[发明专利]一种基于电流变化的结晶器内钢液流场测量方法

权利要求书

1.一种基于电流变化的结晶器内钢液流场测量方法，其特征在于，所述方法将插钉竖直插入钢液中，同时记录电流表和电压表的示数，对于同一插钉对应电流表取数值最大和最小示数，并记录对应电阻的位置，该插钉处钢液的液位波动H为插钉钢液面最高点至插钉底部的距离；该处钢液的流速方向为最大数值电流对应电阻的位置指向最小电流对应电阻的位置，大小为ν＝0.624d^-0.696ΔH^0.567，其中d为插钉的直径，ΔH为同一时刻同一插钉两处电阻的最大液位差，

其中，所述插钉形状为圆柱体，该插钉由电阻和耐火材料组成，电阻沿耐火材料圆柱表面n等分分布，电流表经导线与电阻相连，n取值范围为8～16。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，具体步骤如下：

步骤1：在水口两侧同时竖直插入插钉，确保插钉穿过保护渣插入钢液中；

步骤2：开通电源，电流表上的示数经过传感器传输入电脑并实时记录数值，电压表上的示数经过传感器传输入电脑并实时记录数值；

步骤3：取同一时刻同一插钉对应电流表的最大值I_max和最小值I_min，则不同时刻液位波动即插钉钢液面最高点至插钉底部的距离，h为插钉的高度，R为电阻的单位距离的阻值，U表示该时刻电阻的电压值；

步骤4：取同一时刻同一插钉两处电阻的最大液位差则该插钉处钢液流速为ν＝0.624d^-0.696ΔH^0.567，其方向为I_max对应电阻的位置指向I_min对应电阻位置，其中d为插钉的直径；

步骤5：统计每个时刻液位波动H，即插钉钢液面最高点至插钉底部的距离，绘制得到每个时刻结晶器液面三维轮廓图，求其平均值得到结晶器液面平均三维轮廓图；

步骤6：统计每个时刻不同插钉处钢液流速以及对应的速度方向，绘制成速度矢量图；

步骤7：对水口两侧分别实施步骤5和步骤6，对比水口两侧步骤5和步骤6的结果，来确定结晶器液面的波动以及水口两侧流场的对称性。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括插钉预处理步骤0：测量结晶器内钢液的温度，用加热部件加热插钉，使得插钉和钢液温度一致。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，插钉固定板长度为结晶器铜板靠近水口内壁面与水口外径的距离，插钉固定板宽度为结晶器铜板的宽度；插钉在插钉固定板底面沿长度方向均匀布置a个，沿宽度方向均匀布置b个，a取值范围为1～15，b取值范围为1～5；插钉与插钉固定板的底面设置于同一平面上。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述插钉固定板对称布置在水口两侧，插钉固定板底面保持水平放置。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述插钉的高度h高于保护渣的厚度，h取值范围为150～180mm，该插钉的直径为d，取值为8～10mm。

7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述电阻阻值为R，小于熔融保护渣电阻，其材质为高温合金电阻，耐热温度不低于1600℃。

8.根据权利要求2-7任意一项所述的方法，其特征在于，所述的插钉还包括加热部件，该加热部件为圆柱形，设置于插钉的圆柱内部。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述加热部件加热温度和钢液温度一致。