[发明专利]一种连铸结晶器内保护渣厚度测量装置及方法

说明书

本发明公开了一种连铸结晶器内保护渣厚度测量装置及方法，属于连铸结晶器控制技术领域。装置包括安装支架、线性调频连续波雷达，所述线性调频连续波雷达包括发射天线、接收天线、回波信号处理系统，通过安装支架安装在连铸结晶器保护渣的上方，线性调频连续波雷达用于经发射天线发出电磁波信号，回波信号经过回波信号处理系统进行混频、放大、滤波后转换成包含距离信息的差频信号，差频信号经过回波信号处理系统处理后得到粉渣层的厚度以及粉渣层表面位置信息。方法通过装置实现。本发明实现了精准地测量保护渣的厚度。同时精准掌握保护渣厚度还能节省保护渣，降低成本。

技术领域

本发明涉及属于连铸结晶器控制技术领域，具体涉及一种连铸结晶器内保护渣厚度测量装置及方法。

背景技术

连铸结晶器是一个钢水制冷成型设备。基本由框架，水箱和铜板(背板与铜板)，调整系统(调整装置，减速机等)；润滑系统(油管油路)，冷却系统和喷淋等设备组成。

结晶器内壁承受着高温钢水的静压力及与坯壳相对运动的摩擦力等产生的机械应力和热应力的综合作用，其工作条件极为恶劣。

结晶器内保护渣在钢水之上形成粉、液二层结构，液渣层厚度严重影响结晶器内传热、润滑性能和铸坯质量。由于保护渣分层厚度测量要求精度高、且环境恶劣，目前仍是急待解决的难题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种连铸结晶器内保护渣厚度测量装置及方法，以解决在炼钢连铸生产过程中，在结晶器里面的保护渣厚度严重影响钢坯的质量，加渣量过大和过小都会引起不同程度的影响的问题。

具体的，连铸结晶器内保护渣厚度测量装置，包括安装支架、线性调频连续波雷达，所述线性调频连续波雷达包括发射天线、接收天线、回波信号处理系统，通过安装支架安装在连铸结晶器保护渣的上方，线性调频连续波雷达用于经发射天线发出电磁波信号，一部分信号在空气-粉渣界面发生第一次反射被接收天线接收；另一部分信号透射进入粉渣层，在粉渣-熔融渣界面发生第二次反射并透射回空气被接收天线接收，回波信号经过回波信号处理系统进行混频、放大、滤波后转换成包含距离信息的差频信号，差频信号经过回波信号处理系统处理后得到粉渣层的厚度以及粉渣层表面位置信息。

进一步的，所述安装支架为升降支架，所述装置还包括微米直线电机，微米直线电机安装在结晶器铜壁上，微米直线电机用于控制安装支架的升降。

进一步的，所述装置还包括涡流传感器，涡流传感器安装在结晶器铜壁上，涡流传感器用于检测粉渣层表面的位置信息。

另一方面，本发明还提供了一种基于上述装置实现的连铸结晶器内保护渣厚度测量方法，所述方法具体为：

发射天线和接收天线距离保护渣料面的距离为R1，保护渣厚度为R，电磁波信号经发射天线发出后，一部分信号在空气-粉渣界面发生第一次反射被接收天线接收；另一部分信号透射进入粉渣层，在粉渣-熔融渣界面发生第二次反射并透射回空气被接收天线接收，回波信号经过混频、放大、滤波后转换成包含距离信息的差频信号，差频信号经过回波信号处理系统的软件处理后得到粉渣层的厚度以及粉渣层表面位置信息。

本发明的有益效果在于：本发明设计一种连铸结晶器内保护渣厚度测量装置及方法，能够通过毫米波测量系统获得保护渣上表面位置及粉渣层厚度，测量误差在1mm以内。实现了精准地测量保护渣的厚度。同时精准掌握保护渣厚度还能节省保护渣，降低成本。

附图说明

图1是本发明装置的结构示意图。

图2是本发明方法的原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行说明：