CN1483533A - 连铸矫直目标温度监测控制与分析系统 - Google Patents

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CN1483533A CNA031533647A CN03153364A CN1483533A CN 1483533 A CN1483533 A CN 1483533A CN A031533647 A CNA031533647 A CN A031533647A CN 03153364 A CN03153364 A CN 03153364A CN 1483533 A CN1483533 A CN 1483533A
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张家泉
赵江晨
崔立新
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University of Science and Technology Beijing USTB
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Abstract

本发明属于炼钢连铸领域，特别适用于连铸坯矫直温度的监测与控制。其特征在于铸坯矫直区域内弧上方安装有红外测温探头(1)，红外测温探头(1)与信号转换器(2)、工控机(3)相连。红外测温探头(1)合适波长范围定为1－1.1微米，距离系数为1/200－1/250，信号转换器(2)采用RS485型，适合远距离传送。本发明将目标温度监测与铸坯热塑性和温度回升有机结合起来，实现了对常见矫直裂纹和中心线裂纹的工艺合理性监控；由于远距离实时可靠监测，避免了测试环境可能带来的不便和检测误差；监测分析系统采用窗口界面，实际温度和目标温度同时显示，便于操作人员快捷、直观地判定工艺的合理性以作为适时调整的依据。

Description

连铸矫直目标温度监测控制与分析系统
技术领域：
本发明属于炼钢连铸领域，特别适用于连铸坯矫直温度的监测与控制。
背景技术：
连铸是当前国内外钢材生产的主要技术手段。提高连铸产品质量、降低成本、增加效益是国际钢材市场竞争中技术革新的主要出发点。由于连铸生产环境的特殊性，在线质量分析与控制技术还十分薄弱。基于连铸矫直区域温度控制与质量保证(尤其是铸坯裂纹缺陷)的密切相关性，科学选用在线检测技术，并结合对钢高温热力学特性的掌握，建立集成的监测、分析和预报系统。实现对矫直点温度的实时掌握、分析与控制，降低铸坯因矫直应力应变和温度回升过大造成的角横裂与中心线裂纹发生几率是连铸当中急待解决的问题。
发明内容：
本发明目的在于在连铸区设置连铸坯矫直温度的监测与控制系统，为连铸机的集散控制系统或二冷水的控制提供可靠的在线监测与分析依据，提高生产控制效果的透明度和有效性，提高铸坯的成材率。
一种连铸矫直目标温度监测控制与分析系统，其特征在于铸坯矫直区域内弧上方安装有红外测温探头1，红外测温探头1与信号转换器2、工控机3相连，信号转换器2可将现场监测数据远距离传送到连铸控制操作室的工控机中，从而适合操作人员实时监测与分析控制。
其中红外测温探头1合适波长范围定为1-1.1微米，距离系数为1/200-1/250，由此可基本消除水汽干扰，并可将仪表远离高温辐射环境，可长期在线使用，并不致影响连铸设备操作和维护。信号转换器2采用RS485型，适合远距离传送。
在此系统中，根据对连铸钢种热塑性的实验与统计分析，将连铸钢种分为8大类型，对每种类型都设定相应的矫直点最佳温度(温度下限)、最高允许温度(温度上限)，其间为允许波动范围；将现场实际测得的温度曲线与目标温度相比较，可以直观地提醒操作员优化或调整连铸机二冷水的配比；也可进一步与二冷水的控制系统相连接，自动调整二冷水的配比，以期达到最佳的矫直点温度。达到指示与控制矫直温度、防止角部过冷和温度回升过大的目的，可直接减少矫直角横裂与中心线裂纹。
技术原理：
钢连铸坯的裂纹缺陷与其在高温下的塑性变形能力和当时所承受的热/机械应力应变密切相关。大量热塑性实验结果已明确表明，钢在铸态的塑性变形能力与温度密切相关，在热塑性温度曲线中一般都存在三个低塑性区域(脆性区)。其中第二脆性区多在600-900℃，具体位置因钢种的化学成分而异。铸坯二冷比水量不合理、矫直点温度不当，就可能出现在其脆性温度区进行机械矫直，从而导致矫直裂纹；二冷配水分布不当还可能加剧铸坯角部过冷，从而出现常见的矫直角横裂。同样因配水强度分布不合理，可能导致铸坯在矫直点出现表面温度回升，从而加剧膨胀应力并导致常见的中心线裂纹。
本发明基于对以上理论的掌握，并结合铸坯在连铸矫直点附近的状态特点，如温度高、辊缝可监测区域窄和表面常有氧化皮和水汽干扰等。采用专门订制的具有合适波长和距离系数的红外测温探头；建立基于实验检测的有关典型钢种高温热塑性-温度关系数据库；设计了温度信号采样、实时显示与远距离传送系统；和钢种设定、热辐射系数选用、矫直上下限温度设定和实际温度实时动态显示软件系统。从而在国内外首次实现基于钢热塑性知识库和在线可靠远距离监测与分析的《连铸矫直目标温度监测控制与分析系统》。为分析与控制当前常见的铸坯矫直角横裂和中心线裂纹提供了科学、可靠和实用的手段。
通过集线器可接多台红外测温仪，可实现同时对多点的监测，如铸坯表面中点、角部或沿拉坯方向矫直区域的多点。
本发明将目标温度监测与铸坯热塑性和温度回升有机结合起来，实现了对常见矫直裂纹和中心线裂纹的工艺合理性监控；由于远距离实时可靠监测，避免了测试环境可能带来的不便和检测误差；监测分析系统采用窗口界面，实际温度和目标温度同时显示，便于操作人员快捷、直观地判定工艺的合理性以作为适时调整的依据。
附图说明：
图1为监测分析系统现场安装使用示意图。
1红外测温探头；2信号转换器；3工控机；4铸坯夹辊；5铸坯；6监测点(表面中点)；7监测点宽向1/4处；8监测点(角部)。
具体实施方式：
安装一个测温探头，取铸坯表面中点，探头垂直对准监测点表面，距离铸坯矫直区5-20米安装。
安装三个测温探头，要求分别对准所监测的矫直区铸坯表面中点、宽向1/4部位和角部上表面，红外测温探头安装在铸坯矫直区域内弧上方，距离铸坯矫直区5-20米。

Claims (2)

1.一种连铸矫直目标温度监测控制与分析系统，其特征在于铸坯矫直区域内弧上方安装有红外测温探头(1)，红外测温探头(1)与信号转换器(2)、工控机(3)相连。
2.如权利要求1所述的连铸矫直目标温度监测控制与分析系统，其特征在于其中红外测温探头(1)合适波长范围定为1-1.1微米，距离系数为1/200-1/250，信号转换器(2)采用RS485型，适合远距离传送。
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