[实用新型]一种基于超声波的钢坯凝固检测系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及钢坯检测领域，具体地讲，涉及一种基于超声波的钢坯凝固检测系统。

背景技术

连铸板坯在二冷区凝固的变化规律及铸坯凝固终点的位置是连铸生产中重要的工艺参数之一。通过对连铸坯冷却过程中凝固末端检测，确切了解连铸坯在凝固冷却过程中不同部位的凝固变化规律，确切了解连铸坯温度、凝固壳厚度与冷却时间、二冷区冷却制度之间的关系，确定铸机在不同工作状况下铸坯凝固终点的位置。为开发和研究连铸坯凝固冷却过程的数学模型提供可靠的实验数据，为优化连铸坯拉速、过热度、二冷区冷却制度、以及提高铸机产量和铸坯质量提供可靠依据。

准确地检测到钢坯凝固末端位置，对轻压下技术的实施尤为重要。所谓轻压下就是指通过在连铸坯凝固末端附近施加压力产生一定的压下量来补偿铸坯的凝固收缩量。一方面可以消除或减少铸坯收缩形成的内部空隙；另一方面，轻压下所产生的挤压作用还可以促进液芯中心富集的溶质元素钢液沿拉坯方向反向流动，使溶质元素在钢液中重新分配，从而使铸坯的凝固组织更加均匀致密，起到改善中心偏析和减少中心疏松的作用，从而提高铸坯内部质量。但是由于实际生产过程不稳定性和钢种变化等因素的影响，很难直接测量出钢坯凝固末端位置。

目前,国内测量铸坯凝固末端位置采用的方法主要有以下几种:打孔排液法、示踪剂法、射钉法、数值模拟等,各种试验方法的特点如表2所示。

方案名称具体测定方法特点使用情况打孔排液法测量漏钢坯壳厚度,计算确定凝固系数，从而计算凝固末端位置。利用漏钢坯壳进行凝固末端位置测量, 因坯壳厚度受钢水冲刷计算不准确已较少应用示踪剂法向结晶器内加入相关的放射性同位素, 解剖钢坯,测量同位素分布,确定凝固末端位置。浪费钢坯,工作量大,会产生一定的放射性污染,试验可操作性差已很少应用射钉法将含有FeS的钢钉射入铸坯,根据铸坯硫印所示钢钉熔化情况及S的分布,确定凝固末端位置受拉速、钢水温度、配水的影响，测试结果存在一定偏差。而且离线测量，所需周期长；对钢坯浪费严重。部分厂家采用数值模拟法根据不同钢种的物性及铸机参数等条件模拟凝固过程,确定凝固末端位置已有成熟的模拟模型,可指导工艺，但因个体差异，必须经过一定的验证。国内外部分大钢厂和研究机构应用

射钉法而且离线测量，所需周期长，对钢坯浪费严重。数值模拟法过按冷却水量、表面温度以及铸坯散热量等进行计算的方法计算铸坯凝固末端，但因为是间接的方法，受到多种条件限制，不能实时在线测量，所以人们一直希望能有一种直接的、高精度的、可以在线实时测定的方法来测量铸坯凝固状态。

实用新型内容：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种基于超声波的钢坯凝固检测系统，能够精确检测到钢坯凝固末端的位置。

本实用新型采用如下技术手段实现实用新型目的：