【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及连铸技术，特别涉及一种板坯连铸结晶器流场检测装置及方法。
技术介绍
1、结晶器是连铸的心脏，结晶器内钢水的流动状态直接决定了连铸产品的最终质量。生产过程中通常需要采取技术手段对结晶器内钢液流场进行优化控制，避免出现卷渣、液位波动、钢流冲击过深等等现象。生产中需要采用额外的技术手段对结晶器流场进行优化控制，通常可以把优化结晶器流场的方式分成两种类型：被动式、主动式。
2、被动式主要通过浸入式水口结构、倾角等优化实现。
3、主动式则主要通过施加外场的方式实现，如电磁旋流水口、结晶器电磁搅拌及电磁制动等。
4、电磁搅拌通过电磁力带动钢水发生旋转运动，旋转的钢水在凝固前沿起到了冲刷作用，从而带走凝固前沿的夹杂物、气泡并促进上浮和去除，最终起到了改善连铸坯表面质量的效果。
5、电磁制动则是通过施加一个静磁场于流动的钢水，通过感应产生的洛伦茨力降低其绝对流动速度的一种技术。当静磁场作用于水口下方时，可以降低钢液冲击深度，有利于夹杂物和气泡的上浮；当静磁场作用于弯月面时，可以起到稳定液面波动、减少卷渣的作用。
6、板坯连铸实际生产过程中，结晶器内流场是异常复杂的，且在整个连铸生产过程中不断发生变化。例如，连铸过程中经常容易出现偏流现象，即水口两侧的钢液流速差异较大，造成一侧的流速较快，而另一侧较慢的不对称现象。同样，在弯月面附近也容易出现局部流速过快或出现涡流等现象。电磁搅拌或电磁制动作为优化控制结晶器流场的技术手段，已在实际生产中获得广泛的应用。然而实际生产过程中，由
7、中国专利cn102089095a、cn112935213a分别公开了一种在结晶器铜板上封装光纤的方式，即在结晶器铜板上切缝并将光纤放置于切缝底部的方法。该方法的主要问题在于，结晶器需要通过高压冷却水冷却，切缝后高压水非常容易进入缝隙，一方面影响测温精度，另一方面容易严重情况下容易漏水带来安全隐患。
8、中国专利cn107614152a提出了另外一种在结晶器铜板上封装光纤的方式，即通过在结晶器铜板上打孔，然后插入光纤传感器并固定的方法。该方法的主要问题在于，结晶器钻孔时，孔径过小，则很难钻深，影响测温范围；孔经过大，则影响结晶器本身的传热。
9、连铸坯的表面质量除了与钢水纯净度、浇注温度、拉坯速度、冷却强度、氩气流量等有关以外，电磁搅拌/电磁制动的投入使用至关重要。在结晶器内使用电磁搅拌/电磁制动的一个重要作用就是通过电磁力的作用，改变钢液流速和流动方向，提高凝固坯壳均匀性，减小夹杂物和气泡在凝固前沿被捕获的机率，促进夹杂物和气泡的上浮，最终起到改善表面质量的作用。同时，通过电磁力的作用，钢液温度变得更为均匀，还可以适当提高等轴晶率。因此，电磁控流技术已成为高质量、高效率生产板坯连铸坯的关键核心技术。
10、板坯连铸生产过程中，钢水通过浸入式水口进入连铸结晶器，钢水流股在冲击结晶器窄面后分别向上下两个方向流动，从而在结晶器内形成上下两个环流。这两个环流的大小、局部的流速等对板坯质量的影响至关重要。通常而言，一个稳定的、适中的流速分布对于生产是有益的，但是实际生产过程中很难实时检测和控制的，特别是浇注过程中经常会出现偏流。为此，可以根据结晶器流场的上述特征，在不同区域采用不同形式的电磁控流技术，利用电磁力人为控制钢水的流动速度，从而形成理想的流场分布。
11、然而，由于钢水的高温特性，目前还没有技术手段实时在线直接检测钢水的流动状态。
技术实现思路
1、本方面的目的在于提供一种板坯连铸结晶器流场检测装置及方法，可以高精度、高密度实时动态检测结晶器铜板的温度，从而可以间接反映出结晶器内钢水初始凝固过程和钢液流动状态，并结合电磁控流技术，最终为板坯连铸结晶器流场的优化和连铸产品质量的提升创造条件。
2、为达到上述目的，本专利技术的技术方案是：
3、一种板坯连铸结晶器流场检测装置，其包括：
4、在结晶器铜板端面上沿连铸拉坯方向设安装孔，安装孔轴线与结晶器铜板工作面平行，且距离结晶器铜板工作面距离≥10mm，孔径≤10mm，孔深超过结晶器铜板高压冷却水密封圈位置；该安装孔与结晶器上原有冷却水槽位置相互错开；
5、在结晶器铜板工作面沿结晶器铜板厚度方向设切缝，切缝中心线与安装孔轴线位于同一个立面，切缝端部与所述安装孔连接贯通；切缝深度为：切缝底部位于所述安装孔径向底端上方；
6、一光纤测温传感器，铺设于所述切缝底部及安装孔内，安装孔内的光纤测温传感器外套设一密封环，该密封环内侧端抵靠切缝端部，密封环与光纤测温传感器紧密连接不漏水；密封环外侧端由紧固螺母锁定于安装孔内；
7、光纤测温传感器铺设后的切缝内封填密封材料。
8、优选的，所述切缝宽度为1～3mm。
9、优选的，所述密封材料为与结晶器铜板同质材料。
10、优选的，所述光纤测温传感器直径≤2mm。
11、优选的，所述结晶器铜板厚度介于25mm～45mm之间。
12、本专利技术所述的板坯连铸结晶器流场检测装置的安装方法，其包括如下步骤：
13、1)在结晶器铜板端面上沿连铸拉坯方向钻安装孔，安装孔轴线与结晶器铜板工作面平行，且距离结晶器铜板工作面距离≥10mm，孔径
14、≤10mm，孔深超过结晶器铜板高压冷却水密封圈位置；该安装孔与结晶器上原有冷却水槽位置相互错开；
15、2)在结晶器铜板工作面沿结晶器铜板厚度方向切缝，切缝中心线与安装孔轴线位于同一个立面，切缝端部与所述安装孔连接贯穿；
16、3)在切缝底部及安装孔内铺设安装一根光纤测温传感器，安装孔内的光纤测温传感器外套设一密封环，该密封环内侧端抵靠切缝端部，密封环与光纤测温传感器紧密连接不漏水；密封环外侧端由紧固螺母锁定于安装孔内；
17、4)光纤测温传感器铺设安装后，用与结晶器铜板同等材料对切缝进行封填，至此完成光纤测温传感器在结晶器铜板上的安装。
18、优选的，所述结晶器铜板厚度为25～45mm。
19、优选的，所述切缝宽度为1～3mm。
20、在钢铁板坯连铸生产过程中，高温钢水通过结晶器冷却后逐渐凝固成为固态铸坯。所述连铸结晶器由四块铜板互相组合形成一个长方体凝固腔体，所述结晶器铜板通常由金属铜或铜合金加工制造而成。
21、现有结晶器上安装光纤测温传感器方法存在漏水或测量范围有限等技术难点问题。
22、本专利技术有机结合了两种封装方法的优点，即充本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种板坯连铸结晶器流场检测装置，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的板坯连铸结晶器流场检测装置，其特征在于，所述切缝宽度为1～3mm。
3.如权利要求1所述的板坯连铸结晶器流场检测装置，其特征在于，所述密封材料为与结晶器铜板同质材料。
4.如权利要求1所述的板坯连铸结晶器流场检测装置，其特征在于，所述光纤测温传感器直径≤2mm。
5.如权利要求1所述的板坯连铸结晶器流场检测装置，其特征在于，所述结晶器铜板厚度介于25mm～45mm之间。
6.一种板坯连铸结晶器流场检测装置的安装方法，其特征是，包括如下步骤：
7.如权利要求6所述的板坯连铸结晶器流场检测方法，其特征是，所述结晶器铜板厚度为25～45mm。
8.如权利要求6所述的板坯连铸结晶器流场检测方法，其特征是，所述切缝宽度为1～3mm。
【技术特征摘要】
1.一种板坯连铸结晶器流场检测装置，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的板坯连铸结晶器流场检测装置，其特征在于，所述切缝宽度为1～3mm。
3.如权利要求1所述的板坯连铸结晶器流场检测装置，其特征在于，所述密封材料为与结晶器铜板同质材料。
4.如权利要求1所述的板坯连铸结晶器流场检测装置，其特征在于，所述光纤测温传感器直径≤2mm。
5.如...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴存有，赵显久，章建雄，田正宏，金小礼，温宏权，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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