[发明专利]结晶器内腔尺寸非接触式检测装置及方法和应用

说明书

本发明提供一种结晶器内腔尺寸非接触式检测装置及方法和应用，实现板坯连铸结晶器左右铜板上口距离和铜板侧锥度等的快速检测，包括：安装基座、距离检测装置和数据计算单元；安装基座包括基座头和基座架；基座头设置在结晶器内腔的铜板上口的上方，基座架设置在结晶器内腔中；在基座头的底端基座架的侧面设置有中心标记件；在基座架的上部设置有高度标记件；距离检测装置包括上距离检测装置和下距离检测装置；数据计算单元分别与左上距离检测件、右上距离检测件、左下距离检测件和右下距离检测件连接。利用本发明能够解决现有技术采用人工卷尺测量和接触式锥度仪测量及人工计数时，存在的费力、费人工、耗费较长的测量时间和在线停机等问题。

技术领域

本发明涉及钢铁冶金行业钢水连续浇铸技术领域，更为具体地，涉及一种结晶器内腔尺寸非接触式检测装置及方法和应用。

背景技术

板坯连铸结晶器通常采用铜板式组合结构，即由内弧、外弧(宽边)两块铜板和左右两侧(窄边)两块铜板组合而成，一台板坯连铸机生产的板坯规格，其厚度为一个或多个固定规格，而宽度则需要在一定范围内连续可调。通过更换不同宽度的窄边铜板，满足浇注不同厚度的板坯；通过调整窄边铜板位置或者说两窄边铜板间距，满足浇注不同宽度的板坯。当需要浇注某种规格尺寸的板坯时，常规方式是在连铸生产线下的维修区预先装配好固定内腔厚度和宽度的结晶器，并紧固好，等待上线，结晶器内腔的上、下口尺寸是不同的，两侧具有一定倒锥度，即上口宽度大于下口宽度，且宽边需沿结晶器中心线左右对称。

在连铸生产过程中，实现不停机浇注不同宽度的板坯，即在浇钢过程中通过调节窄边铜板位置，改变浇钢中的结晶器宽度，使之达到目标宽度，这已成为了当下钢铁企业在高质量发展新形势下的迫切需求，可以大大提高连铸生产效率，降低生产成本。该板坯结晶器不停机增加或减小铸坯宽度的技术，即在线热态宽度调节技术，越来越受到钢铁生产企业的重视。调宽结晶器在维修区完成组装投入到连铸机生产线上前，或者连铸机停止浇钢在线待机后再次投入生产使用前，结晶器调宽系统需进行系统测试、位移传感器标定、结晶器内腔目标尺寸调节、结晶器内腔目标尺寸确认等工作，调宽控制系统的每一次动作均需对结晶器内腔尺寸(两窄边铜板离结晶器中心线的距离、两窄边铜板锥度)进行一次测量，有时由于受调宽机构机械间隙较大等多种因素的影响，调宽系统还需要进行多次标定和多次目标值调节，最大测量次数可达20余次。到目前为止，调宽结晶器内腔尺寸的测量尚没有实现全自动快速检测，上口宽度及对称性采用人工卷尺测量和人工计数；两个窄边铜板锥度分别采用人工手持式锥度仪测量和人工计数。这些测量数据需即时人工录入到调宽控制系统进行运算、校核。

现有技术每次测量合计时间约2～3分钟，该方式费时、费力、费人工，尤其是在线上停机调整时会耗费较长的停机时间，有时多达60～120分钟，接近甚至超过连铸重上引锭的浇注准备时间(约60分钟)，严重耽误了连铸机的可用有效生产作业时间，并直接制约了该在线热调宽技术的应用推广。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种结晶器内腔尺寸非接触式检测装置及方法和应用，以解决目前的对结晶器内腔尺寸的测量采用人工卷尺及人工操作锥度仪测量和人工计数，费时、费力、费人工，耗费较长的停机时间，严重耽误了连铸机的可用有效生产作业时间等问题。

本发明提供一种结晶器内腔尺寸非接触式检测装置，其特征在于，包括：安装基座、非接触式距离检测装置和数据计算单元；其中，

所述安装基座包括基座头和设置在所述基座头底端的基座架；所述基座头设置在结晶器内腔的铜板上口的上方，所述基座架设置在所述结晶器内腔中；在所述基座头的底端所述基座架的侧面设置有中心标记件；在所述基座架的上部设置有高度标记件；所述高度标记件与所述结晶器内腔的铜板上口水平对齐；

所述非接触式距离检测装置包括设置在所述基座架上部的上距离检测装置和设置在所述基座架下部的下距离检测装置；所述上距离检测装置包括与所述结晶器内腔中的左侧窄边铜板和右侧窄边铜板分别对应的左上距离检测件和右上距离检测件；所述下距离检测装置包括与所述结晶器内腔的左侧窄边铜板和右侧窄边铜板分别对应的左下距离检测件和右下距离检测件；