连铸二冷区铸坯表面温度的检测
在冶金连铸过程中,二次冷却与铸机产量和铸坯质量密切相关,直接决定铸坯的凝固状态,与
之相关的铸坯缺陷有内部裂纹、表面裂纹、铸坯鼓肚和铸坯菱变等。铸坯表面温度是连铸中
的一个重要参数,是优化拉坯速度、确定二冷冷却强度、判断液相穴深度等的主要依据之一。
它不仅取决于结晶器和二冷区的冷却强度,还受到浇铸温度、铸坯断面尺寸、钢种、拉坯速
度和坯壳厚度等各方面因素的影响。
现有的二冷区自动控制方法主要分为两大类:静态控制法和动态控制法。静态控制法是
利用数学模型计算冷却水控制量,调整二冷强度,是目前广泛采用的方法,只能在稳定生产情
况下基本满足要求;而动态控制法则是根据实测铸坯表面温度实时改变二冷水,及时调整水量,
能更快速有效地反映冷却温度变化情况,更好地指导生产操作,在不稳定生产时也能满足工艺
要求,明显优于静态控制。
但是动态控制操作起来要比静态控制复杂得多,表面温度的实时测量存在很多难点。首
先,二冷区空间狭小,喷淋水管、喷头与密排辊子等设备拥挤复杂,这对测温装置的安装和调试
带来了不便;其次,二冷区周围环境条件差,铸坯附近温度高,且充满水雾蒸汽,并伴有冲刷掉落
的氧化铁皮等杂质,这就要求测温装置能够耐高温、耐潮湿且有一定的外部保护措施;第三,铸
坯在一定拉速运动过程中,除了水雾遮挡外,表面又附有氧化铁皮和水膜,导致测温装置无法
顺利接触或感应被测表面,对所采集数据的准确性提出了质疑。中国热加工网——铸造、锻
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二冷的环境特殊性对温度的测量和控制提出了挑战,因此温度测量工具和方法的选择
就尤为重要。温度测量方式可分为接触式和非接触式两大类,现代的测温技术多为非接触式。
二冷区测量铸坯表面温度时,分别以热电偶接触式和红外非接触式测温方法为代表,且各有优
缺点。热电偶测温方法相对简单、可靠,测量精度高,但需要充分热交换导致时间延迟和操作
误差,且受高温材料限制使用寿命很低;而红外测温方法则是利用热辐射原理,只能测量物体
表面,且易受外界环境因素影响,但是测温元件无需与被测介质接触,量程范围广,不受温度上
限限制,不破坏被测物体的温度场,反应速度快。从生产角度看,红外测温方法无需就近测温,大
大降低劳动强度,使用寿命长,设备损耗成本小,且测量误差与热电偶相比在可接受范围内。同
时,作为非接触测量工具还可在不安全或接触测量较困难的区域进行测量,既达到测试目的又
保护了人身安全。中国热加工网——铸造、锻压、焊接、热处理、工业炉、检测仪器。
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