[实用新型]设有凝固界面位置在线检测装置的热型连铸系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种设有凝固界面位置在线检测装置的热型连铸系统，属金属连铸工艺及自动化控制技术领域。

背景技术

众所周知，热型连铸由于可以铸造单晶金属棒、线、丝等普通连铸技术无法制得的特殊功能材料，受到人们的重视、研究与应用。热型连铸技术成功的关键在于要能够准确控制金属凝固界面位于结晶器出口附近的某一狭小区域内。因此液固界面位置数据的准确性对于实际生产过程中闭环控制的实现是至关重要的。在实际热型连铸过程中液固界面位置无法直接用肉眼测得，因而在实际生产中凝固界面的位置的测定通常只是根据经验进行估计。若需要获得真正准确的位置数据，必然需要借助凝固界面位置的检测装置，测得铸坯表面温度数据后通过数据换算后获得精确的液固界面位置数据。现有的通过锥形齿轮啮合单独旋转光栅的多点温度检测方式(见专利ZL200410016564)，由于红外表面温度检测仪配合与锥齿轮紧密配合的旋转光栅方法的局限性，往往只能测得两至三点的铸坯表面温度，而且在线检测过程中由于齿轮啮合的精度较低，再加上结构复杂的旋转光栅，使得装置测量精度不高，往往无法满足需要的多点温度的精确测定。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述锥形齿轮啮合单独旋转光栅的多点温度检测方式的缺陷，提供一种设有简便、精确、多点凝固界面温度在线检测装置的热型连铸系统。

本实用新型涉及一种设有凝固界面位置在线检测装置的热型连铸系统，该系统包括有连铸坯、光栅、红外表面温度检测仪、驱动摆动机构的微型步进电机、计算机中央控制系统、牵引辊及其驱动装置、可移动的结晶冷却水系统、凝固界面、热结晶器、加热体和金属熔池；其特征在于：位于金属熔池旁侧通路端部的热结晶器引出的连铸坯的上方设置有一个红外表面温度检测仪，检测仪与多点式摆动机构连接，摆动机构由其上面设置的微型步进电机来驱动；在连铸坯和红外表面温度检测仪之间设置一个光栅；在金属熔池通路及热结晶器周围设有加热体，以调节控制该处的金属液温度；从热结晶器出口处牵引拉出的连铸坯，沿着其长度方向，进入专门设置的可移动结晶冷却水系统得到冷却；加热体的加热和结晶冷却水系统的冷却形成一稳定的温度梯度场，并使凝固界面位于热结晶器出口附近的某一设定的狭小区域内；设置有夹持连铸坯的牵引辊的可调速传动装置把连铸坯按规定的速度连续拉出；所有这些装置均与计算机中央控制系统相连接，各数据参数可反馈到计算机中央控制系统，并实现控制。

本实用新型的系统装置可实现对凝固界面位置的自动检测和控制，并且结构简单、精度高、调节便捷，在热型连铸过程中，特别是在连续铸造单晶金属棒、线、丝过程中，能有效控制各项工艺参数，提高产品质量和生产效率。

附图说明

图1为本实用新型设有凝固界面位置在线检测装置的热型连铸系统的结构示意图。

1-连铸坯

2-光栅

3-红外表面温度检测仪

4-驱动摆动机构的微型步进电机

5-计算机中央控制系统

6-牵引辊及其驱动装置

7-可移动结晶冷却水装置

8-凝固界面

9-热结晶器

10-加热体

11-多点式摆动机构

12-金属熔池

具体实施方式

现将本实用新型的具体实施例叙述如下。

实施例1

参见图1，本实用新型系统装置包括有：连铸坯1、光栅2、红外表面温度检测仪3、多点式摆动机构11、驱动摆动机构的微型步进电机4、计算机中央控制系统5、牵引辊及其驱动装置6、可移动式结晶冷却水装置7、凝固界面8、热结晶器9、加热体10和金属熔池12。位于金属熔池旁侧通路端部的热结晶器引出的连铸坯的上方设置有一个红外表面温度检测仪3，检测仪器3与多点式摆动机构11连接，摆动机构11由其上面设置的微型步进电机4来驱动；在连铸坯1和红外表面温度检测仪3之间设置有一个光栅2；在金属熔池通路及热结晶器9周围设有加热体10，以调节控制该处的金属液温度；从热结晶器9出口处牵引拉出的连铸坯1，沿着其长度方向进入专门设置的可移动结晶冷却水装置7得到冷却；加热体10的加热和结晶冷却水装置7的冷却，形成一稳定的温度梯度场，并使凝固界面8位于热结晶器9出口附近的某一设定的狭小区域内；设置有夹持连铸坯的牵引辊的可调速传动装置6把连铸坯1按规定的速度连续拉出；这些装置均与计算机中央控制系统5相连接，各数据参数可反馈到计算机中央控制系统，并实现控制。

本实用新型的热型连铸系统装置的运作情况描述如下：