[发明专利]一种保护渣液渣层的厚度测量系统及方法

说明书

本发明提供了一种保护渣液渣层的厚度测量系统及方法，该系统包括：控制装置，移动装置和碳浓度传感器，所述碳浓度传感器与所述控制装置电连接，所述碳浓度传感器设在所述移动装置的活动端，所述移动装置将所述碳浓度传感器垂直插入保护渣层的液面，并使所述碳浓度传感器的探头穿过保护渣层并伸入至钢液液面以下，所述碳浓度传感器实时采集保护渣层至钢液中不同位置的碳浓度信息并传递至所述控制装置。采用本发明的保护渣液渣层测量系统，结构简单，便于操作，大大提高了生产的自动化程度和水平，降低了人工操作的难度。并且通过碳浓度的变化可以反映液渣层的层厚信息，结果准确、误差小，适用于大规模应用。

技术领域

本发明涉及钢铁冶炼工艺技术领域，尤其涉及一种保护渣液渣层的厚度测量系统及方法。

背景技术

众所周知，连铸结晶器保护渣作为连铸工艺过程中的关键核心材料，对铸坯质量和连铸工艺顺行具有不可替代的作用。添加的保护渣在连铸过程中起到保温、隔绝空气、防止钢液二次氧化和吸收夹杂物作用的同时，最主要的是能够控制坯壳与结晶器之间的润滑和传热。加入到结晶器中的保护渣，由于受钢水温度的加热，继而发生熔化，出现分层，一般认为是三层结构，从上至下依次是粉渣层-烧结层-液渣层，但是保护渣中都含有碳(石墨或是炭黑)，保护渣在熔化之前，碳就可能被全部烧掉，而实际上，由于保护渣熔化过程中，空气中的氧很难渗入，导致碳无法完全燃烧，以及在保护渣造渣和烧结过程中形成的碳核中的碳在熔渣层中不断聚集，最终形成富碳层，因而从上到下依次是粉渣层-烧结层-半熔层-富碳层-液渣层，其中富碳层的厚度和碳含量与保护渣中的碳质材料和含量有关。正常情况下，液渣层厚度为8-15mm，如果液渣层太薄，结晶器壁与凝固坯壳之间的渣膜达不到要求，就容易导致粘结漏钢事故的发生；如果液渣层太厚，沿结晶器周围容易形成渣圈，会堵死弯月面液渣流入坯壳和结晶器壁之间的通道，不能形成均匀的渣膜，就容易产生裂纹，恶化铸坯质量。烧结层正常厚度为5-10mm，太薄或是太厚会影响液渣层厚度。粉渣层正常厚度为5-10mm，太薄起不到保温效果，太厚容易形成渣条。因此，在连铸过程中控制合理的渣层结构，特别是不断地形成具有一定厚度和性能稳定且熔化均匀的液渣层是非常重要的。

在实际生产中，结晶器保护渣液渣层厚度作为保护渣使用性能的评价指标之一，对连铸生产的顺行和铸坯质量的好坏有着至关重要的影响。渣层的厚度影响着渣膜的均匀润滑和传热，进而影响铸坯的表面缺陷。因此，为了保证稳定的连铸生产和获得良好的铸坯质量，开发一种精确可行的保护渣液渣层厚度测量装置和方法显得尤为必要。