连铸机结晶器熔钢液面控制

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1、压力容器无损检测技术的原理及应用系别：化工机械系班级：11级过程姓名：黄广伟学号：1120302020日期：2014.10.269连铸机液面自动检测与控制青海大学11级过程装备与控制工程黄广伟邮编：810016摘要：文章介绍了连铸机液面的自动控制系统，以结晶器熔钢液面为例，介绍了常用的的三种检测方法，比较了它们的特点。重点讨论了结晶器熔钢液面的控制系统，从理论与实践上总结了实现结晶器熔钢液面稳定控制的方法。关键词：液面控制自动控制熔钢液面结晶器连铸机一、连铸机液面自动检测与控制的目的和意义随着社会对钢材品种，规格，质量的要求越来越高，轧钢对连铸坯的质量要求也越来越高。如果

2、不能稳定，可靠地控制结晶器的熔钢液面，要想连续生产出高质量的铸坯是不可能的。为了提高连铸的生产率，很自然要提高拉速度，但是这样一来拉漏跑钢的事故发生率明显上升，这是一个值得研究的问题。开发漏钢预知技术，准确有效地控制结晶器四壁冷却效果，保证铸坯初期凝固稳定，这是高效连铸机安全生产的重要保证。二、连铸机液面自动检测与控制在我国的现状连续铸钢法是20世纪50年代发展起来的一项新型铸钢技术，70年代以来得到迅速发展，并被世界各主要产钢国家广泛使用。1970年世界钢铁工业连铸比仅为6.2%，1975年上升到13.2%，1979年又增至24.1%，1980年达到30%左右。中国钢铁

3、工业的连铸比1979年为4.8%，1980年为6.7%，1981年为7.5%，1982年为9%。并且逐年增长，到2014年技术已经是相当先进。三、连铸机液面自动检测与控制采用的技术路线和原理3.1、结晶器熔钢液面的检测结晶器熔钢液面的检测方式多种多样：热电偶埋入法，工业电视法，周期性电极插入法，放射性同为素法，涡流法，电池感应法和激光法等等。目前板坯连铸机结晶器上广泛采用的方法是放射性同为素法，涡流法和激光法。3.1.1放射性同为素法目前连铸机采用最多的是放射性同位素Co60测液面仪。其原理是安装在结晶器一侧的柱状Co60放射线源连续不断地放射出一定强度的γ射线。结晶器钢

4、液面在柱状放射线源的尺寸范围内上下波动，利用钢液对γ射线的吸收程度来反映钢液液面的高度。安装在结晶器另一侧的闪烁计数器用来检测γ射线穿透结晶器后强度的变化。当熔钢液面高时接受的γ9射线强度就小，反之则大。闪烁计数器由闪烁体，光电倍增管及前置放大器组成。当射线作用于闪烁体时，其被激的原子和分子即射出光电子，光电子经光电倍增管收集，加速，放大后在倍增管的阳极上形成脉冲。单位时间所产生的脉冲数称为技术率，它正比被接收的射线强度。将该脉冲经过鉴别器消除干扰噪声信号，再经过整形器将脉冲整形为幅度与宽度相等的矩形脉冲，经过积分器将脉冲信号转换为与脉冲频率成比例的直流积分电压，经过一系

5、列处理以后可获得一模拟电压，其大小比例于接受的射线强度/。此信号再经过结晶器上下振动的补偿，尔后送往微机控制系统。日本住友株式会社和奥钢联所产生的连铸机即采用上述方式。住友所用Co60放射线源的强度为686MBq,泄露量小于5mSv/年，符合我国环保部门规定的卫生标准。但是工厂方面多有疑虑而不欢迎。其测量范围为0~150mm,精确度为±5mm。1、激光法激光法是光电的LADAR测量系统，基于激光测距技术。激光发射器是一个红外光发射极，发射一个非常短的红外激光迈冲2X10-12S。激光脉冲通过测管经反光镜直色结晶器钢液表面，而后反射回来引导至接收器。它利用在发射与接收脉冲之

6、间的时间延迟与传感部件至钢液面的距离成正比的原理，测量信号转换成电量信号，即转换成脉宽调制的电气脉冲，这个测量信号进一步处理，得到一个与最终熔钢液面成比例的输出信号。LADAR装置的测量精度与动态响应的时间常数有关，时间常数选取值可从20~10230ms。当时间常数ι为20ms时，检测精确度为±5mm;当ι为2000ms以上时，精确度为±1mm。测量范围可为0~900mm，甚至更广。激光法的特点是比放射性同位素法安全、测量范围宽、反应快和精确度高。其缺点在于：要在结晶器上方设一个激光测管，保护渣的厚薄影响测量值，测管内的一个反射镜是一个易污的消耗件，需要经常更换，不过这小

7、片反光镜易于制造，价格低廉。德国迪马克公司推荐采用激光法，该装置提供的测量范围为0-900mm，精确度为±1mm2、涡流法涡流法的依据是电池感应原理。用涡流法检测结晶器熔钢液面的装置（如图1所示），其探测头由3个线圈组成，一次线圈和两个关联的二次线圈，二次侧的两个线圈缠绕方向相反。将工频50Hz交流电供给一次线圈时，其中产生一个交频磁场，在钢液表面产生磁涡流。该涡流又产生一个新磁场，并在二次侧线圈中感应产生一个差分电压。该差分电压的大小反映了线圈与熔钢液面之间的距离，从而测得钢液液面的高度。此检测信号经放大器处理送往控制系统。