结晶器热电偶温度采集系统设计论文

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1、结晶器热电偶温度采集系统设计毕业论文目录摘要IAbstractII第一章绪论11.1连铸技术简介11.2漏钢原因的分析11.3常见漏钢的几种形式和危害41.3.1开浇漏钢51.3.2悬挂漏钢51.3.3裂纹漏钢51.3.4异物卷入漏钢71.3.5夹渣漏钢91.4减少漏钢的一般措施13第二章常见漏钢预报系统模型分析152.1热电偶测温漏钢预报探测及运算原理152.1.1漏钢预报原理152.1.2粘钢探测及运算原理152.2基于结晶器热流分析的预报方法172.3摩擦力测量法18第三章漏钢预报热电偶数据采集系统设计203.1仪表选型203.2热电偶合理埋设方式253.3基于单

2、片机的温度采集系统27第四章数据采集系统监控界面设计304.1基于组态王的监控画面30574.2单片机与组态王的通讯33总结42参考文献43附录A：45附录B：46致谢5857第一章绪论1.1连铸技术简介连续铸造技术，简称连铸，是一种使钢水不断地通过水冷结晶器，凝成硬壳后从结晶器下方出口连续拉出，经喷水冷却，全部凝固后切成坯料的一种铸造工艺如图1．1所示。连铸具有工艺简短、金属收得率高、能源消耗低、铸坯质量好、品种多、生产过程机械化、自动化程度高等优点，其应用彻底改变了铸造车间的生产流程和物流控制，为生产的连续化、自动化和信息化技术的应用，以及大幅度改善环境和提高产品质

3、量提供了条件[1]。图1.1连铸全过程1.2漏钢原因的分析灾连铸生产过程中，如果结晶器中形成的固化坯壳由于某种原因发生破裂，而破裂口又不能在该段铸坯被拉出结晶器之前重新固化弥合，就会发生结晶器及铸坯中尚未凝固的钢水突然泄漏的事故，这种事故称为漏钢(breakout)。（1）钢水的成分和温度当钢水中碳含量在0.08%～0.16%时,属于包晶钢范围。钢水在凝固过程中,发生包晶反应δ-γ,该过程的热收缩剧烈,同时伴随着较大的体积收缩和相变应力。若在该范围内进行浇注,板坯产生裂纹的敏感性较强,极易导致拉漏，即裂纹漏钢。如今CSP生产线在钢种设计及后续的钢种开发上已经避开了包晶区

4、。57当钢水中w[S]含量增加时,钢的热态延展性是在不断降低的,同时形成低熔点的FeS,发生热脆易导致裂纹漏钢。但当钢水中w[Mn]含量增加时,其热延展性是在不断升高的,高热延展性有利于减少裂纹发生,原因是由于钢中的锰含量增加,有利于形成MnS,而MnS以线状形式分布于奥氏体中,可改善钢的塑性。另外,当w[Mn]/w[S]比增加时,其热延展性也是逐渐增加的,根据经验,当w[Mn]/w[S]>60时,裂纹发生率较低,因裂纹导致漏钢的几率也随之而降低。钢水的温度在整个浇注过程中是一个致关重要的因素,如果钢水的过热度较高,在结晶器内凝固时,热流较高,初生坯壳比较薄弱,当拉出结

5、晶器后,抵抗不了钢水静压力的作用,在薄弱处断裂导致漏钢;反之钢水过热度较低,钢水发粘,容易搭桥。（2）拉速众所周知薄板坯生产具有浇注板坯厚度薄,拉坯速度快等特点。在其它连铸工艺条件不变的情况下,增加拉速,钢水在结晶器内停留时间短了,单位重量钢水带走的潜热减少了,因而凝固坯壳厚度减薄了,同时结晶器热流上升,纵裂发生率增加,裂纹漏钢的几率也随之增加。另外增加拉速,保护渣下渣量减少,渣膜变薄,变得不均匀,局部容易发生粘结,形成粘结漏钢。（3）保护渣由于薄板坯连铸相对来说板坯薄、拉速快、结晶器内空间狭小等特点,要求连铸用保护渣要有足够稳定的液渣层厚度、良好的控制传热能力和吸附夹

6、杂的能力。通过长期生产实践和对保护渣的使用和总结,对于那些对裂纹不太敏感的钢种,人们通常采用传热较好,碱度B≤1.0的渣子;而针对那些对裂纹比较敏感的钢种,采用热流较低,碱度B>1.0的渣子。同时针对不同的铜板厚度配以不同热流密度的保护渣,即如果铜板厚度较薄(厚度小于18mm),则使用热流较低的保护渣;如果铜板厚度较厚(厚度大于18mm),则使用热流较高的保护渣。（4）液位波动薄板坯连铸由于通钢量大、熔池小,因此液位波动比较大,波高一般在20～25mm57左右。较大的波高对铸坯初始凝固条件均匀性产生不利影响,同时阻碍液渣均匀流入坯壳和结晶器之间的空隙,造成润滑不好,形成

7、气隙,从而导致传热不均形成裂纹。（5）水口(SEN)产生裂纹或穿孔及水口的形状由于钢水的侵蚀或其他原因造成水口上产生裂纹或孔洞时,可以看到结晶器表面翻渣比较剧烈,这时结晶器液位波动较大,极易造成卷渣漏钢。如图1.2(a)所示,该图为2006年4月份的一次由于水口穿孔造成的漏钢。浸入式水口钢水射流冲击和扰动是结晶器熔池液面波动的主要影响因素,而稳定的熔池液面对薄板坯连铸的高拉速浇注过程显得尤为重要,卷渣、粘结以及漏钢等生产事故与剧烈的熔池液面波动有密切关系。因此2006年10—12月,我们在铸机上进行了高通量四孔浸入式水口的工业试验,从20