CN114719715A - 一种高温钢坯割缝在线快速检测量具及其检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种高温钢坯割缝在线快速检测量具及其检测方法，所述检测量具的割缝塞尺为长条板状结构且厚度与割缝高温状态下宽度极限值对应并与手柄竖直连接，割缝塞尺长度不小于割缝的深度，手柄和/或割缝塞尺上标记有厚度值。所述检测方法是在高温钢坯割缝完成后将割缝塞尺塞入割缝中，若最小割缝塞尺无法塞入，则判定为割缝过小；若最小割缝塞尺能塞入且最大割缝塞尺不能塞入，则判定为割缝合格；若最大割缝塞尺能塞入，则判定为割缝过大。本发明通过在高温状态下向割缝中塞入不同厚度的割缝塞尺以检测割缝是否超限，从而便于及时调整或更换割嘴，达到割缝及时可控并提高炼钢金属收得率的目的，具有结构简单、操作简便、及时可靠的特点。

Description

一种高温钢坯割缝在线快速检测量具及其检测方法

技术领域

本发明属于炼钢技术领域，具体涉及一种结构简单、操作简便、及时可靠的高温钢坯割缝在线快速检测量具及其检测方法。

背景技术

连铸机在钢铁联合企业生产工艺流程中负责完成把高温液态钢水转化为目标长度（定尺）的钢坯。而把从拉矫机出来的高温钢坯切割成定尺，主要有两种方式：一是液压剪切；二是火焰切割。国内连铸机普遍采用火焰切割方式。火焰切割钢坯的原理主要通过耐高温割嘴喷射出的燃气沿钢坯横向熔化钢坯实现切断，所以，采用火焰切割方式必然要产生金属损失。目前，连铸机在采用火焰切割方式切割定尺钢坯过程中，随着浇注时间延长，火焰切割的割嘴会逐渐产生烧损，从而会导致割缝逐渐变大而使金属损失增加，但在实际的生产过程中，对割缝主要依靠目测进行在线监测，或者把割缝保留到接近常温再进行测量的两种方式，前者误差较大，后者的主要不足是滞后性较为严重，若割缝超限再采取措施时的损失较大。为了解决连铸机的上述钢坯切割问题，现有技术中一方面通过开发窄缝切割技术进行切割设备的更新，另一方面通过在连铸机连续生产过程中采用智能检测设备实现对割缝的实时检测，但窄缝切割技术对应的切割设备更新换代成本较高，而智能检测设备的结构和操作较为复杂、成本也较高，而且在连铸机的恶劣工作环境下智能检测设备的可靠性还有待提高。因此，在不显著提高钢坯切割成本的情况下，研究一种结构简单、操作简便、检测及时可靠的高温钢坯割缝在线快速检测量具及其检测方法，对降低火焰切割的金属损失就显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单、操作简便、及时可靠的高温钢坯割缝在线快速检测量具，同时还提供了一种基于高温钢坯割缝在线快速检测量具的检测方法。

本发明的高温钢坯割缝在线快速检测量具是这样实现的：包括割缝塞尺、手柄，所述割缝塞尺为平整的长条板状结构且厚度与割缝在高温状态下的宽度极限值对应，所述手柄为长条形结构，所述割缝塞尺沿长度方向的一端与手柄沿长度方向的一侧竖直连接，或者割缝塞尺沿长度方向的一侧与手柄沿长度方向的一侧竖直连接，所述割缝塞尺的长度不小于割缝的深度，所述手柄和/或割缝塞尺上标记有割缝塞尺的厚度值。

本发明的高温钢坯割缝在线快速检测方法是这样实现的：于高温钢坯割缝完成后，将前述高温钢坯割缝在线快速检测量具的割缝塞尺塞入高温钢坯割缝中，若最小允许值对应的割缝塞尺无法塞入割缝中，则判定为割缝过小；若最小允许值对应的割缝塞尺能够塞入割缝中且最大允许值对应的割缝塞尺不能塞入割缝，则判定为割缝合格；若最大允许值对应的割缝塞尺能够塞入割缝中，则判定为割缝过大。

本发明的有益效果：

1、本发明在结合大量生产实践经验的基础上，针对特定的浇注断面和采用的火焰切割技术，然后根据切割割缝的目标值及允许波动范围的上下限，设计出与割缝在高温状态下的宽度极限值对应的割缝塞尺，能够在火焰切割后的高温状态下通过检测量具实现对割缝的实时检测，便于准确判断铸坯割缝是否已超过控制要求，从而能够根据在线的检测结果反馈及时调整或更换割嘴，实现割缝控制的闭环管理，有效控制火焰切割导致的金属损失。

2、本发明的检测量具不仅结构简单、拥有及使用成本较低、检测操作容易，而且由于没有复杂且对使用环境敏感的元器件，因此使用的可靠性较高。

3、本发明基于高温钢坯割缝在线快速检测量具制定相应的检测操作规范，通过在高温状态下向割缝中塞入不同厚度的割缝塞尺以检测割缝是否超限，实现割缝的稳定控制，提高了炼钢生产过程的金属收得率，且能使铸坯的切割端面平整度大幅提高，为轧材工序提供优质铸坯。

综上所述，本发明具有结构简单、操作简便、及时可靠的特点。

附图说明

图1为本发明结构示意图之一；

图2为本发明结构示意图之二；

图3为图2之割缝塞尺横切仰视结构示意图；

图4为本发明结构示意图之三；

图5为本发明结构示意图之三；

图中：1-割缝塞尺，101-厚度值，102-色标，103-标记，104-紧定螺钉，2-手柄。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变更或改进，均属于本发明的保护范围。

如图1至5所示，本发明的高温钢坯割缝在线快速检测量具，包括割缝塞尺1、手柄2，所述割缝塞尺1为平整的长条板状结构且厚度与割缝在高温状态下的宽度极限值对应，所述手柄2为长条形结构，所述割缝塞尺1沿长度方向的一端与手柄2沿长度方向的一侧竖直连接，或者割缝塞尺1沿长度方向的一侧与手柄2沿长度方向的一侧竖直连接，所述割缝塞尺1的长度不小于割缝的深度，所述手柄2和/或割缝塞尺1上标记有割缝塞尺1的厚度值101。

所述检测量具的一个手柄2的一侧设置有一个单一厚度的割缝塞尺1、一个至少两种不同厚度的割缝塞尺1或者多个单一厚度的割缝塞尺1。

所述检测量具的一个手柄2一侧设置有一个单一厚度的割缝塞尺1时，所述检测量具至少包括两个独立的手柄2且每个手柄的一侧都设置一个单一不同厚度的割缝塞尺1。

所述割缝塞尺1为沿宽度方向的台阶形板状结构，所述台阶形板状结构的各级台阶的厚度与割缝的宽度极限值对应，所述台阶形板状结构中远离手柄2一侧的厚度小于近手柄2一侧的厚度。

所述割缝塞尺1为沿宽度方向的至少两级台阶形板状结构且远离手柄2一侧的台阶厚度与割缝的最小允许宽度值对应、近手柄2一侧的台阶厚度与割缝的最大允许宽度值对应。

所述割缝塞尺1与手柄2固定竖直连接，所述割缝塞尺1的各级台阶为沿宽度方向延伸的一体化板状结构（如图2所示），或者割缝塞尺1的各级台阶为独立板状结构且相邻独立板之间的夹角大于90度（如图4所示）。

所述一体化板状结构的各级台阶的前表面或后表面间相互平齐且另一面相互形成台阶，或者一体化板状结构的各级台阶沿宽度方向中心相互对称（如图3所示）。

所述一体化板状结构的各级台阶的宽度不小于50mm。

所述割缝塞尺1各级台阶近手柄2一侧的表面上或对应的手柄2连接部上分别涂有耐热的不同色标102，或者割缝塞尺1的各级台阶长度大于割缝的深度且近手柄2一侧的表面上分别设置有高于表面的不同区分标记103。

如图5所实话，所述手柄2为圆柱结构，所述割缝塞尺1的各级台阶为独立板状结构且各独立板的一端分别与手柄2铰接，所述割缝塞尺1的各独立板在铰接端上设置有紧定螺孔104，所述割缝塞尺1的紧定螺孔内设置有端面可抵紧手柄2铰接面的紧定螺钉104。

所述割缝塞尺1的各级台阶近手柄2一侧的表面或各级台阶所连接的手柄2上分别标记有对应的厚度值。

本发明的高温钢坯割缝在线快速检测方法，是在高温钢坯割缝完成后，将前述的高温钢坯割缝在线快速检测量具的割缝塞尺1塞入高温钢坯割缝中，若最小允许值对应的割缝塞尺1无法塞入割缝中，则判定为割缝过小；若最小允许值对应的割缝塞尺1能够塞入割缝中且最大允许值对应的割缝塞尺1不能塞入割缝，则判定为割缝合格；若最大允许值对应的割缝塞尺1能够塞入割缝中，则判定为割缝过大。

所述割缝塞尺1首先自高温钢坯割缝的一侧中上部向割缝的长度方向塞入，然后再将割缝塞尺1向高温钢坯割缝的深度方向塞入，若割缝塞尺1无法完全塞入割缝的长度和/或深度方向，则判定割缝宽度小于对应割缝塞尺1的厚度值。

实施例1：

昆钢炼钢厂采用窄缝切割技术的小方坯连铸机，浇注150×150mm断面时，正常火焰切割状态下割缝可控制在约3mm，但随着连续浇注时间的延长，割嘴的烧损会导致割缝逐渐变大，致使150×150mm铸坯割缝达3.5～4.0 mm而超限，从而导致金属损失增加。目前，实际生产过程中对割缝的在线监测目前主要依靠目测以及把割缝保留到接近常温进行测量这两种方式，前者误差较大，后者的主要不足是滞后性。

如图2和3所示，为检测浇注150×150mm断面铸坯在火焰切割后的割缝，将割缝塞尺1的各级台阶的厚度分别设置为2.8mm、3.0mm、3.2mm。检测时，在正常火焰切割完成后，手持手柄2的后端，将前端的割缝塞尺1（耐高温且耐磨的金属或陶瓷板）之前级台阶（即割缝高温状态下的最小允许宽度）自高温钢坯割缝的侧端中上部沿割缝长度方向逐渐塞入，前级台阶没入割缝后再通过手柄2将前级台阶向下塞入到割缝底端，若割缝塞尺1之前级台阶无法完全塞入割缝的长度和/或深度方向，则判定割缝宽度小于最小允许宽度；若割缝塞尺1之前级台阶能够完全塞入割缝，则抬起手柄2使割缝塞尺1至割缝的侧端中上部，随后使前级台阶后端的下一台阶沿割缝长度方向逐渐塞入，下一台阶没入割缝后再通过手柄2将下一台阶向下塞入到割缝底端，若割缝塞尺1之下一台阶无法完全塞入割缝的长度和/或深度方向，则判定割缝宽度小于下一台阶对应的值；重复上述检测过程，若割缝塞尺1之后级台阶能够塞入割缝的长度或深度方向，则判定割缝宽度大于最大允许宽度，此时应及时调整或更换割嘴以减小割缝的宽度。

通过采用上述高温钢坯割缝在线快速检测，150×150mm铸坯的切断率达到99.85%以上，较使用本发明的检测量具前提高了10个百分点，使得割缝能够稳定的控制在3.0±0.2mm之间，且铸坯的切割端面平整度大幅提高，为下道工序提供了优质铸坯。而且因为能提供实时的检测数据，因而对切枪割嘴消耗率有了监控和监管，并制定了记录台账，从而能够形成有效的考核制度，促进铸坯切割所属功能承包方更好的服务炼钢厂。

Claims (10)

1.一种高温钢坯割缝在线快速检测量具，其特征在于包括割缝塞尺（1）、手柄（2），所述割缝塞尺（1）为平整的长条板状结构且厚度与割缝在高温状态下的宽度极限值对应，所述手柄（2）为长条形结构，所述割缝塞尺（1）沿长度方向的一端与手柄（2）沿长度方向的一侧竖直连接，或者割缝塞尺（1）沿长度方向的一侧与手柄（2）沿长度方向的一侧竖直连接，所述割缝塞尺（1）的长度不小于割缝的深度，所述手柄（2）和/或割缝塞尺（1）上标记有割缝塞尺（1）的厚度值（101）。

2.根据权利要求1所述高温钢坯割缝在线快速检测量具，其特征在于所述割缝塞尺（1）为沿宽度方向的台阶形板状结构，所述台阶形板状结构的各级台阶的厚度与割缝的宽度极限值对应，所述台阶形板状结构中远离手柄（2）一侧的厚度小于近手柄（2）一侧的厚度。

3.根据权利要求2所述高温钢坯割缝在线快速检测量具，其特征在于所述割缝塞尺（1）为沿宽度方向的至少两级台阶形板状结构且远离手柄（2）一侧的台阶厚度与割缝的最小允许宽度值对应、近手柄（2）一侧的台阶厚度与割缝的最大允许宽度值对应。

4.根据权利要求3所述高温钢坯割缝在线快速检测量具，其特征在于所述割缝塞尺（1）与手柄（2）固定竖直连接，所述割缝塞尺（1）的各级台阶为沿宽度方向延伸的一体化板状结构，或者割缝塞尺（1）的各级台阶为独立板状结构且相邻独立板之间的夹角大于90度。

5.根据权利要求4所述高温钢坯割缝在线快速检测量具，其特征在于所述一体化板状结构的各级台阶的前表面或后表面间相互平齐且另一面相互形成台阶，或者一体化板状结构的各级台阶沿宽度方向中心相互对称。

6.根据权利要求5所述高温钢坯割缝在线快速检测量具，其特征在于所述割缝塞尺（1）各级台阶近手柄（2）一侧的表面上或对应的手柄（2）连接部上分别涂有耐热的不同色标（102），或者割缝塞尺（1）的各级台阶长度大于割缝的深度且近手柄（2）一侧的表面上分别设置有高于表面的不同区分标记（103）。

7.根据权利要求3所述高温钢坯割缝在线快速检测量具，其特征在于所述手柄（2）为圆柱结构，所述割缝塞尺（1）的各级台阶为独立板状结构且各独立板的一端分别与手柄（2）铰接，所述割缝塞尺（1）的各独立板在铰接端上设置有紧定螺孔，所述割缝塞尺（1）的紧定螺孔内设置有端面可抵紧手柄（2）铰接面的紧定螺钉（104）。

8.根据权利要求4、5、6或7所述高温钢坯割缝在线快速检测量具，其特征在于所述割缝塞尺（1）的各级台阶近手柄（2）一侧的表面或各级台阶所连接的手柄（2）上分别标记有对应的厚度值。

9.一种高温钢坯割缝在线快速检测方法，其特征在于高温钢坯割缝完成后，将权利要求1至8任意一项所述高温钢坯割缝在线快速检测量具的割缝塞尺（1）塞入高温钢坯割缝中，若最小允许值对应的割缝塞尺（1）无法塞入割缝中，则判定为割缝过小；若最小允许值对应的割缝塞尺（1）能够塞入割缝中且最大允许值对应的割缝塞尺（1）不能塞入割缝，则判定为割缝合格；若最大允许值对应的割缝塞尺（1）能够塞入割缝中，则判定为割缝过大。

10.根据权利要求9所述高温钢坯割缝在线快速检测方法，其特征在于所述割缝塞尺（1）首先自高温钢坯割缝的一侧中上部向割缝的长度方向塞入，然后再将割缝塞尺（1）向高温钢坯割缝的深度方向塞入，若割缝塞尺（1）无法完全塞入割缝的长度和/或深度方向，则判定割缝宽度小于对应割缝塞尺（1）的厚度值。

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