算可以得到浸入式水口103的底面从预设高度处下降至插入预设深度时的总高度L1+L2。浸入式水口103的底面在预设高度处开始下降时，测量尺104在预设高度处的读数的变化等于浸入式水口103的下降高度。通过读取测量尺104在预设高度处的读数的变化能够准确地获取浸入式水口103的下降高度，从而计算得到浸入式水口103的插入深度。当读数的变化等于L1+L2时代表浸入式水口103已经下降至预设深度处，由于通过计算可以得到浸入式水口103下降至预设深度处时刻度尺在预设高度处的A2，当浸入式水口103下降至测量尺104在预设高度处的读数为A2时，如图6所示，表示浸入式水口103刚好插入预设深度，此时及时停止浸入式水口103继续下降，能够精确地将浸入式水口103插入至预设深度处。

在本申请的实施例中，由于光线发射装置105在连铸机本体101上的位置是固定的，其可以根据需要设置于连铸机本体101上不随中间包102升降的位置。示例性的，光线发射装置105安装在连铸机本体101中设置中间包102的中间包102车横梁底部，其设置方便，且与中间包102有较好的对应关系，方便发射与浸入式水口103对应的水平标记光线106。

需要说明的是，在本申请的实施例中，光线发射装置105的种类不限，例如但不限于可以发射红光、橙光或者蓝光等，只要能够在预设高度处发射水平光线。可选的，光线发射装置105为红外线发射装置，例如为红外线水平仪，发射水平的红光，便于观察和准确判断。

在本申请的实施方案中，示例性的，测量尺104设置于中间包102的底部，使得测量尺104的安装方便，且能够有效保证测量尺104与浸入式水口103的同步升降状态。当然，测量尺104的设置位置不限，例如也可以在连铸机本体101设置与中间包102同步升降的测量固定架，用于安装测量尺104。

在一些可能的实施方案中，在水平标记光线106的发射方向上，测量尺104位于浸入式水口103和光线发射装置105之间。可选的，测量尺104设置于中间包102的边缘，且靠近光线发射装置105设置。该设置方式使得测量尺104与光线发射装置105之间能够具有较小的距离，使得光线发射装置105发射的水平标记光线106与测量尺104上刻度的对应更准确，且更便于读取测量尺104上与水平标记光线106所对应的读数。

在一些实施方式中，测量尺104的材质为钢材，测量尺104具有较好的抗热变形性，保证测量尺104能够实现准确的测量。

在另一些实施方式中，测量尺104为透光材质，例如抗变形能力较强的透光玻璃。进一步的，浸入式水口103、测量尺104和光线发射装置105在水平标记光线106的发射方向上共线设置。由于水平标记光线106能够穿过测量尺104，将浸入式水口103、测量尺104和光线发射装置105共线设置时，水平标记光线106能够较好地与浸入式水口103和测量尺104对应，既便于在测量尺104上实现准确读数，又便于准确观察到浸入式水口103的底面下降至与水平标记光线106接触，从而将浸入式水口103的底面精确地下降至预设高度处。

在本申请的实施方案中，示例性的，测量尺104的最低刻度低于浸入式水口103的底面，当中间包102在长期使用后包底会受热时，测量尺104的最低刻度也能够较好地保持在不低于浸入式水口103的底面的位置，使得测量尺104能够长期使用。

在本申请的实施方案中，示例性的，当浸入式水口103位于预设位置时，浸入式水口103位于升降行程上的最高处。该设置方式下，能够选择距离结晶器200的液面高度较大的位置作为预设高度处设置光线发射装置105发射水平标记光线106，使得预设高度处到结晶器200的液面之间具有较大的高度L1，浸入式水口103的底面位于预设高度处的位置下降至浸入式水口103插入预设深度的位置的总行程L1+L2较大，有利于降低读数误差对总行程精确度的影响。

本申请实施例还提供一种浸入式水口103插入方法，能够采用上述的浸入式水口插入装置100实现，插入方法包括：将浸入式水口103移动到预设位置，预设位置处浸入式水口103的底面位于结晶器200的顶部的上方，如图4所示。采用和浸入式水口103同步升降的测量尺104作为下降高度的测量参照物，其中，测量尺104的刻度沿竖直方向排布，测量尺104的最低刻度不高于浸入式水口103的底面，且测量尺104配置为浸入式水口103插入结晶器200的液面后位于结晶器200的外部。在预设高度处朝向浸入式水口103和测量尺104发射水平标记光线106，预设高度处位于浸入式水口103的底面和结晶器200的顶部之间。测量预设高度处到结晶器200的液面之间的高度L1。

保持水平标记光线106高度不变，将浸入式水口103的底面下降至预设高度处与水平标记光线106接触，如图5所示，获取测量尺104与水平标记光线106对应的读数A1；继续将浸入式水口103进行下降，直至测量尺104与水平标记光线106对应的读数为A2，如图6所示，其中，|A2-A1|＝L1+L2，L2为浸入式水口103插入结晶器200的液面的预设深度。

本申请实施例提供的浸入式水口103插入方法，通过采用与浸入式水口103同步升降的测量尺104，通过读取测量尺104在某一固定高度处的读数变化获取浸入式水口103的升降高度；通过在预设高度处朝向测量尺104发射水平标记光线106标记指示而方便且准确地读取测量尺104在预设高度处的读数。同时，通过在浸入式水口103的底面和结晶器200的顶部之间的预设位置处朝向浸入式水口103发射水平标记光线106，能够通过将浸入式水口103从预设位置处下降至浸入式水口103的底面与水平标记光线106接触，使得浸入式水口103的底面能够精确下降至预设高度处。将浸入式水口103的底面下降至预设高度处后，通过测量获取预设高度处到结晶器200的液面之间的高度L1，预设浸入式水口103插入结晶器200的液面的预设深度为L2，通过计算可以得到浸入式水口103的底面从预设高度处下降至插入预设深度时的总高度L1+L2。浸入式水口103的底面在预设高度处开始下降时，通过读取测量尺104在预设高度处的读数的变化能够准确地获取浸入式水口103的下降高度，从而计算得到浸入式水口103的插入深度。由于通过计算可以得到浸入式水口103下降至预设深度处时刻度尺在预设高度处的A2，当浸入式水口103下降至测量尺104在预设高度处的读数为A2时，表示浸入式水口103刚好插入预设深度，此时及时停止浸入式水口103继续下降，能够精确地将浸入式水口103插入至预设深度处。

在一些可能的实施方案中，在水平标记光线106的发射方向上，将测量尺104设置于浸入式水口103和水平标记光线106的发射位置之间。使得测量尺104与光线发射装置105之间能够具有较小的距离，使得光线发射装置105发射的水平标记光线106与测量尺104上刻度的对应更准确，且更便于读取测量尺104上与水平标记光线106所对应的读数。

可选的，采用材质为钢材的测量尺104，具有较好的抗热变形性，保证测量尺104能够实现准确的测量。或者，采用材质为透光材质的测量尺104，例如采用材质为透光玻璃的测量尺104，进一步地，将浸入式水口103和测量尺104在水平标记光线106的发射方向上分布，水平标记光线106能够较好地与浸入式水口103和测量尺104对应，即便于测量尺104上的读数，浸入式水口103的底面下降至预设高度处时也能够准确地判断。

在一些可能的实施方案中，在水平标记光线106的发射方向上，将测量尺104的最低刻度设置为低于浸入式水口103的底面，当中间包102在长期使用后包底会受热时，测量尺104的最低刻度也能够较好地保持在不低于浸入式水口103的底面的位置，使得测量尺104能够长期使用。

在一些可能的实施方案中，采用红外线发射装置发射水平标记光线106，便于观察和准确判断。

在一些可能的实施方案中，当浸入式水口103位于预设位置时，浸入式水口103位于升降行程上的最高处，能够选择距离结晶器200的液面高度较大的位置作为预设高度处发射水平标记光线106，使得预设高度处到结晶器200的液面之间具有较大的高度L1，浸入式水口103的底面位于预设高度处的位置下降至浸入式水口103插入预设深度的位置的总行程L1+L2较大，有利于降低读数误差对总行程精确度的影响。

本申请实施例提供的浸入式水口103插入方法和装置：通过水平标记光线106的参照，能够将浸入式水口103的底面精确地下降至预高度处。浸入式水口103的底面在预设高度处开始下降时，通过读取测量尺104在预设高度处的读数的变化能够准确地获取浸入式水口103的下降高度，从而计算得到浸入式水口103的插入深度。由于通过计算可以得到浸入式水口103下降至预设深度处时刻度尺在预设高度处的A2，当浸入式水口103下降至测量尺104在预设高度处的读数为A2时，及时停止浸入式水口103继续下降，能够精确地将浸入式水口103插入至预设深度处。

以上所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

Claims (10)

1.一种浸入式水口插入方法，其特征在于，包括：

将浸入式水口移动到预设位置，所述预设位置处所述浸入式水口的底面位于结晶器的顶部的上方；

采用和所述浸入式水口同步升降的测量尺作为下降高度的测量参照物，其中，所述测量尺的刻度沿竖直方向排布，所述测量尺的最低刻度不高于所述浸入式水口的底面，且所述测量尺配置为所述浸入式水口插入所述结晶器的液面后位于所述结晶器的外部；

在预设高度处朝向所述浸入式水口和所述测量尺发射水平标记光线，所述预设高度处位于所述浸入式水口的底面和所述结晶器的顶部之间；

测量所述预设高度处到所述结晶器的液面之间的高度L1；

保持所述水平标记光线高度不变，将所述浸入式水口的底面下降至所述预设高度处与所述水平标记光线接触，获取所述测量尺与所述水平标记光线对应的读数A1；继续将所述浸入式水口进行下降，直至所述测量尺与所述水平标记光线对应的读数为A2，其中，|A2-A1|＝L1+L2，L2为所述浸入式水口插入所述结晶器的液面的预设深度。

2.根据权利要求1所述的浸入式水口插入方法，其特征在于，在所述水平标记光线的发射方向上，将所述测量尺设置于所述浸入式水口和所述水平标记光线的发射位置之间；可选的，所述测量尺的材质为钢材或者透光玻璃。

3.根据权利要求1所述的浸入式水口插入方法，其特征在于，将所述测量尺的最低刻度设置为低于所述浸入式水口的底面。

4.根据权利要求1-3任一项所述的浸入式水口插入方法，其特征在于，采用红外线发射装置发射所述水平标记光线。

5.根据权利要求1-3任一项所述的浸入式水口插入方法，其特征在于，当所述浸入式水口位于预设位置时，所述浸入式水口位于升降行程上的最高处。

6.一种浸入式水口插入装置，包括连铸机本体，所述连铸机本体设置有可升降的中间包，所述中间包设置有浸入式水口，其特征在于，所述浸入式水口插入装置还包括：

测量尺，所述测量尺被构造成能够与所述浸入式水口同步升降，所述测量尺具有沿竖直方向排布的刻度，且所述测量尺的最低刻度不高于所述浸入式水口的底面；以及

光线发射装置，所述光线发射装置固定于所述连铸机本体，所述光线发射装置被构造成能够朝向所述浸入式水口和所述测量尺发射水平标记光线；

当所述浸入式水口位于预设位置时，所述水平标记光线位于所述浸入式水口的底面和结晶器的顶部之间，所述预设位置处所述浸入式水口的底面位于结晶器的顶部的上方；当所述浸入式水口插入所述结晶器的液面后，所述测量尺位于所述结晶器外部。

7.根据权利要求6所述的浸入式水口插入装置，其特征在于，在所述水平标记光线的发射方向上，所述测量尺位于所述浸入式水口和所述光线发射装置之间；可选的，所述测量尺的材质为钢材或者透光玻璃。

8.根据权利要求6所述的浸入式水口插入装置，其特征在于，所述测量尺的最低刻度低于所述浸入式水口的底面。

9.根据权利要求6-8任一项所述的浸入式水口插入装置，其特征在于，所述光线发射装置为红外线发射装置。

10.根据权利要求6-8任一项所述的浸入式水口插入装置，其特征在于，当所述浸入式水口位于预设位置时，所述浸入式水口位于升降行程上的最高处。

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