本發明專利技術涉及一種連鑄板坯縱裂預報方法，在結晶器鋼水液面位置的下方埋入橫向數列、縱向至少三排熱電偶，通過數據采集系統將這些溫度讀入，并進行數據分析。數據分析的步驟至少包含：在拉速穩定的條件下，某排中的某個熱電偶溫度突然出現下降，速率達３℃／ｓ以上；該熱電偶正下方同列的兩只熱電偶溫度先后也出現速率達３℃／ｓ以上的下降趨勢，且相鄰兩只熱電偶溫度開始下降的時間差與即時拉速的乘積正好等于這兩只熱電偶的間距；這一列三只熱電偶溫度隨時間的變化規律一致，且下排熱電偶溫度持續下降的時間不小于上排熱電偶溫度持續下降的時間。采用本發明專利技術，提高預報的準確率，有效降低了縱裂的產生。（*該技術在2021年保護過期，可自由使用*）
【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及，確切地說是一種在鋼水連續鑄造過程中對鑄坯表面縱裂紋進行實時預報的系統。現有技術追求高質量、無缺陷連鑄鑄坯是每個冶金廠家都為之奮斗的目標。然而，盡管人們采取了各種各樣的手段，但鑄坯的表面及內部缺陷仍普遍存在，其中表面缺陷以縱裂紋最為常見。縱裂一般在連鑄碳含量為0.08～0.18wt％的中碳鋼鋼種時最易出現。因為在此成分范圍內的鋼水當溫度低于1495℃時發生如下包晶反應δ+L→γ其中δ為體心立方晶格地鐵素體；L為液態鐵；γ為面心立方晶格的奧氏體。由于δ→γ的晶型轉變產生0.38％的線收縮，因此一旦在鋼水彎月面溫度波動過大等因素的作用下造成坯殼的不均勻性增加，則此收縮很容易在薄弱處將脆弱的初生坯殼拉裂，從而引起縱向裂紋。為控制縱裂這一表面缺陷，有必要及時發現并采取可能的彌補措施來抑制裂紋的發展，以降低對鑄坯質量的危害。日本JP3060852專利提出了一種在線檢測鑄坯表面缺陷的方法，其是通過檢測結晶器橫向溫度或熱流的分布隨時間的變化程度來預測鑄坯表面缺陷(包括縱裂)的發生。日本專利JP4237549提出的縱裂預報方法是在結晶器內壁彎月面下部的位置按一定間距嵌入兩排金屬間間隙測定元件，通過檢測鑄坯與結晶器間隙在寬度方向上分布的不均勻程度來預測鑄坯表面縱裂的發生情況。日本專利JP2000263203則是通過計算結晶器內坯殼在寬度方向上的不均勻程度作為判別縱裂發生的技術指標。這些專利對縱裂的預報起著一定的作用，但是都不是從時間的變化規律為考慮的出發點，只從一些指標的變化來進行預報，準確例較低。專利JP3138057的特點是在結晶器壁面上埋入了大量的熱電偶，以期盡可能地獲得更多的數據來源。其在一個寬面上布置了多達53只熱電偶，在窄面上也有6只。當基準行上某一點溫度出現下降趨勢時，即將該點溫度與寬度方向上的各點溫度進行比較，通過計算該點溫度與寬度方向上各點溫度平均值的標準偏差與絕對差值，并結合其它位置點的溫度來判斷該點是否屬于異常點，如果兩個異常點出現在同一列，則認為鑄坯表面產生了縱裂。其也是以熱電偶溫度隨時間的變化規律為考慮的出發點，但著重與橫向熱電偶的溫度值進行比較。這就存在一個不足，即在實際生產過程中，影響結晶器溫度變化的因素不只縱裂一個，保護渣性能、其流入分布的均勻性、鑄坯表面其它缺陷等等均可能對埋入的熱電偶溫度值產生影響，把這些異常點均作為參考點同可能產生縱裂的點進行比較，必然使預報的準確率受到一定影響，因此該專利的預報成功率僅在60％左右。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供，其以時間的變化規律為考慮的出發點，并綜合考慮了影響結晶器溫度變化的各種因素，有效地提高了預報的準確性。為達到上述目的，在本專利技術中，結晶器鋼水液面位置的下方埋入橫向數列、縱向至少三排熱電偶，通過數據采集系統將這些溫度讀入，并進行數據分析。數據分析的步驟至少包含在拉速穩定的條件下，某一排中的某個熱電偶溫度突然出現下降的趨勢，速率達3℃/s以上；該點正下方同列的兩只熱電偶溫度先后也出現速率達3℃/s以上的下降趨勢，且相鄰兩只熱電偶溫度開始下降的時間差與即時拉速的乘積正好等于這兩只熱電偶的間距；這一列三只熱電偶溫度隨時間的變化規律一致，且下排熱電偶溫度持續下降的時間不小于上排熱電偶溫度持續下降的時間，即表現為三只熱電偶溫度波動趨勢的同步性。通過以上步驟，即可認為鑄坯表面有縱裂產生，并以此作為鑄坯縱裂的在線預報方法，由一控制模塊進行預報。結晶器的散熱能力主要受結晶器壁與連鑄坯殼之間界面熱阻的影響，而這一熱阻包括保護渣渣膜熱阻、渣膜與結晶器和坯殼之間的兩個接觸熱阻。當界面熱阻發生變化時，結晶器表面溫度或散熱能力也隨之發生變化。在這些熱阻因素當中，以不同物質間的接觸氣隙產生的熱阻影響最為顯著，即結晶器壁與固渣膜、坯殼和液渣膜之間的氣隙，它通常比單一物質本身具有的熱阻高1~2個數量級。因此氣隙造成的結晶器某一區域溫度下降速率往往要明顯高于其它偶然因素對結晶器溫度下降速率的影響。通過測量結晶器不同區域的溫度變化即可監測這些微小氣隙的發生、活動區域。縱裂源在彎月面初生坯殼上形成以后，即在渣膜與坯殼間形成氣隙，而液渣層由于表面張力作用不可能滲入這一微小氣隙，因此這一氣隙勢必增大界面熱阻，從而使結晶器相應區域的溫度降低，即表現為在拉速恒定不變的條件下，第一排中的某個熱電偶溫度隨時間的變化突然出現下降的趨勢，另外經統計數字表明，縱裂對應的溫降速率一般均大于3℃/s時。需要指出的是拉速對結晶器溫度的影響也十分明顯，但有一點不同的是拉速對整個結晶器的溫度均有影響，而不是僅局限于某一區域范圍。由于縱裂產生的氣隙位于坯殼上，因此會隨著拉坯過程逐漸向下移動，在下移的過程中必然又會對所經過的結晶器區域產生影響，表現為在這一縱向范圍溫度均呈降低的趨勢。影響界面熱阻而又向下移動的因素除了坯殼以外，還有渣膜。渣膜分為固態和液態兩層，固渣層由于與坯殼間存在液渣層，且又受到結晶器振動的影響，所以不可能以與坯殼完全一致的速度下移；而液渣層又不具備能顯著影響熱阻的條件，因此具備顯著影響結晶器導熱熱阻而又以與拉速完全一致的速度下移這一特點的因素只有坯殼表面的裂紋。因此縱裂所經之處，表現為結晶器的這一對應縱向位置溫度均呈降低的趨勢，且由上而下溫度開始下降的先后時間差與鑄坯的下移速度，即拉速密切相關。即表現為該點正下方同列的兩只熱電偶溫度先后也出現速率達3℃/s以上的下降趨勢，且相鄰兩只熱電偶溫度開始下降的時間差與即時拉速的乘積正好等于這兩只熱電偶的間距。由于縱裂源具有一定的縱向長度，因此在經過對應列三只熱電偶時，各偶溫度先后應表現為相同的變化規律，且持續下降的時間應保持不變。另外由于縱裂源在下降過程中存在緩慢向兩端擴展的可能性，因此持續下降的時間還有可能呈略微增加的趨勢，即下排熱電偶溫度持續下降的時間不小于上排熱電偶溫度持續下降的時間，表現為三只熱電偶溫度波動趨勢的同步性。液渣膜與坯殼之間除了縱裂氣隙以外，其它表面缺陷也有可能造成氣隙，因此它們均具有在拉速恒定不變的條件下，第一排中的某個熱電偶溫度隨時間的變化突然出現下降的趨勢，速率達3℃/s以上的特征，且該點正下方同列的兩只熱電偶溫度先后也出現速率達3℃/s以上的下降趨勢，相鄰兩只熱電偶溫度開始下降的時間差與即時拉速的乘積正好等于這兩只熱電偶的間距；但有一點不同的是，這些氣隙往往都是“點”，不具備縱裂“線”的特點，因此對經過點溫度的影響沒有持續效應，所以也可排除。采用本專利技術進行對鑄坯縱裂的在線預報，預報準確率高，一旦發現有縱裂產生，可及時采取降低拉速和二次冷卻的比水量等防范措施，有結晶器電磁攪拌裝置的連鑄機還可同時加大鋼水攪拌，以此減緩縱裂紋的擴展，從而達到改善鑄坯質量的目的。附圖說明圖1是熱電偶在結晶器中的排列示意2是本專利技術的數據分析的程序框3是縱裂對應列熱電偶溫度波動及拉速情況圖4是無縱裂對應列熱電偶溫度波動及拉速情況附圖標號說明1、結晶器2、熱電偶具體實施例方式如圖1所示，在結晶器1中，鋼水液面位置的下方埋入橫向數列、縱向三排熱電偶2，通過數據采集系統將這些溫度讀入，并進行數據分析。第一排和第二排熱電偶的縱向間距為S1；第二排和第三排熱電偶的縱向間距為S2。數據分析的步驟如圖2所示在拉速V穩定的條件下，第一本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種連鑄板坯縱裂預報方法，其特征是，在結晶器鋼水液面位置的下方埋入橫向數列、縱向至少三排熱電偶，數據采集系統將熱電偶的溫度讀入，并進行數據分析；所述數據分析滿足下列條件， 在拉速穩定的條件下，某排中的某個熱電偶溫度突然出現下降的趨勢，速率達３℃／ｓ以上； 該熱電偶正下方同列的兩只熱電偶溫度先后也出現速率達３℃／ｓ以上的下降趨勢，且相鄰兩只熱電偶溫度開始下降的時間差與拉速的乘積正好等于這兩只熱電偶的間距； 這一列三只熱電偶溫度隨時間的變化規律一致，且下排熱電偶溫度持續下降的時間不小于上排熱電偶溫度持續下降的時間，即表現為三只熱電偶溫度波動趨勢的同步性； 則判斷有縱裂產生，發出預報。
【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】
【專利技術屬性】
技術研發人員：張晨，
申請(專利權)人：寶山鋼鐵股份有限公司，
類型：發明
國別省市：31[中國|上海]
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