本發(fā)明屬于連續(xù)鑄鋼(簡稱連鑄)領域,涉及一種采用光纖光柵傳感器測量連鑄鋼水液面位置的裝置及方法,尤其適用于鋼鐵冶金企業(yè)檢測連鑄結晶器內(nèi)鋼水液面位置與高度。
背景技術:
連鑄就是把液態(tài)鋼或其它金屬通過連鑄機澆注和冷凝后直接得到連鑄坯的工藝。結晶器是一個水冷的鋼錠模,完成將液態(tài)鋼初步凝固成型的任務,是連鑄機的重要組成部分。結晶器液位波動過大會造成保護渣卷入和鋼水凝固不均勻等問題,嚴重影響到鑄坯的表面和內(nèi)部質量,甚至會導致漏鋼或溢鋼事故發(fā)生。因此在連鑄作業(yè)中,結晶器的液面位置檢測控制是非常重要的一個環(huán)節(jié)。
目前連鑄結晶器鋼水液面檢測有多種方法:熱電偶埋入法、工業(yè)電視法、放射性同位素核輻射法(鈷或銫)、渦流法、電磁感應法和激光法等,其中放射性同位素核輻射法與渦流法因控制精度高,應用較廣。渦流法采用電磁感應原理,在結晶器上方檢測液位,存在被溢鋼燒毀風險和受電磁信號干擾等問題。隨著對鋼坯質量的要求越來越高,更多的連鑄結晶器配置上電磁攪拌或電磁制動裝置,渦流法液位檢測電磁信號干擾問題也是一個難題。此外,因占用空間渦流法在小斷面連鑄機上(如小方坯)應用不便,主要應用于板坯和大方坯連鑄機。小方坯連鑄機多采用放射性同位素核輻射法,通過放射源不斷射線檢測鋼水液面高度,該過程存在對操作工造成核輻射傷害的潛在風險,是鋼鐵企業(yè)普遍顧慮的問題;放射源的儲存管理也是比較復雜的工作。
技術實現(xiàn)要素:
為了克服現(xiàn)有結晶器液位檢測受電磁信號干擾和放射性核輻射不環(huán)保的問題,本發(fā)明提供一種采用光纖光柵傳感器測量連鑄鋼水液面高度位置的方法,該方法不僅能檢測連鑄結晶器鋼水液面高度,而且不受電磁攪拌信號干擾,也不存在核輻射問題。
本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是:在連鑄結晶器銅板或銅管中鉆孔,埋入光纖光柵溫度傳感器。光纖光柵溫度傳感器的工作基本原理是:當光柵周圍的溫度發(fā)生變化時,將導致光柵周期或纖芯折射率的變化,從而產(chǎn)生光柵信號的波長位移,通過監(jiān)測波長位移情況并經(jīng)光纖光柵解調(diào)儀解調(diào),即可獲得待測溫度的變化情況。光纖光 柵溫度傳感器具有結構簡單、體積小、穩(wěn)定性好,敏感度高,又具有抗腐蝕、抗電磁干擾的特點。
當鋼水液面波動時,連鑄結晶器銅板或銅管與其接觸的內(nèi)壁溫度會隨之發(fā)生變化。由于高效傳熱,上述鉆孔內(nèi)溫度也會隨著鋼水液面波動而變化,被光纖光柵溫度傳感器連續(xù)檢測。鋼水液面上下銅板或銅管內(nèi)壁溫度差別較大,溫度變化拐點分界處即代表著鋼水液面位置,從而達到連鑄結晶器液位檢測的目的。
本發(fā)明的有益效果是,與現(xiàn)有技術相比,不采用電磁裝置或放射性物質,不存在電磁信號干擾和核輻射問題,安全環(huán)??煽啃愿?。同時其結構簡單,安裝完畢至結晶器壽命到期之間不需要維護。
附圖說明
下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
附圖是本發(fā)明的縱剖面構造原理圖。
具體實施方式
在附圖中,光纖光柵溫度傳感器(1)埋入銅管或銅板(2)中,另一端與光纖光柵解調(diào)儀(4)相連。
在附圖所示實施例中,當連鑄結晶器內(nèi)鋼水液面(1)波動時,銅管或銅板(2)內(nèi)壁溫度發(fā)生變化,由于傳熱作用,光纖光柵溫度傳感器(1)檢測到其位置孔隙內(nèi)溫度變化,通過光纖光柵解調(diào)儀(4)分析輸出,從而獲得液面波動情況,達到檢測液面位置的目的。