Vol.25 No.5 赵志毅等：连铸板坯凝固末端在线监测系统 ·459 由图2扇形段受力图则不难得到其进出口处 为具体测量点，确定将该处的半调整块由工程测 调整装置分别所受到的力与夹持辊力的关系如 力装置来代替5网. 下： 根据测力传感器所安装的位置及被测点的 LH+la Po-Pa-Pot-Pc-2 要求，计算机数据采集与信号处理系统应包括两 1 2L L-(ptlaRa L-IR 2L 大部分：第1部分是测力传感器的信号处理系 (2) L-(n+laR+ 统，其功能主要是将测力传感器的受力信号进行 Pxx=Pcx-Pox-Pcx- 2L 滤波、放大等处理，并转换成符合计算机AD接 R+R+R先Rl 2L (3) 口要求的信号：而第2部分为计算机信号采集与 式中，P,Pxx分别表示扇形段入口、出口侧调整装 数据处理系统，其主要功能是采集经信号处理系 置承受的力；PcE,Px分别表示扇形段入口、出口 统处理过的力信号，并进行相应的数据处理. 侧夹紧油缸的夹紧力；Pe,Px分别表示扇形段入 +12 口、出口侧钢液静压力引起的张开力， 测 24 通道1 量 通 通道2 传感器】 信 Pce一L十— 上框架 结 夹持辊 出 坏壳 采集与 高精度 A/D +12y 铸坯 放大系统 通道24传感器24 示系统 转换系统 统 铸坯入口一 铸坯出口 便携式仪表箱 图2调整装置与夹持辊受力图 图3铸还凝固末端在线测定系统示意图 Fig.2 Force analysis of the adjusting device and the rolls on Fig.3 Liquid core on-line detecting system on a continuous the sector segment of a continuous casting machine casting machine 在扇形段正常工作的条件下，其4个夹紧油 13在线测量内容的确定 缸的夹紧力相同，所以调整装置所受力P,Px的 在线测量的目的是在生产条件下，通过在线 变化直接反映了该扇形段内铸坯钢液静压力的 直接连续测量攀钢1350大型板坯连铸机部分扇 变化，j号扇形段号夹持辊R只取决于夹辊离钢 形段受力的变化情况来考察连铸板坯钢液静压 液面距离以及前后辊间距范围内铸坯坯壳的厚 力的变化，进而测定其凝固末端的位置.在拉速 度.也就是说，通过测量扇形段入口、出口调整装 为0.9-l.3m/min的范围内，以及相应的二冷制度 置力Pe,Px的变化，就可以判断铸坯凝固末端的 下，现场在线测量6°9扇形段受力的变化，即该 位置. 区间内连铸坯钢液静压力的变化：根据钢液静压 1.2测量方法 力的变化，确定不同拉速及其他条件下铸坯凝固 根据上述在线测定原理所研制的整个在线 末端的位置及与之对应的凝固常数K值：对测力 测定系统由工程测力装置、信号处理与转换系统 传感器的安装位置如图4所示.考虑到扇形段传 和计算机信号采集与数据处理系统等组成，各子 5扇形段 系统间连接的示意图如图3. 6扇形段 对于攀钢1350板坯连铸机，其理论凝固常数 为K=27mm/min5,生产中铸坯常规浇注厚度为 -7扇形段 840 d=200mm,因此，根据平方根定律，铸坯的液芯 900 8扇形段 940 长度L(即凝固终点到结晶器钢液面的距离)与 940 9扇形段 940× 拉坯速度之间的关系为：L=13.7174Vc. 940 传动侧 940 自由侧 根据上式结果，同时考虑到钢液静压力消失 940 转变点稍早于铸坯的最终凝固点，所以拟定的测 940 传感器 量区间确定在59扇形段.通过分析攀钢连铸机 图4传感器安装位置示意图 的具体结构，选定在扇形段夹紧油缸的轴线位置 Fig.4 Locations of load sensors赵志 毅等 连 铸板 坯 凝 固末端在线监 测 系统 由图 扇 形 段 受 力 图则 不难 得 到其进 出 口 处 调 整 装 置 分 别 所 受 到 的 力 与 夹 持 辊 力 的 关 系 如 下 瓜 一 一 一 一 镌冷 夕 赞 凡争畏碧双 月十钾护欺」 凡 一 一 一 一 纂黔沉 ， 导 凡号凡 赞 凡十镌严 凡 式 中 ，几 凡 分 别 表 示扇 形 段 入 口 、 出 口 侧 调 整 装 置 承 受 的力 犬 分 别 表 示 扇 形 段 入 口 、 出 口 侧 夹 紧 油缸 的夹 紧力 ， 分 别 表 示扇 形 段 入 口 、 出 口 侧 钢 液 静压 力 引起 的张 开 力 为具 体测 量 点 ， 确 定将 该 处 的半 调 整 块 由工 程 测 力装 置 来 代 替，’ 根 据 测 力 传 感 器 所 安 装 的位 置 及 被 测 点 的 要 求 ， 计 算机 数 据 采集 与信 号 处 理 系统 应 包 括 两 大 部 分 第 部 分 是 测 力 传 感 器 的信 号 处 理 系 统 ， 其 功 能主 要 是 将 测 力 传 感 器 的受 力 信 号进 行 滤 波 、 放 大 等 处 理 ， 并 转 换 成 符 合 计 算 机 心 接 口 要 求 的信 号 而 第 部 分 为计 算 机信 号采 集 与 数据 处 理 系 统 ， 其 主 要 功 能 是 采 集 经 信 号处 理 系 统 处 理 过 的力信 号 ， 并进 行 相 应 的数 据 处 理 户七 件 攀 一 一 」 「一 二，，只「只见见几几二 丁 ， 一 ， ， ， 白匆‘ 二二二二二夕门一 一 恻鬓 一一叫引 通 道 、 量篷 高 信 巍 霎 精 号 度 放 大 转 系 换 统 系 咋 统 划 铸坯入 口 一 铸坯 出 口 图 调 整 装孟 与夹持辊 受力 图 · 卜 以 便份巡参趟 二 口 在扇 形 段 正 常 工 作 的条 件 下 ， 其 个夹 紧 油 缸 的夹 紧力相 同 ， 所 以调 整 装 置 所 受 力几 ，几 的 变 化 直 接 反 映 了该 扇 形 段 内铸 坯 钢 液 静 压 力 的 变 化 ， 号 扇 形 段 号 夹 持 辊凡只 取 决 于 夹 辊 离钢 液 面 距 离 以及 前 后 辊 间距 范 围 内铸 坯 坯 壳 的厚 度 也就 是 说 ， 通 过 测量扇 形 段 入 口 、 出 口 调 整装 置 力凡 ，氏 的变 化 ， 就 可 以判 断铸 坯 凝 固末 端 的 位 置 测 量 方 法 根 据 上 述 在 线 测 定 原 理 所 研 制 的整 个 在 线 测 定系统 由工 程 测 力装置 、 信 号 处 理 与转 换系统 和 计 算 机 信 号采 集 与数 据 处 理 系统等 组成 各 子 系统 间连 接 的示 意 图如 图 对 于 攀钢 板坯 连铸 机 ， 其 理 论 凝 固常 数 为 ，， 生 产 中铸 坯 常规 浇 注 厚 度 为 ， 因此 ， 根 据 平 方 根 定 律 ， 铸 坯 的液 芯 长度 ， 即凝 固终 点 到 结 晶器 钢 液 面 的距 离 与 拉 坯 速 度 之 间 的关 系 为 ， 根 据上 式 结 果 ， 同时考 虑 到钢 液 静 压 力 消 失 转 变 点稍 早 于铸 坯 的最 终凝 固点 ， 所 以拟 定 的测 量 区 间确 定在 气 即扇 形 段 通 过 分 析 攀钢 连铸机 的具 体 结构 ， 选 定在扇 形 段 夹紧 油缸 的轴 线位 置 图 铸 坯凝 固 末端 在线 测 定 系 统 示 意 图 · 一 在 线 测 量 内容 的确 定 在 线测 量 的 目的是 在 生产 条件 下 ， 通 过 在 线 直 接 连 续 测 量 攀 钢 大 型 板 坯 连 铸 机 部 分 扇 形 段 受 力 的变 化 情 况 来 考 察 连 铸 板 坯 钢 液 静 压 力 的变化 ， 进 而 测 定 其 凝 固末 端 的位 置 在 拉 速 为 一 岁 的范 围 内 ， 以及 相 应 的二 冷 制 度 下 ， 现 场 在 线 测 量 气 扇 形 段 受 力 的变 化 ， 即 该 区 间 内连 铸 坯 钢 液静 压 力 的变 化 根据 钢 液 静压 力 的变 化 ， 确 定 不 同拉 速 及 其他 条件 下 铸 坯凝 固 末 端 的位 置 及 与 之 对 应 的凝 固常 数 值 对 测 力 传 感器 的安装位 置 如 图 所 示 考 虑 到扇 形 段 传 扇 形 段 图 传 感 器 安 装 位 示 意 图