CN116000273A - 中间包浸入式水口插入深度测量方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种中间包浸入式水口插入深度测量方法及装置，其属于钢铁生产连铸技术领域，测量方法包括：校准结晶器内钢水的液位，使钢水的液面与结晶器的法兰口之间的距离为L0；将中间包移动至结晶器上方，使得浸入式水口与结晶器对中，向下移动中间包，使得浸入式水口的底面与结晶器的法兰口处于同一平面上；零点位校准，使得当浸入式水口的底面与钢水的液面平齐时，中间包本体的底部的发射器发射的水平光线照射在测量尺上的0刻度；向下移动中间包，使得浸入式水口插入结晶器内的钢水，根据发射器发射的水平光线照射在测量尺上的刻度能够直接读取浸入式水口的插入深度。测量装置采用上述的测量方法对浸入式水口的插入深度进行测量。

Description

中间包浸入式水口插入深度测量方法及装置

技术领域

本发明涉及钢铁生产连铸技术领域，尤其涉及一种中间包浸入式水口插入深度测量方法及装置。

背景技术

目前，连铸机从中间包到结晶器均采用浸入式水口保护浇注，起到隔绝空气，避免钢水的二次氧化、提高铸坯质量、改善现场操作条件和改善铸坯表面缺陷等作用，是连铸生产质量控制的中间环节。研究发现，连铸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，插入深度过深或过浅，均会对结晶器流程及保护渣的融化产生不利的影响，因此必须严格控制浸入式水口的插入深度。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且难以直观的显示。

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测量。

第一种测量方式为直接测量法，采用一定直径的圆钢(保证在一定时间内不被融化)，圆钢的底部能够与浸入式水口的底面匹配，将圆钢插入钢液中，使得圆钢的底部与浸入式水口的底面匹配后，取出圆钢，测量圆钢上沾附有钢液的高度H10，即得到浸入式水口的插入深度。由于圆钢在插入钢液至从钢液中取出的过程中，因现场高温、环境窄小等因素的影响，容易出现操作过程的不稳定，导致测量结果不准确，该种方法不但测量误差大且会造成浇注钢水的污染。

为了解决第一种测量方法中存在的问题，现有技术还提出了第二种测量方法即间接测量法，如图1和图2所示，在浸入式水口插入结晶器之前，先测量浸入式水口从底面到中间包底部的总长度H20；在浸入式水口插入后，测量结晶器的钢水的液面到中间包底部的距离H30，计算H20和H30的差值，得到浸入式水口的插入深度。由于结晶器的钢液表面与中间包包底的距离H30受到结晶器液位、包底受热变形及浸入式水口对中等因素的影响，导致H30的测量值存在较大的偏差，从而导致测量偏差较大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种中间包浸入式水口插入深度测量方法及装置，以解决现有技术中存在的测量结果偏差较大，测量结果不直观的技术问题。

如上构思，本发明所采用的技术方案是：

一种中间包浸入式水口插入深度测量方法，包括：

步骤1、校准结晶器内钢水的液位，使钢水的液面与结晶器的法兰口之间的距离为L0；

步骤2：将中间包移动至结晶器上方，使得浸入式水口与结晶器对中，向下移动中间包，使得浸入式水口的底面与结晶器的法兰口处于同一平面上；

步骤3：零点位校准，使得当浸入式水口的底面与钢水的液面平齐时，中间包本体的底部的发射器发射的水平光线照射在测量尺上的0刻度；

步骤4：向下移动中间包，使得浸入式水口插入结晶器内的钢水，根据发射器发射的水平光线照射在测量尺上的刻度能够直接读取浸入式水口的插入深度。

其中，在步骤3中，进行零点位校准时，浸入式水口的底面位置不动，通过调节测量尺的位置，使得发射器发射的水平光线照射在第一刻度K1，第一刻度K1位于测量尺的0刻度的上方且与0刻度之间的距离为L0。

其中，在测量尺上，0刻度的上方为负刻度，0刻度的下方为正刻度。

其中，在步骤3中，进行零点位校准时，向下移动中间包，使得浸入式水口的底面向下移动的距离为L0，通过调节测量尺的位置，使得发射器发射的水平光线照射在0刻度。

其中，所述L0的取值为80mm～100mm。

其中，在步骤2中，对于多个浸入式水口，使得其中一个浸入式水口的底面与结晶器的法兰口处于同一平面上作为校准水口，在步骤3中，以校准水口进行零点位校准，在步骤4中，根据发射器发射的水平光线照射在测量尺上的刻度能够直接读取校准水口的插入深度。

其中，对于多个浸入式水口，根据各个浸入式水口的底面与中间包本体的底部之间的距离不同，根据校准水口的插入深度能够直接获取各个浸入式水口的插入深度。

其中，在步骤4中，当发射器发射的水平光线照射在测量尺上的第二刻度K2时，停止移动中间包，第二刻度K2与0刻度之间的距离等于浸入式水口的预设插入深度。

一种中间包浸入式水口插入深度测量装置，采用如上所述的中间包浸入式水口插入深度测量方法对浸入式水口的插入深度进行测量，包括：

连铸机本体，包括机架和中间包，所述中间包包括中间包本体和多个浸入式水口，所述中间包能够相对于所述机架移动；

多个结晶器，所述结晶器与所述浸入式水口一一对应设置；

发射器，设置于所述中间包本体的底部，所述发射器能够沿水平方向发射光线；

测量尺，设置于所述机架，所述发射器发射的光线能够照射在所述测量尺上。

其中，所述测量尺上设置有第一安装孔，所述机架上设置有第二安装孔，所述第一安装孔与所述第二安装孔之间通过螺栓锁紧，所述第一安装孔为长条孔。

本发明的有益效果：

本发明提出的中间包浸入式水口插入深度测量方法，采用两次校准技术，第一次校准为对结晶器内钢水的液位进行校准，确保结晶器内液面与法兰口的距离为定值；第二次校准为零点位校准，使得当浸入式水口的底面与钢水的液面平齐时，中间包本体的底部的发射器发射的水平光线照射在测量尺上的0刻度；通过两次校准，可以避免结晶器液位及中间包热变形等造成的偏差，且确定浸入式水口插入深度的零点位置。当浸入式水口插入结晶器内的钢水，根据发射器发射的水平光线照射在测量尺上的刻度能够直接读取浸入式水口的插入深度。该方法能够准确测量并直接显示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，测量结果偏差小且测量结果直观，在现场能够简单直接高效地控制插入深度，提高生产效率。

附图说明

图1是现有的浸入式水口插入前的示意图；

图2是现有的浸入式水口插入后的示意图；

图3是本发明实施例提供的浸入式水口的底面与结晶器的法兰口平齐的示意图；

图4是本发明实施例提供的浸入式水口插入结晶器的钢水液面的示意图。

图中：

1、结晶器；2、中间包；21、中间包本体；22、浸入式水口；3、发射器；4、测量尺。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；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或两个元件的相互作用关系。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发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

实施例一

参见图3和图4，本实施例提供一种中间包浸入式水口插入深度测量装置，包括连铸机本体、结晶器1、发射器3和测量尺4，连铸机本体包括机架和中间包2，中间包2设置于机架上，中间包2包括中间包本体21和多个浸入式水口22，中间包2能够在驱动机构的作用下相对于机架移动以带动多个浸入式水口22移动。

中间包本体21内形成空腔，能够容置钢水，多个浸入式水口22均与空腔连通。可以理解的是，浸入式水口22沿竖直方向具有一定长度，具体为浸入式水口22的底面到中间包本体21的底部的距离。

其中，驱动机构为现有机构，不仅能够驱动中间包本体21沿水平方向移动，还能够驱动中间包本体21沿竖直方向移动。其中，驱动中间包本体21沿竖直方向移动的可以是整体升降器。

结晶器1设置有多个，结晶器1与浸入式水口22一一对应设置，每个浸入式水口22可以插入对应的结晶器1内，使得钢水流入结晶器1内。多个浸入式水口22在中间包本体21上间隔排布，随着中间包本体21移动，多个浸入式水口22同时插入对应的结晶器1内。

发射器3设置于中间包本体21的底部，发射器3能够沿水平方向发射光线。在中间包本体21移动的过程中，发射器3随着同步移动。发射器3可以为激光发射器或者红外光发射器，能够发射激光或者红外光，便于辨识。

测量尺4设置于机架，发射器3发射的光线能够照射在测量尺4上。测量尺4不会随着中间包本体21移动，固定的测量尺4作为中间包本体21升降高度的参照物，通过测量尺4上的刻度能够指示发射器3的位置，进而确定中间包本体21移动的位移。可以理解的是，测量尺4上的刻度沿竖直方向排布，最低刻度不小于浸入式水口22插入结晶器1内液面以下的工艺要求的最低插入深度。

在本实施例中，测量尺4的位置是可以调节的。具体地，测量尺4上设置有第一安装孔，机架上设置有第二安装孔，第一安装孔与第二安装孔之间通过螺栓锁紧，第一安装孔为长条孔，便于调节测量尺4的位置。

其中，测量尺4可以呈长方形，测量尺4的材质可以为钢质。

本实施例还提供一种中间包浸入式水口插入深度测量方法，包括：

步骤1、校准结晶器1内钢水的液位，使钢水的液面与结晶器1的法兰口之间的距离为L0；

步骤2：将中间包2移动至结晶器1上方，使得浸入式水口22与结晶器1对中，向下移动中间包2，使得浸入式水口22的底面与结晶器1的法兰口处于同一平面上；

步骤3：零点位校准，使得当浸入式水口22的底面与钢水的液面平齐时，中间包本体21的底部的发射器3发射的水平光线照射在测量尺4上的0刻度；

步骤4：向下移动中间包2，使得浸入式水口22插入结晶器1内的钢水，根据发射器3发射的水平光线照射在测量尺4上的刻度能够直接读取浸入式水口22的插入深度。

采用两次校准技术，第一次校准为对结晶器1内钢水的液位进行校准，确保结晶器1内液面与法兰口的距离为定值；第二次校准为零点位校准，使得当浸入式水口22的底面与钢水的液面平齐时，中间包本体21的底部的发射器3发射的水平光线照射在测量尺4上的0刻度；通过两次校准，可以避免结晶器1液位及中间包2热变形等造成的偏差，且确定浸入式水口22插入深度的零点位置。当浸入式水口22插入结晶器1内的钢水，根据发射器3发射的水平光线照射在测量尺4上的刻度能够直接读取浸入式水口22的插入深度。该方法能够准确测量并直接显示浸入式水口22的插入深度，并能够精确地将浸入式水口22插入至预设深度处，测量结果偏差小且测量结果直观，在现场能够简单直接高效地控制插入深度，提高生产效率。

L0的取值为80mm～100mm。在本实施例中，L0的大小为100mm。

在步骤3中，进行零点位校准时，浸入式水口22的底面位置不动，通过调节测量尺4的位置，使得发射器3发射的水平光线照射在第一刻度K1，第一刻度K1位于测量尺4的0刻度的上方且与0刻度之间的距离为L0。

或者，在步骤3中，进行零点位校准时，向下移动中间包2，使得浸入式水口22的底面向下移动的距离为L0，通过调节测量尺4的位置，使得发射器3发射的水平光线照射在0刻度。

在本实施例中，在测量尺4上，0刻度的上方为负刻度，0刻度的下方为正刻度，使得中间包2向下移动在超过0刻度之后，发射器3发射的水平光线照射在测量尺4上的正刻度，便于直观地读取数值。

在步骤4中，当发射器3发射的水平光线照射在测量尺4上的第二刻度K2时，停止移动中间包2，第二刻度K2与0刻度之间的距离等于浸入式水口22的预设插入深度。一般情况下，浸入式水口22的预设插入深度为100mm，预设插入深度范围为80mm-130mm。

在本实施例中，各个浸入式水口22的底面与中间包本体21的底部之间的距离相同，因此每个浸入式水口22的插入深度均相同。

实施例二

为简便起见，仅描述实施例二与实施例一的区别点。区别之处在于，对于多个浸入式水口22，各个浸入式水口22的底面与中间包本体21的底部之间的距离不完全相同。

在步骤2中，对于多个浸入式水口22，使得其中一个浸入式水口22的底面与结晶器1的法兰口处于同一平面上作为校准水口，在步骤3中，以校准水口进行零点位校准，在步骤4中，根据发射器3发射的水平光线照射在测量尺4上的刻度能够直接读取校准水口的插入深度。

根据校准水口的插入深度能够直接获取各个浸入式水口22的插入深度。

示例性地，第一个浸入式水口22的底面到中间包本体21的底部的距离为650mm，第二个浸入式水口22的底面到中间包本体21的底部的距离为655mm，以第一个浸入式水口22为校准水口，在步骤3中，当校准水口的底面与结晶器1的法兰口处于同一平面时，调节测量尺4的位置，使得发射器3发射的水平光线照射在-100mm的刻度处。随着中间包2向下移动，当校准水口的底面与钢水的液面平齐时，中间包本体21的底部的发射器3发射的水平光线照射在测量尺4上的0刻度；此时，第二个浸入式水口22的底面插入到钢水的液面以下的距离为5mm。在步骤4中，向下移动中间包2，使得校准水口插入结晶器1内的钢水，根据发射器3发射的水平光线照射在测量尺4上的刻度能够直接读取校准水口的插入深度。若校准水口的插入深度为100mm，则第二个浸入式水口22的插入深度为105mm。

以上实施方式只是阐述了本发明的基本原理和特性，本发明不受上述实施方式限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.中间包浸入式水口插入深度测量方法，其特征在于，包括：

步骤1、校准结晶器内钢水的液位，使钢水的液面与结晶器的法兰口之间的距离为L0；

步骤2：将中间包移动至结晶器上方，使得浸入式水口与结晶器对中，向下移动中间包，使得浸入式水口的底面与结晶器的法兰口处于同一平面上；

步骤3：零点位校准，使得当浸入式水口的底面与钢水的液面平齐时，中间包本体的底部的发射器发射的水平光线照射在测量尺上的0刻度；

步骤4：向下移动中间包，使得浸入式水口插入结晶器内的钢水，根据发射器发射的水平光线照射在测量尺上的刻度能够直接读取浸入式水口的插入深度。

2.根据权利要求1所述的中间包浸入式水口插入深度测量方法，其特征在于，在步骤3中，进行零点位校准时，浸入式水口的底面位置不动，通过调节测量尺的位置，使得发射器发射的水平光线照射在第一刻度K1，第一刻度K1位于测量尺的0刻度的上方且与0刻度之间的距离为L0。

3.根据权利要求2所述的中间包浸入式水口插入深度测量方法，其特征在于，在测量尺上，0刻度的上方为负刻度，0刻度的下方为正刻度。

4.根据权利要求1所述的中间包浸入式水口插入深度测量方法，其特征在于，在步骤3中，进行零点位校准时，向下移动中间包，使得浸入式水口的底面向下移动的距离为L0，通过调节测量尺的位置，使得发射器发射的水平光线照射在0刻度。

5.根据权利要求1所述的中间包浸入式水口插入深度测量方法，其特征在于，所述L0的取值为80mm～100mm。

6.根据权利要求1所述的中间包浸入式水口插入深度测量方法，其特征在于，在步骤2中，对于多个浸入式水口，使得其中一个浸入式水口的底面与结晶器的法兰口处于同一平面上作为校准水口，在步骤3中，以校准水口进行零点位校准，在步骤4中，根据发射器发射的水平光线照射在测量尺上的刻度能够直接读取校准水口的插入深度。

7.根据权利要求6所述的中间包浸入式水口插入深度测量方法，其特征在于，对于多个浸入式水口，根据各个浸入式水口的底面与中间包本体的底部之间的距离不同，根据校准水口的插入深度能够直接获取各个浸入式水口的插入深度。

8.根据权利要求1所述的中间包浸入式水口插入深度测量方法，其特征在于，在步骤4中，当发射器发射的水平光线照射在测量尺上的第二刻度K2时，停止移动中间包，第二刻度K2与0刻度之间的距离等于浸入式水口的预设插入深度。

9.中间包浸入式水口插入深度测量装置，其特征在于，采用权利要求1-8任一项所述的中间包浸入式水口插入深度测量方法对浸入式水口的插入深度进行测量，包括：

连铸机本体，包括机架和中间包，所述中间包包括中间包本体和多个浸入式水口，所述中间包能够相对于所述机架移动；

多个结晶器，所述结晶器与所述浸入式水口一一对应设置；

发射器，设置于所述中间包本体的底部，所述发射器能够沿水平方向发射光线；

测量尺，设置于所述机架，所述发射器发射的光线能够照射在所述测量尺上。

10.根据权利要求9所述的中间包浸入式水口插入深度测量装置，其特征在于，所述测量尺上设置有第一安装孔，所述机架上设置有第二安装孔，所述第一安装孔与所述第二安装孔之间通过螺栓锁紧，所述第一安装孔为长条孔。

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