[发明专利]一种测量高速旋转结晶器表面温度的方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及测量高速旋转物表面温度，尤其涉及一种测量高速旋转结晶器表面温度的方法及其装置。

背景技术

传统的制备非晶薄带的方法为，通过中频感应炉熔炼，倾倒入中间包，底注到喷带包中，钢液由喷嘴喷射到高速旋转的结晶器上，瞬间凝固成厚度在25-30μm的薄带。

图1是一种现有技术的非晶带生产过程的示意图。如图1所示，该非晶带生产过程步骤包括：在步骤1：熔炼，首先将原材料冶炼母合金，经过化学分析成分检验合格在熔炼炉里感应加热；在步骤2：浇注，在温度到达一定温度时，将熔炼炉里的钢水浇注到喷带包；在步骤3：制带，喷带包里的钢水通过喷嘴喷到高速运转的结晶器上，通过气体剥离，形成非晶带材；在步骤4：测厚，通过测厚装置检测带材的厚度；在步骤5：卷取。

在整个生产过程中，温度控制是保证产品质量稳定的最重要工艺之一，其中步骤1、步骤2与普通钢铁行业基本相同，均可以通过接触式测温枪适时监测，保证钢水质量。至于步骤3，铜辊为高速旋转的，线速度在20-30m/s，如果利用不经过任何处理的接触式热电偶来测量会因为偶头与结晶器接触摩擦力不一致，导致测量温度与实际温度相差太大。

还有一种现有技术，通过非接触红外测温办法来监测铜辊表面温度。非接触式红外测温装置在测量一些静态物体或高温物体技术已经较为成熟，但因为非晶制带过程受到高速旋转、高反射率、被测物体温度相对较低(150℃以下)、表面光洁度随时间变化等工况影响，利用非接触式红外测温仪器准确测量出结晶器表面温度几乎不太可能；否则就要通过大量的校准、标定流程后才可以在一些特定的工况下使用，这样就很难在实际生产过程中应用，严重影响非晶产业这一领域的发展。

若要稳定的生产出高质量、高致密的非晶带材则需要结构设计合理的结晶器，以及生产过程中有效的监控措施，目前传统生产非晶薄带流程中较为先进的监控措施仅有带材的在线厚度测量最为实用。但通过X射线非接触测量薄带厚度往往受带材致密度影响较大，而且厚度仅仅表征了产品的表面质量。而产品的内在质量在整个生产过程中没有任何监控措施，这也是制约国内非晶薄带不能大批量生产的主要原因。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能克服上述缺陷的测量高速旋转结晶器表面温度的方法及其装置。

在本发明的第一方面，提供了一种测量高速旋转结晶器表面温度的方法。该方法包括：喷带前，分别测量第一温度和第二温度，第一温度是结晶器表面静态温度、第二温度是包括第一温度和结晶器旋转到工艺规定转速时热电偶偶头与结晶器因摩擦产生的温度；喷带时，根据结晶器受到钢水热冲击导致变形产生的膨胀量控制热电偶偶头与结晶器接触程度保持恒定；根据控制热电偶偶头与结晶器接触程度保持恒定后测量第三温度，第三温度是包括第二温度和喷带时因钢水引起结晶器表面的温升；以及根据所述第一温度，第二温度和第三温度，计算出喷带时结晶器表面温度。

在本发明的第二方面，提供了一种测量高速旋转结晶器表面温度的装置。该装置包括：温度测量模块，用于测量结晶器表面温度；膨胀测量模块，用于测量喷带生产时，结晶器受到钢水热冲击导致变形产生的膨胀量；伺服传动模块，用于根据膨胀测量模块测出的膨胀量控制温度测量模块移动距离与之相同；以及计算模块，用于根据测量得到的结晶器表面温度计算喷带时结晶器表面温度。

通过本发明实施例，可大大提高非晶带材的产品质量，提高产品的稳定性，降低生产成本。

附图说明

图1是一种现有技术的非晶生产过程的示意图；

图2是根据本发明实施例的测量高速旋转结晶器表面温度的结构示意图；以及

图3是根据本发明实施例的测量高速旋转结晶器表面温度的方法流程图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

图2是根据本发明实施例的测量高速旋转结晶器表面温度的结构示意图，该测温系统包括：伺服传动系统6、测温系统支架7、膨胀测量系统8、测温热电偶9和结晶器10。

伺服传动系统6用于控制测温热电偶传动距离。它包括：伺服电机、滚珠丝杠，直线导轨和光栅尺，传动精度可达0.5μm。伺服电机带动固定在测温支架7上的膨胀测量系统8和测温热电偶9在滚珠丝杆和直线导轨上移动，并用光栅尺记录移动距离。

测温系统支架7用于将膨胀测量系统8与测温热电偶9固定在支架上；

膨胀测量系统8用于测量喷带生产时，结晶器受到钢水热冲击导致变形产生的膨胀量。在一个例子中，膨胀测量系统8采用电感式位移传感器，测量精度可达0.1μm。