连铸结晶器液渣层测厚装置及测量方法与流程

本发明属于钢铁冶金行业技术领域，具体涉及一种连铸结晶器液渣层测厚装置及测量方法。

背景技术：

连铸过程中，结晶器保护渣对铸坯质量及连铸机的产量都有重要的影响，可以起到绝热保温防止结晶器钢液面结冷钢、隔绝空气防止钢液二次氧化、吸收液态夹杂物、润滑结晶器壁及铸坯、填充气隙改善传热等作用。保护渣在结晶器内主要有三层结构：粉渣层、过渡层和液渣层，其中液渣层厚度对铸坯质量影响很大，它是衡量保护渣润滑和传热性能的重要指标。生产中，只有液渣层达到一定厚度，才有利于液态夹杂物的上浮吸收，才有利于渗透到结晶器铜板和坯壳之间，对铸坯起到润滑作用，进而可改善铸坯的表面质量。合理的液渣层厚度一般控制在7～15mm为宜，过薄或过厚都容易导致铸坯产生表面质量缺陷，进而影响后期产品的深加工。因此连铸过程中需要检测结晶器内保护渣的液渣层厚度。但是目前业界并没有完全统一的方法，很多企业测量多用铁丝或钢丝测量或者双丝法测量，存在每次人工插入深度不统一，插入时间不固定，双丝法测量缠绕在一起等缺点，导致测量结果误差比较大。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决现有技术的不足，而提供一种连铸结晶器液渣层测厚装置及测量方法，可快速准确地测量出多种坯型结晶器保护渣液渣层的厚度，也为连铸技术人员改进工艺、选择适宜保护渣，提升铸坯质量提供依据。

本发明采用如下技术方案：

本发明提供一种连铸结晶器液渣层测厚装置，包括：

测量管，该测量管为中空结构；

底板，该底板与所述测量管的一端连接，且该底板上设有与所述测量管相连通的测量孔；

测量丝，该测量丝贯穿所述测量孔和测量管，且其一端被所述测量管的端部固定，另一端可穿过粉渣层、过渡层和液渣层伸入钢液中。

其中一些实施例中，所述测量管为钢管或铜管，所述底板为铜板或钢板。

其中一些实施例中，所述测量管的直径为20mm或10mm(10mm可用于小尺寸坯型)，长度为400mm，且所述测量管的上端弯曲便于握持。

其中一些实施例中，所述底板的尺寸为60mm×60mm×5mm或30mm×30mm×5mm(30mm×30mm×5mm用于小尺寸坯型)，且测量孔的直径为3mm。

其中一些实施例中，所述测量丝的直径为2mm，长度为600mm，且所述测量丝为镀铜高碳钢丝。

本发明提供一种用所述的连铸结晶器液渣层测厚装置测量液渣层厚度的方法，步骤如下：将测量丝从测量孔穿进测量管内部，将测量丝上端从测量管的上部穿出并固定在测量管的外侧端，测量丝下端从测量孔下穿过并留出100mm，然后手握测量管上部的把手，将底板平放于粉渣层表面，将测量丝从粉渣层向下插入，依次经过过渡层和液渣层，最后伸入钢液中，停留时间2-3s，将测量管提起，待测量丝冷却后，测量测量丝表层无镀铜层的长度，即为液渣层的厚度。

其中一些实施例中，所述高碳钢丝熔点<1500℃，所述镀铜高碳钢丝中的镀铜的熔点为934～1083℃。

本发明与现有技术相比，其有益效果为：

本发明可快速准确地测量出多种坯型结晶器保护渣液渣层的厚度(包括施加电磁搅拌的结晶器保护渣液渣层的厚度，此时需要采用铜管和铜板，减少钢管、钢板对电磁的干扰作用)，确保生产正常进行，同时也为连铸技术人员改进工艺、选择适宜保护渣，提升铸坯质量提供依据。因此本发明克服了现有的测量装置插入深度不一、插入时间不固定及双丝测量缠绕在一起不易测量等缺点。

附图说明

图1为本发明测量装置的主视结构示意图；

图2为本发明测量装置的左视结构示意图；

图3为本发明测量装置的俯视结构示意图。

1、测量管；2、测量丝；3、底板；4、粉渣层；5、过渡层；6、液渣层；7、钢液；8、测量孔。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等效形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

本发明提供一种连铸结晶器液渣层测厚装置，包括：

测量管1，该测量管1为中空结构；

底板3，该底板3与所述测量管1的一端连接，且该底板3上设有与所述测量管1相连通的测量孔8；

测量丝2，该测量丝2贯穿所述测量孔8和测量管1，且其一端被所述测量管1的端部固定，另一端可穿过粉渣层4、过渡层5和液渣层6伸入钢液7中。

在一个实施例中，所述测量管1为钢管或铜管，所述底板3为铜板或钢板。

在一个实施例中，所述测量管1的直径为20mm或10mm(10mm可用于小尺寸坯型)，长度为400mm，且所述测量管1的上端弯曲便于握持。

在一个实施例中，所述底板3的尺寸为60mm×60mm×5mm或30mm×30mm×5mm(30mm×30mm×5mm用于小尺寸坯型)，且测量孔8的直径为3mm。

在一个实施例中，所述测量丝2的直径为2mm，长度为600mm，且所述测量丝2为镀铜高碳钢丝。

本发明还提供一种用所述的连铸结晶器液渣层测厚装置测量液渣层厚度的方法，步骤如下：将测量丝2从测量孔8穿进测量管1内部，将测量丝2上端从测量管1的上部穿出并固定在测量管1的外侧端，测量丝2下端从测量孔8下穿过并留出100mm，然后手握测量管1上部的把手，将底板3平放于粉渣层4表面，将测量丝2从粉渣层4向下插入，依次经过过渡层5和液渣层6，最后伸入钢液7中，停留时间2-3s，将测量管1提起，待测量丝2冷却后，测量测量丝2表层无镀铜层的长度，即为液渣层的厚度。

在一个实施例中，所述高碳钢丝熔点<1500℃，所述镀铜高碳钢丝中的镀铜的熔点为934～1083℃。

实施例1(适用于带电磁搅拌的大尺寸坯型)

如图1至图3所示，连铸结晶器液渣层测厚装置，包括：

测量管1，该测量管1为中空结构，所述测量管1为铜管，所述底板3为铜板，且所述测量管1的直径为20mm，长度为400mm，且所述测量管1的上端弯曲便于握持。

底板3，该底板3与所述测量管1的一端连接，且该底板3上设有与所述测量管1相连通的测量孔8；所述底板3的尺寸为60mm×60mm×5mm，且测量孔8的直径为3mm。

测量丝2，该测量丝2贯穿所述测量孔8和测量管1，且其一端被所述测量管1的端部固定，另一端可穿过粉渣层4、过渡层5和液渣层6伸入钢液7中；所述测量丝2的直径为2mm，长度为600mm，且所述测量丝2为镀铜高碳钢丝。

用所述的连铸结晶器液渣层测厚装置测量的70#钢圆坯带电磁搅拌连铸结晶器液渣层厚度的方法，步骤如下：将测量丝2从测量孔8穿进测量管1内部，将测量丝2上端从测量管1的上部穿出并固定在测量管1的外侧端，测量丝2下端从测量孔8下穿过并留出100mm，然后手握测量管1上部的把手，将底板3平放于粉渣层4表面，因为底板3受力面较大，在粉渣层4表面不会继续下降，在此定为粉渣层4的表面位置，将测量丝2从粉渣层4向下插入，依次经过过渡层5和液渣层6，最后伸入钢液7中，停留时间2-3s，将测量管1提起。

由于测量丝2的材质是镀铜的高碳钢丝，高碳钢丝熔点(本实施例中高碳钢丝熔点<1500℃)小于钢液4的温度(本实施例钢液温度1500～1530℃)，铜的熔点(934～1083℃)小于液渣层的温度(本实施例液渣层温度1100～1200℃)，故镀铜的高碳钢丝，在钢液4中的测量丝全被熔化，但在液渣层6中的测量丝2仅熔化了测量丝外的铜镀层，内部的钢丝未被熔化。

待测量丝2冷却后，用最小刻度为1mm的钢尺测量镀铜高碳钢丝表层无镀铜层部分的长度(即不是黄色部分测量丝的长度)即为液渣层的厚度，本实施例中所测的液渣层厚度为9-11mm。

实施例2(适用于大尺寸板坯型)

如图1至图3所示，连铸结晶器液渣层测厚装置，包括：

测量管1，该测量管1为中空结构，所述测量管1为钢管，所述底板3为钢板，且所述测量管1的直径为20mm，长度为400mm，且所述测量管1的上端弯曲便于握持。

底板3，该底板3与所述测量管1的一端连接，且该底板3上设有与所述测量管1相连通的测量孔8；所述底板3的尺寸为60mm×60mm×5mm，且测量孔8的直径为3mm。

测量丝2，该测量丝2贯穿所述测量孔8和测量管1，且其一端被所述测量管1的端部固定，另一端可穿过粉渣层4、过渡层5和液渣层6伸入钢液7中；所述测量丝2的直径为2mm，长度为600mm，且所述测量丝2为镀铜高碳钢丝。

用所述的连铸结晶器液渣层测厚装置测量230mm×2150mm的q235b板坯液渣层厚度的方法，步骤如下：将测量丝2从测量孔8穿进测量管1内部，将测量丝2上端从测量管1的上部穿出并固定在测量管1的外侧端，测量丝2下端从测量孔8下穿过并留出100mm，然后手握测量管1上部的把手，将底板3平放于粉渣层4表面，因为底板3受力面较大，在粉渣层4表面不会继续下降，在此定为粉渣层4的表面位置，将测量丝2从粉渣层4向下插入，依次经过过渡层5和液渣层6，最后伸入钢液7中，停留时间2-3s，将测量管1提起。

由于测量丝2的材质是镀铜的高碳钢丝，高碳钢丝熔点(本实施例中高碳钢丝熔点<1500℃)小于钢液4的温度(本实施例钢液温度1520～1550℃)，铜的熔点(934～1083℃)小于液渣层的温度(本实施例液渣层温度1100～1300℃)，故镀铜的高碳钢丝，在钢液4中的测量丝全被熔化，但在液渣层6中的测量丝2仅熔化了测量丝外的铜镀层，内部的钢丝未被熔化。

待测量丝2冷却后，用最小刻度为1mm的钢尺测量镀铜高碳钢丝表层无镀铜层部分的长度(即不是黄色部分测量丝的长度)即为液渣层的厚度，本实施例中所测的液渣层厚度为10-13mm。

实施例3(适用于大尺寸异型坯型)

如图1至图3所示，连铸结晶器液渣层测厚装置，包括：

测量管1，该测量管1为中空结构，所述测量管1为钢管，所述底板3为钢板，且所述测量管1的直径为20mm，长度为400mm，且所述测量管1的上端弯曲便于握持。

底板3，该底板3与所述测量管1的一端连接，且该底板3上设有与所述测量管1相连通的测量孔8；所述底板3的尺寸为60mm×60mm×5mm，且测量孔8的直径为3mm。

测量丝2，该测量丝2贯穿所述测量孔8和测量管1，且其一端被所述测量管1的端部固定，另一端可穿过粉渣层4、过渡层5和液渣层6伸入钢液7中；所述测量丝2的直径为2mm，长度为600mm，且所述测量丝2为镀铜高碳钢丝。

用所述的连铸结晶器液渣层测厚装置测量555mm×440mm×105mm的q235b异型坯的液渣层厚度的方法，步骤如下：将测量丝2从测量孔8穿进测量管1内部，将测量丝2上端从测量管1的上部穿出并固定在测量管1的外侧端，测量丝2下端从测量孔8下穿过并留出100mm，然后手握测量管1上部的把手，将底板3平放于粉渣层4表面，因为底板3受力面较大，在粉渣层4表面不会继续下降，在此定为粉渣层4的表面位置，将测量丝2从粉渣层4向下插入，依次经过过渡层5和液渣层6，最后伸入钢液7中，停留时间2-3s，将测量管1提起。

由于测量丝2的材质是镀铜的高碳钢丝，高碳钢丝熔点(本实施例中高碳钢丝熔点<1500℃)小于钢液4的温度(本实施例钢液温度1520～1550℃)，铜的熔点(934～1083℃)小于液渣层的温度(本实施例液渣层温度1100～1300℃)，故镀铜的高碳钢丝，在钢液4中的测量丝全被熔化，但在液渣层6中的测量丝2仅熔化了测量丝外的铜镀层，内部的钢丝未被熔化。

待测量丝2冷却后，用最小刻度为1mm的钢尺测量镀铜高碳钢丝表层无镀铜层部分的长度(即不是黄色部分测量丝的长度)即为液渣层的厚度，本实施例中所测的液渣层厚度为7-12mm。

实施例4(适用于小断面带电磁搅拌的方坯坯型)

如图1至图3所示，连铸结晶器液渣层测厚装置，包括：

测量管1，该测量管1为中空结构，所述测量管1为铜管，所述底板3为铜板，且所述测量管1的直径为10mm，长度为400mm，且所述测量管1的上端弯曲便于握持。

底板3，该底板3与所述测量管1的一端连接，且该底板3上设有与所述测量管1相连通的测量孔8；所述底板3的尺寸为30mm×30mm×5mm，且测量孔8的直径为3mm。

测量丝2，该测量丝2贯穿所述测量孔8和测量管1，且其一端被所述测量管1的端部固定，另一端可穿过粉渣层4、过渡层5和液渣层6伸入钢液7中；所述测量丝2的直径为2mm，长度为600mm，且所述测量丝2为镀铜高碳钢丝。

用所述的连铸结晶器液渣层测厚装置测量165mm×165mm的er-80g钢方坯的液渣层厚度的方法，步骤如下：将测量丝2从测量孔8穿进测量管1内部，将测量丝2上端从测量管1的上部穿出并固定在测量管1的外侧端，测量丝2下端从测量孔8下穿过并留出100mm，然后手握测量管1上部的把手，将底板3平放于粉渣层4表面，因为底板3受力面较大，在粉渣层4表面不会继续下降，在此定为粉渣层4的表面位置，将测量丝2从粉渣层4向下插入，依次经过过渡层5和液渣层6，最后伸入钢液7中，停留时间2-3s，将测量管1提起。

由于测量丝2的材质是镀铜的高碳钢丝，高碳钢丝熔点(本实施例中高碳钢丝熔点<1500℃)小于钢液4的温度(本实施例钢液温度1525～1545℃)，铜的熔点(934～1083℃)小于液渣层的温度(本实施例液渣层温度1100～1200℃)，故镀铜的高碳钢丝，在钢液4中的测量丝全被熔化，但在液渣层6中的测量丝2仅熔化了测量丝外的铜镀层，内部的钢丝未被熔化。

待测量丝2冷却后，用最小刻度为1mm的钢尺测量镀铜高碳钢丝表层无镀铜层部分的长度(即不是黄色部分测量丝的长度)即为液渣层的厚度，本实施例中所测的液渣层厚度为8-10mm。

上述实施例对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。以上所述仅为本发明较佳可行的实施例而已，并非因此局限本发明的权利范围，凡运用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变化，均包含于本发明的权利范围之内。