【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及炼钢产品质量检测技术，更具体地说，涉及一种控制瞬态铁磁层厚度的厚板坯表层裂纹探测方法及系统。
技术介绍
1、当前，在“碳达峰”“碳中和”战略目标引导下，针对炼钢阶段连铸坯产品各类缺陷、尤其是表面裂纹缺陷在高温阶段的在线检测问题，越发受到关注。由于连铸坯缺陷在热态未能检测，严重影响了连铸坯的热装热送和相关质量调控技术的开展。公开资料显示，该问题目前仍未得到有效解决。目前连铸坯在热态无法检测质量、且要求高的产品要冷下来检测，能耗很大且仍在持续。
2、为了防患于未然，在连铸坯萌生裂纹后，会采取将裂纹缺陷清理的方式，以避免在后续轧制过程中、因为裂纹尖端处存在应力集中而导致更大质量事故，可见，尽管受到了高温工况的限制(连铸坯部位不同，温度有所不同，通常在800℃以上)，如果能够在线将缺陷探测出来，将大大节省再加热所需要的能源。
3、目前，针对如图1所示连铸坯表面开裂缺陷的在线探测、以及量化评价裂纹方面，长期缺乏有效手段，国内尚无有关的在线探测技术及设备产品。国际上，只有俄罗斯ultrakraft公司有一款“equipment for automated ultrasonic testing of slabs”产品，经技术介绍可以了解到，该技术采用电磁声(emat)成像检测方法，针对连铸坯侧边表面范围内，有较好的探测效果。
4、尽管现有无损检测方法很多，针对金属表面开裂探测的无损检测技术也较多，比如着色、电磁、超声、涡流、射线等。但是，与在常温工况下应用的效果相比，各种方法在高温、大尺寸连铸
5、1)磁粉检测：广泛用于航空航天、冶金工器具、机械制造、原子能、兵器等军事工业和特种设备，是最普及和方便的常规检测之一。磁粉检测多用于半成品和原材料，棒材、钢坯、锻件、铸件等均广泛使用。但由于连铸坯在移动辊道阶段最低800℃以上的高温，磁法检测失效、样品难以靠近，方法不可行；
6、2)x射线无损检测：目前主要有计算机辅助成像射线(cr)、数字射线(dr)、计算机层析成像(ct)、康普顿成像、中子检测等方式，可用于常规缺陷检测、材料组织、结构、残余应力、构件累计损伤和尺寸精密测量、构件寿命评估等。x射线由于探伤多为穿透法，对于连铸坯这样大体积类样品并不适合，且高温现场空间有限，实施很不方便；
7、3)渗透检测：广泛应用于检测大部分非吸收性物料的表面开口缺陷，如钢铁、有色金属，是最早普及应用的常规检测方法，对于形状复杂的缺陷也可一次性全面检测，适合于野外现场环境。渗透检测也和磁粉方法一样，对连铸坯在辊道阶段最低800℃以上的高温，方法失效；
8、4)电磁检测：电磁无损检测早期主要包括涡流检测和漏磁检测，是以材料电磁性能变化为依据来对材料及构件实施缺陷检测和性能检测的方法。后来发展起来的金属磁记忆检测、脉冲涡流检测、交流磁场检测、电流扰动检测、巴克豪森噪声检测及磁声发射技术，都属电磁检测范围，该方法适用于表面有限深度范围的缺陷探测。但是也和磁粉方法一样，对于连铸坯在移动辊道阶段最低800℃以上的高温，已经高于钢的居里温度点，铁磁性消失，电磁检测失效；
9、5)声发射检测：也称为应力波发射，是材料中局域源快速释放能量产生瞬态弹性波的现象(ae)。声发射是自然界随时发生的自然现象。声发射检测技术可在线动态检测，但不能用于评价深度；
10、6)红外检测：是通过接收物体发射的红外线，以图像的形式获取其表面温度分布，反映出被检测对象内、外部的温度状况，从而判断是否存在缺陷的技术，尤其对非金属材料内缺陷检测价值更高。该方法比较适合800℃以上高温的连铸坯表面检测，但是对表面裂纹缺陷的深度探测存在困难；
11、7)激光检测：自从1960年激光器问世后，激光全息技术进入实用，激光检测按成像原理主要分为激光全息、激光散斑干涉、激光错位散斑干涉3种类型，激光全息检测的不适用理由同上；
12、8)超声检测：其方法种类繁多，常规超声检测主要以发现缺陷并对缺陷进行评价为目的。近年来较为显著进展的超声技术包括：相控阵技术、toft技术、激光超声技术、电磁超声检测技术、超声导波检测技术、非线性超声技术等，在检测方法及设备的现场适应性方面需要作出充分考虑。目前，已有超声波高温探头最高能用于500℃以上的工况，距离用于800℃以的上高温连铸坯尚有差距。目前国内已有技术人员采用emat方法针对高温连铸坯进行过研究尝试，技术资料显示，只有俄罗斯有商业技术产品。
13、综上所述，以目前高温连铸坯的工况，在这个炼钢领域的高温产品阶段，还没有现成的用于表面裂纹缺陷的探测技术可用。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的缺陷，本专利技术的目的是提供一种控制瞬态铁磁层厚度的厚板坯表层裂纹探测方法及系统，能够提高问题连铸坯产品的处理效率和深加工能源浪费，最大程度地缩短合格连铸坯产品的处理时间，推动实现在炼钢
的节能减排。
2、为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、本专利技术第一方面提供了一种控制瞬态铁磁层厚度的厚板坯表层裂纹探测方法：
4、通过在连铸坯的表面局部短时水冷控制瞬态铁磁层的厚度，并配合对所述瞬态铁磁层进行磁饱和，采用磁敏效应元件对所述瞬态铁磁层探测漏磁场强度，并量化分析信号，探出裂纹缺陷，给出量化分析结果，实现所述连铸坯的表层裂纹定量深度探测。
5、较佳的，所述厚板坯表层裂纹探测方法具体包括以下步骤：
6、s1、将连铸坯表面裂纹缺陷检测装置就位于所述连铸坯的检测表面上方起点空间位置；
7、s2、所述连铸坯表面裂纹缺陷检测装置的水射流装置在所述连铸坯的表面有裂纹位置进行冷却水喷射，形成控制厚度的所述瞬态铁磁层；
8、s3、所述连铸坯表面裂纹缺陷检测装置的磁化装置对所述瞬态铁磁层进行磁化，形成漏磁通；
9、s4、所述连铸坯表面裂纹缺陷检测装置的所述磁敏效应元件发出磁敏效应探头涡流信号被所述瞬态铁磁层内裂纹的所述漏磁通所调制；
10、s5、根据所述磁敏效应探头涡流信号受所述漏磁通的密度影响，建立与表面裂纹深度的关系；
11、s6、根据所述磁敏效应探头涡流信号与表面裂纹深度的关系，确定表面开裂深度。
12、较佳的，所述磁化装置的运行时间小于1秒；
13、磁场强度大于3000mt；
14、磁场强度的饱和值大于80％。
15、较佳的，所述磁敏效应探头涡流信号与所述表面裂纹深度的关系如下：
16、ф＝a·d
17、式中，ф为漏磁通，a为系数，d为裂纹深度。
18、本专利技术第二方面提供了一种控制瞬本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种控制瞬态铁磁层厚度的厚板坯表层裂纹探测方法，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的控制瞬态铁磁层厚度的厚板坯表层裂纹探测方法，其特征在于，所述厚板坯表层裂纹探测方法具体包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的控制瞬态铁磁层厚度的厚板坯表层裂纹探测方法，其特征在于：所述磁化装置的运行时间小于1秒；
4.根据权利要求2所述的控制瞬态铁磁层厚度的厚板坯表层裂纹探测方法，其特征在于，所述磁敏效应探头涡流信号与所述表面裂纹深度的关系如下：
5.一种控制瞬态铁磁层厚度的厚板坯表层裂纹探测系统，其特征在于，包括：
【技术特征摘要】
1.一种控制瞬态铁磁层厚度的厚板坯表层裂纹探测方法，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的控制瞬态铁磁层厚度的厚板坯表层裂纹探测方法，其特征在于，所述厚板坯表层裂纹探测方法具体包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的控制瞬态铁磁层厚度的厚板坯表层裂纹探测方...
【专利技术属性】
技术研发人员：张国星，张志忠，瞿海霞，
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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