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钢包下渣优化的研究进展及应用摘要：避免钢包下渣是连铸生产中重要的一环，其直接影响产品的质量和缺陷形成。
当下流行的三种钢包下渣检测方法被简述，分别是电磁感应、称重法、红外感应法。
通过论述各种方法的优缺点和优化途径，为钢包下渣检测过程提供指导，使其在连铸产品质量控制方面发挥更大的作用。
关键词：钢渣；优化；检测Research progress and application of slagging process optimizationof ladleYang Guiyu Li Wei Xu Xuzhong(Hanbao Steelmaking Plant, Handan, Hebei)Abstract: Avoiding ladle slagging is an important part of continuous casting production, which directly affects the quality of the product and defect formation. Three popular detection methods for ladle slagging are briefly described, which are electromagnetic induction, weighing method and infrared induction method. By discussing the advantages, disadvantages and optimization of each method, we provide guidance for the ladle slagging detection process, so that it can play a greater role in the control of continuouscasting product quality.Keywords: steel slag; optimization; testing1.引言在炼钢生产中，连铸是重中之重。
电磁式测渣传感器参数检测系统刘仁银;潘炼【摘要】为了提高电磁式钢包下渣检测系统下渣限度报警的实时性与准确性,减少误报的次数,设计了一套基于单片机的电磁式测渣传感器参数检测系统,检测传感器的相位和阻抗.注线圈接入激励信号,将二级线圈的感应信号与激励信号一起给乘法器后,利用乘法器法二极管鉴别法判断传感器的相位.通过专业的阻抗测量芯片测量传感器的阻抗.测得的数据在显示屏上实时显示,并将有效数据存储在U盘.系统成本低,实用性强,已经在钢厂投入使用,并取得良好效果.【期刊名称】《仪表技术与传感器》【年(卷),期】2014(000)010【总页数】3页(P57-59)【关键词】钢包下渣检测;相位;阻抗;传感器【作者】刘仁银;潘炼【作者单位】武汉科技大学信息科学与工程学院,湖北武汉430081;武汉科技大学信息科学与工程学院,湖北武汉430081【正文语种】中文【中图分类】TP3681 概述在连铸生产过程中，当钢包中含氧化物的炉渣流入中间包后，会造成钢水中铝、钛等易氧化合金元素的烧损，并产生氧化铝夹杂物，影响钢水的纯净度，最终影响轧钢的表面质量。
为了有效控制连铸过程的钢包下渣，国外一些公司开发了钢包下渣自动检测装置。
目前工业生产中应用的下渣检测装置中90%以上采用的是电磁感应法下渣检测技术。
测渣传感器的参数是否在允许范围内直接关系到钢水收得率、铸坯质量及中包水口的通畅。
该系统采用MSP430F149单片机，利用乘法器法二极管鉴别法，快速判断传感器的相位;利用专业的阻抗测量芯片AD5933，快速精确测出传感器的注线圈阻抗Rp，二级线圈阻抗Rs，注线圈与二级线圈间的绝缘阻抗Rz及线圈与地阻抗R⊥；系统能够将测量的参数存储在U盘里，对测量的参数存储深度大于7 d，且系统可以在10 s后自动进入低功耗模式。
2 系统设计2．1 测渣传感器的介绍图1是测渣传感器的检测线圈图。
钢包在接收位时，将传感器通过快速接头和检测系统相连接。
电磁无损检测数值模拟方法
电磁无损检测是一种非接触式检测技术，应用广泛于工业生产和科学研究领域。
电磁无损检测数值模拟方法是一种基于计算机模拟的技术，通过数值模拟分析电磁场的变化情况，进而得出待检测物体的缺陷信息。
电磁无损检测数值模拟方法可以分为有限元方法、边界元方法、有限差分方法等多种方法。
其中，有限元方法较为常用。
该方法通过将待检测物体分为有限个小元素，在每个小元素内求解电磁场的变化，最终得到整个物体内电磁场的分布情况。
在实际应用中，电磁无损检测数值模拟方法可以有效地预测待检测物体内部的缺陷信息，如裂纹、松散、疲劳等。
同时，该方法还可以优化电磁探头的设计，提高检测效率和准确性。
总的来说，电磁无损检测数值模拟方法是一种重要的检测技术，具有广阔的应用前景和深远的研究意义。
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钢铁冶炼中的电磁技术研究随着工业化的不断发展，钢铁工业成为了国民经济的重要支柱之一，而电磁技术的应用使得钢铁冶炼过程更加智能化、高效化。
本文将介绍电磁技术在钢铁冶炼过程中的应用及其研究进展。
一、电磁技术在钢铁冶炼中的应用1. 电磁感应加热技术电磁感应加热技术是通过改变磁场强度和频率，在钢铁冶炼场景中加热金属材料，用来加速钢铁材料的熔化过程。
该技术具有加热速度快、能耗低、加热均匀等优点，被广泛应用于钢铁熔炼、热处理等领域。
2. 磁悬浮技术磁悬浮技术是指利用电磁力作用使物体悬浮在磁场中的技术。
在钢铁冶炼中，磁悬浮技术可用于提高钢铁液的纯度和透明度，加速冷却时间，提高钢铁质量和生产效率。
3. 电磁搅拌技术电磁搅拌技术是指利用电磁力作用在钢液中引入电流，强迫金属液体产生对流和搅拌的技术。
该技术可用于改善钢铁内部组织结构，提高钢铁品质，减少非金属夹杂物和气孔等缺陷。
4. 电磁铸造技术采用电磁技术进行钢铁铸造，在铸造过程中对铸造材料加热和搅拌，从而实现更快更高效的铸造过程。
该技术可用于提高铸造件的密度、结合度，在提升生产效率的同时，也能降低铸造件的缺陷率。
二、电磁技术在钢铁冶炼中的研究进展1. 磁悬浮技术在钢铁冶炼领域的应用目前，磁悬浮技术在钢铁冶炼工业领域的应用正变得越来越普遍。
Bechtel公司研制出一种基于磁悬浮技术的新型连铸机，该技术可大大减少钢铁生产过程中的不良因素和废品率，增加了生产效率。
2. 电磁隔渣技术的发展传统的钢铁冶炼过程中，会产生大量的隔渣。
电磁隔渣技术是一种旨在减少隔渣量、减少水污染以及降低成本的新型技术，该技术基于电磁感应、电磁场辅助和动态隔渣理论，可以在传统冶炼中取代高消耗的物理隔渣器，大幅提升钢铁质量，并能将含钢的渣料回收利用。
3. 磁流变技术的应用磁流变技术是一种利用磁场来改变流体的物理性质的技术，其特点是可以自动地控制流体的流量和流动方向，提高工作效率。
在钢铁冶炼过程中，磁流变技术可用于提高炉缸式发动机的热效率，从而降低温室气体排放量。
基于电磁感应的钢筋混凝土无损检测技术研究钢筋混凝土是建筑结构中常用的材料，其稳定性和强度直接影响着建筑的安全性。
由于钢筋混凝土结构使用寿命较长且不易维修，因此必须定期对其进行检测和维护，以确保其安全性和可靠性。
然而传统的钢筋混凝土检测方法往往需要损坏结构以观察其内部情况，这对结构的基本完整性造成了严重的破坏。
为了解决这一问题，近年来出现了基于电磁感应的无损检测技术，可以实现对钢筋混凝土结构的无损诊断。
一、电磁感应原理电磁感应是指当导体内或周围的磁通量变化时，会在导体内产生感应电流的现象。
在钢筋混凝土结构中，钢筋和混凝土表面之间会形成相对磁通量，当磁通量大小随时间不断变化时，由于钢筋的导电性，就会在钢筋上感应出电流。
这种电流既可以在钢筋内部流动，也可以在混凝土表面附近产生磁场。
因此，通过检测钢筋内部与外部磁场的变化，可以从不同角度对钢筋混凝土结构的内部情况进行无损检测。
二、电磁感应无损检测技术1.电磁感应引导波检测法电磁感应引导波检测法是一种比较常见的无损检测方法，其原理是在钢筋横截面内感应出波动的电磁场，从而对钢筋内部的缺陷、损伤、腐蚀等情况进行检测。
这种方法不仅可以检测钢筋内部的缺陷，还可以研究钢筋结构的动态特性，如结构发生振动时产生的波动状况等，从而对结构的安全性进行有效判断。
2.磁自动旋转探头技术磁自动旋转探头技术是一种新型的无损检测方法，其原理是通过磁场与磁性涂层的反馈信号，对钢筋混凝土结构的磁性涂层的损伤、剥落和腐蚀等进行无损检测。
该技术采用独特的探头结构和旋转控制系统，可以准确地使用旋转探头在钢筋表面寻找涂层损伤的位置，并实时记录检测数据，从而为钢筋混凝土结构的维修和保养提供依据。
三、电磁感应无损检测技术的优点1.无损性电磁感应无损检测技术可以不用对钢筋混凝土结构进行破坏性检测，避免了对建筑结构的破坏，从而可以大大增加建筑结构的使用寿命。
2.敏感性电磁感应无损检测技术可以非常敏感地探测出建筑结构内部的缺陷、损伤等情况，更便于发现潜在的隐藏问题。
基于电磁感应技术的建筑钢筋探伤检测研究摘要：建筑钢筋作为重要的结构材料，在建筑行业中发挥着至关重要的作用。
然而，由于钢筋质量的不确定性以及现场施工过程中的疏忽等因素，钢筋可能存在各种缺陷和损伤。
因此，建筑钢筋的探伤检测显得尤为重要。
本文针对建筑钢筋探伤检测问题，采用基于电磁感应技术的方法，对建筑钢筋的探伤检测进行了深入研究。
在实验中，通过对模拟钢筋进行探伤检测，得到了较为准确的检测结果，证明了该方法的可行性和有效性。
本文的研究对于提高建筑钢筋探伤检测的精度和效率，具有一定的指导意义。
关键词：建筑钢筋；探伤检测；电磁感应技术0 引言建筑钢筋是建筑行业中最重要的结构材料之一。
在建筑中，钢筋的质量直接影响着建筑的安全性和稳定性。
然而，在钢筋的生产和运输过程中，钢筋可能会受到各种不同程度的损伤和损坏。
这些损伤可能是由于生产过程中的疏忽、运输过程中的碰撞等因素引起的。
此外，在钢筋的现场施工过程中，施工人员可能会因为种种原因对钢筋进行错误的安装和操作，从而导致钢筋的损伤和缺陷。
为了确保建筑的安全性和稳定性，必须对建筑钢筋进行探伤检测。
传统的建筑钢筋探伤检测方法通常采用声波检测、超声波检测等技术，但这些方法有一些局限性，例如声波检测需要钢筋表面完好，超声波检测则受到钢筋材质和形状的限制。
因此，需要探索更为高效、精确和全面的建筑钢筋探伤检测技术。
1 建筑钢筋探伤检测研究方法1.1建筑钢筋探伤检测技术的分类和原理建筑钢筋探伤检测技术主要包括磁粉探伤、超声波探伤、X射线探伤和电磁感应探伤等。
其中，磁粉探伤和超声波探伤是常用的检测技术，但存在一定的局限性，比如磁粉探伤只能检测表面裂纹，超声波探伤受混凝土包覆层厚度影响。
电磁感应探伤技术是近年来发展起来的一种新型非接触式检测技术，其原理是利用交变磁场对钢筋内部的磁通量进行感应，然后根据感应信号来分析钢筋的状态，以实现钢筋探伤检测的目的。
1.2基于电磁感应技术的建筑钢筋探伤检测技术电磁感应探伤技术是一种非接触式检测技术，其原理是利用交变磁场对钢筋内部的磁通量进行感应，然后根据感应信号来分析钢筋的状态，以实现钢筋探伤检测的目的。
专利名称：电磁悬挂式大包下渣检测U型传感器专利类型：实用新型专利
发明人：张洪,任志猛,陈勇彪
申请号：CN201420328952.1
申请日：20140620
公开号：CN203887182U
公开日：
20141022
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型提供一种电磁悬挂式大包下渣检测U型传感器，包括接收装置、接收装置固定座、发射装置、发射装置固定座和支架，接收装置通过接收装置固定座安装在支架的一端，发射装置通过发射装置固定座安装在支架与接收装置相对的另一端；接收装置包括接收线圈，接收线圈信号线以及接收盒；发射装置包括发射线圈，发射线圈信号线以及发射盒；支架内设有内腔，接收线圈信号线依次穿过接收盒和接收线圈固定座伸入内腔中，发射线圈信号线依次穿过发射盒和发射线圈固定座伸入内腔中。
上述U型传感器，安装于大包外部，卸装方便，且使用寿命长，不用经常进行维修维护，降低了维修维护成本。
申请人：湖南科美达电气股份有限公司
地址：414000 湖南省岳阳市经济开发区科美达路8号
国籍：CN
代理机构：岳阳市科明专利事务所
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电磁托圈式下渣检测系统研发聂高升１① 卿志明２ 蹇华１ 陈国强１ 袁淳安１ 刘永军１ 余志远２ 刘长伟１ 张超１ 张果２（１：宁波钢铁有限公司 浙江宁波３１５８０７；２：武汉巨沣工程技术有限公司 湖北武汉４３００８１）摘 要 基于电磁检测技术，研发了一种连铸大包电磁托圈式下渣检测系统。
该系统采用长水口托圈与传感器一体化设计，传感器只需要安装在长水口操作臂上即可。
该系统具有抗外界干扰强、下渣检测精度高、钢水与钢渣区分灵敏度高等特点。
现场考核结果表明，该系统运行稳定性高，便于操作与维护，能提高钢水收得率和铸坯产品质量，具有广泛的推广应用前景。
关键词 连铸 钢包 下渣检测 电磁检测 传感器中图法分类号 ＴＦ７０１ ＴＦ７７７ 文献标识码 ＡＤｏｉ：１０ ３９６９／ｊ ｉｓｓｎ １００１－１２６９ ２０２３ ０３ ００４ＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆＥｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃＳｕｐｐｏｒｔＲｉｎｇＴｙｐｅＳｌａｇＤｅｔｅｃｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍＮｉｅＧａｏｓｈｅｎｇ１ ＱｉｎｇＺｈｉｍｉｎｇ２ ＪｉａｎＨｕａ１ ＣｈｅｎｇＧｕｏｑｉａｎｇ１ ＹｕａｎＣｈｕｎａｎ１ＬｉｕＹｏｎｇｊｕｎ１ ＹｕＺｈｉｙｕａｎ２ ＬｉｕＣｈａｎｇｗｅｉ１ ＺｈａｎｇＣｈａｏ１ ＺｈａｎｇＧｕｏ２（１：ＮｉｎｇｂｏＩｒｏｎａｎｄＳｔｅｅｌＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｎｉｎｇｂｏ３１５８０７；２：ＷｕｈａｎＪｕｆｅｎｇＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｗｕｈａｎ４３００８１）ＡＢＳＴＲＡＣＴ Ｂａｓｅｄｏｎｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｄｅｔｅｃｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ａｓｌａｇｄｅｔｅｃｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｗｉｔｈｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｓｕｐｐｏｒｔｒｉｎｇｆｏｒｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｃａｓｔｉｎｇｌａｄｌｅｗａｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄ．Ｔｈｅｓｙｓｔｅｍａｄｏｐｔｓｔｈｅｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｄｅｓｉｇｎｏｆｔｈｅｌｏｎｇｎｏｚｚｌｅｓｕｐｐｏｒｔｒｉｎｇａｎｄｔｈｅｓｅｎｓｏｒ．Ｔｈｅｓｅｎｓｏｒｏｎｌｙｎｅｅｄｓｔｏｂｅｉｎｓｔａｌｌｅｄｏｎｔｈｅｌｏｎｇｎｏｚｚｌｅｏｐｅｒａｔｉｎｇａｒｍ．Ｔｈｅｓｙｓｔｅｍｈａｓｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｓｔｒｏｎｇｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｔｏｅｘｔｅｒｎａｌｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ，ｈｉｇｈｄｅｔｅｃｔｉｏｎａｃｃｕｒａｃｙｏｆｓｌａｇａｎｄｈｉｇｈｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙｏｆｄｉｓｔｉｎｇｕｉｓｈｉｎｇｍｏｌｔｅｎｓｔｅｅｌａｎｄｓｌａｇ．Ｔｈｅｆｉｅｌｄｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｓｙｓｔｅｍｈａｓｈｉｇｈｏｐｅｒａｔｉｏｎｓｔａｂｉｌｉｔｙ，ｅａｓｙｏｐｅｒａｔｉｏｎａｎｄｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ，ｃａｎｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｒｅｃｏｖｅｒｙｒａｔｅｏｆｍｏｌｔｅｎｓｔｅｅｌａｎｄｔｈｅｑｕａｌｉｔｙｏｆｂｉｌｌｅｔｐｒｏｄｕｃｔｓ，ａｎｄｈａｓａｂｒｏａｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｓｐｅｃｔ．ＫＥＹＷＯＲＤＳ Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｃａｓｔｉｎｇ Ｌａｄｌｅ Ｓｌａｇｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ｓｅｎｓｏｒ１ 前言在钢水浇铸末期，钢水大包的钢渣会进入中间包，造成钢水的洁净度降低，加快了中间包衬的侵蚀，降低连浇炉数，影响铸坯质量，严重时还会导致漏钢事故。
如何利用电磁感应法进行金属缺陷检测金属缺陷检测是工业生产过程中的重要环节，它能够有效地发现金属制品中的缺陷，如裂纹、空洞、夹层等，并对其进行定位和评估。
电磁感应法是一种常用的非破坏性测试方法，它利用电磁感应现象来探测金属制品中的缺陷。
本文将介绍电磁感应法的原理和应用，并探讨如何利用电磁感应法进行金属缺陷检测。
电磁感应法是利用电磁感应现象来探测金属缺陷的一种方法。
根据法拉第电磁感应定律，当导体中存在变化的磁场时，就会产生感应电动势。
在金属缺陷检测中，通常使用电磁感应探头来产生变化的磁场，当探头经过缺陷部位时，由于缺陷对磁场的影响，会引起电动势的变化。
通过检测感应电动势的变化，可以判断金属制品中是否存在缺陷。
电磁感应法具有以下几个优点，使其成为一种常用的金属缺陷检测方法。
首先，电磁感应法是一种非破坏性测试方法，能够不损伤金属制品进行检测。
其次，电磁感应法可以对金属制品进行整体检测，无需对每个部位逐一进行测试，因此可以提高检测的效率。
此外，电磁感应法对缺陷的灵敏度较高，可以探测到微小的缺陷。
在实际应用中，电磁感应法在金属制品的各个领域得到了广泛的应用。
例如，在工业制造中，电磁感应法被用于检测金属板、管材等的裂纹、夹层等缺陷。
在航空航天领域，电磁感应法被用于检测航空发动机叶片等重要零部件的缺陷。
此外，电磁感应法还可以应用于钢铁、铜铝等金属材料的缺陷检测。
在利用电磁感应法进行金属缺陷检测时，需要注意以下几个关键点。
首先，选择合适的探头和测试频率。
探头的选择应根据金属制品的形状和尺寸进行，并需考虑到缺陷的类型和深度。
测试频率的选择应根据金属的导电性和磁导率来确定，不同频率的电磁场对不同类型的缺陷有不同的灵敏度。
其次，进行合适的信号处理和分析。
信号处理的方法有很多种，如滤波、放大、傅里叶变换等，可以提高信号的质量和分析的准确性。
最后，进行合适的校准和标定。
在实际应用中，由于金属制品的材料和尺寸多样性，需要进行校准和标定来调整测试参数，以获得准确的检测结果。
电磁感应下渣检测技术模拟研究郭庆涛1,宋宇2,彭春霖1,王鹏2,贾吉祥1,唐雪峰1(1.鞍钢集团钢铁研究院,辽宁鞍山114009;2.鞍钢股份有限公司炼钢总厂,辽宁鞍山114021)摘要:为了详细了解连铸生产过程中电磁感应下渣检测技术,建立了电磁感应下渣数值模拟模型,并对模拟结果进行了分析。
结果表明,副线圈中电流值随着钢水中渣含量的增加而近线性增大,偏渣对副线圈感生电流变化的影响也很明显,电流变化值随着偏移距离的增加而增大。
关键词:连铸;下渣检测;电磁感应;数值模拟中图分类号:TF701文献标识码:A文章编号:1006-4613(2019)02-0021-03Simulation Study of Detection Technology for Ladle Slagging UnderCondition of Electromagnetic InductionGuo Qingtao 1,Song Yu 2,Peng Chunlin 1,Wang Peng 2,Jia Jixiang 1,Tang Xuefeng 1(1.Ansteel Iron &Steel Research Institutes ,Anshan 114009,Liaoning ,China ;2.General Steelmaking Plant of Angang Steel Co.,Ltd.,Anshan 114021,Liaoning ,China )Abstract :In order to figure down the details on the detection technology for ladle slaggingunder the condition of electromagnetic induction during continuous casting,the numerical simula ⁃tion model for ladle slagging under the condition of electromagnetic induction was established andthen the simulation results were analyzed.The analytical results demonstrated that the value of current in the secondary coil would increase linearly with the increment of slag in molten steel while the effect of the partial slag on the changes of induced electric current in the secondary coilwas also obvious,which meant that the change value of the current would increase with the in ⁃crease of the offset distance.Key words :continuous casting;detection technology for ladle slagging;electromagnetic in ⁃duction;numerical simulation连铸生产过程中,对钢包下渣过程的控制是提高连铸坯质量、延长中间包寿命、提高连铸效率的重要手段[1]。
为了有效地控制连铸过程的钢包下渣,国内外一些公司开发了钢包下渣自动检测装置,如电磁检测装置、振动检测装置、超声检测装置和红外检测装置等[2]。
其中比较有代表性的是德国AMEPA 公司开发的电磁感应法下渣检测技术和美国ADVENT 公司开发的声振法下渣检测技术。
目前,工业大生产中应用的下渣检测装置90%以上采用的是AMEPA 公司的电磁感应法下渣检测技术,比如,德国、法国、日本的大部分连铸机于20世纪90年代初采用了AMEPA 公司的下渣自动检测技术,韩国浦项钢铁公司和台湾中钢公司目前也都采用了该术[3]。
下渣自动检测技术的优点主要是检测系统操作方便,不受环境影响,准确度高,抗干扰能力强;缺点是每个钢包都要安装传感器,而且由于工作环境温度高,传感器的使用寿命短。
每次转换钢包时都要插拔传感器接头,容易引起接触不良,影响检测精度。
如果传感器损坏,必郭庆涛,博士,高级工程师,2007年毕业于大连理工大学材料加工工程专业。
E-mail:qtguo_china@21--分析方式线圈内半径/mm 线圈外半径/mm 线圈厚度/mm 两线圈间距/mm原线圈电流/A 频率/Hz 线圈电流密度/(A ·m -2)钢渣电阻率/(Ω·m )钢液电阻率/(Ω·m )铜导线电阻率/(Ω·m )材料相对磁导率谐性分析1101301050.65030000.21.4×10-61.7×10-81模拟过程的数值模拟模型如图2(a )所示,模拟过程中的网格划分如图2(b )所示。
(a )数值模拟模型;(b )网格划分图2数值模拟模型及网格划分2模拟结果及讨论(1)为了全面了解电磁感应下渣检测过程的电磁特性,分析了模拟区域的磁感应强度矢量分布图,如图3所示。
从图3中可以看出,在原、副线圈附近的磁感应强度较高,而在钢水区域的磁感应强度相对较低。
图3磁感应强度矢量分布(2)分析了水口中全渣、全钢时的副线圈中感生电流的分布情况,见图4。
从图4(a )模拟结果可以看出,全钢时副线圈中感生电流密度为须下线更换,无法连续使用。
有学者对下渣检测的原理进行过深入的分析,但渣含量与副线圈感生电流变化之间的关系,以及水口中渣的位置对感生电流的影响等,还需要深入的分析。
本文采用数值模拟方法,对渣含量与感生电流的关系、渣的位置与感生电流的关系进行了分析和讨论,以便更详细地了解电磁感应下渣检测的机理,为该技术的自主研发提供参考。
1模拟模型图1为下渣检测线圈结构示意图。
电磁线圈安装在钢包底部、上水口外,钢水从线圈中通过,检测钢水中渣的含量变化来控制滑板的开关。
模拟过程中参考了鞍钢股份有限公司炼钢总厂四分厂的实际检测线圈结构,模拟尺寸及物性参数与实物一致,表1为下渣检测模拟参数。
模拟过程中采用了如下假设:(1)熔体密度为常数;(2)液相为不可压缩的牛顿流体;(3)熔体流动对电磁场的影响被忽略;(4)熔体流动状态为紊流。
图1下渣检测线圈结构示意图表1下渣检测模拟参数(a )全钢时;(b )全渣时图4水口中全钢尧全渣时副线圈中感生电流的分布郭庆涛等:电磁感应下渣检测技术模拟研究总第416期22--圈中电流密度为1987.6A/m2,二者相差4.4A/m2,该数值仅为副线圈电流的0.22%。
这说明实际上副线圈电流变化非常小,因而下渣检测对设备结构、信号检测精度的要求非常高。
对干扰信号的屏蔽、杂波的过滤、有效信号的放大、处理等都会对下渣检测结果产生较大影响。
(3)定量提取参数分析了渣的含量分别为1%、10%、20%、50%、75%和100%条件下的电流分布。
图5为副线圈中电流值(即相同模型、相同网格划分、相同边界条件时,有渣与无渣时副线圈电流的差值)随渣含量变化的模拟结果。
图5副线圈中电流值随渣含量变化的模拟结果从图5中可以看出,电流值与渣含量接近线性关系。
理论上,如果能够分离出副线圈的感生电流并得到其随时间的变化,即可对水口中渣的含量进行计算。
(4)考虑到实际生产中的异常情况,对偏渣情况进行了模拟计算,图6为电流值随钢渣中心距水口中间距离变化的模拟结果。
图6电流值随钢渣中心距水口中间距离变化的模拟结果从图6的计算结果可以看出,当钢渣从中心向一侧偏移时,副线圈中的电流变化值逐渐增大。
这说明,相同下渣量时,钢渣在不同位置时对副线圈中电流的影响是不同的。
这一点增加了精准检测钢渣下渣量的难度。
(5)模拟研究过程中还存在一些困难。
因为设备供应厂家保密,所以设备的具体尺寸、工作时的电流、频率等数据的获取很难,直接影响数值模拟模型的建立。
其次,模型网格划分的大小、数量的多少对计算结果的影响较大,需采取一定的措施避免网格划分对计算结果的影响。
3实验研究截止到2017年10月31日,四分厂下渣检测技术的应用情况见表2所示。
由表2可以看出,各钢种在使用下渣检测系统之后的剩钢量大大减少。
当灵敏度设定值为32时,IF钢平均剩钢量最低为3.89t,同比下降57.5%;当灵敏度设定值为16时,RH直上低碳钢平均剩钢量最低为4.78t,同比下降21.3%;当灵敏度设定值为8时,LF钢平均剩钢量最低为3.15t,同比下降30.3%。
表2下渣检测技术应用情况在数值模拟过程中,副线圈中感生电流的变化与水口中渣含量的变化呈近似线性关系,与渣的偏心也有关系。
而AMEPA检测系统最终反馈的信息为灵敏度,该灵敏度与副线圈感生电流变化的关系还需要进一步的研究。
目前,下渣检测系统正在深入研究中,还无法对数值模拟结果的准确性作出评价。
目前的模拟结果仅能提供一种趋势的参考。
为了实现鞍钢电磁感应下渣检测技术的完善和自主创新,还有很多工作要做,如:(1)分析下渣检测系统检测机理、信号传输方法、干扰信号屏蔽方法、有效信号及数据处理分析等;(2)设计制作电磁感应下渣检测线圈;(3)建立信号采集及(下转第28页)钢种使用罐数/罐灵敏度设定值为32时的剩钢量/t灵敏度设定值为16时的剩钢量/t灵敏度设定值为8时的剩钢量/t2016年1~10月剩钢量均值/t IF钢4598 3.89 4.12 4.019.16 RH直上低碳钢1837 5.15 4.78 4.99 6.07LF钢4921 3.28 3.33 3.15 4.5223--(上接第23页)分析处理系统;(4)实现下渣检测技术的自主研发,完成成套下渣检测系统的建立等。
4结语数值模拟结果表明,当钢水中渣含量变化时,副线圈中感生电流随着渣含量的增加而近线性增大。
偏渣时副线圈感生电流也会发生变化,感生电流随着偏移距离的增加而增大。
副线圈感生电流的变化与检测系统灵敏度之间的关系还需要进一步的研究。
参考文献[1]徐永斌,马春武,幸伟,等.连铸大包下渣检测技术的发展及应用[J ].山东冶金,2012,34(2):7-9.[2]连文敬.连铸钢包下渣检测技术的发展[J ].中国冶金,2011,21(8):8-10.[3]陈华.宝钢-连铸钢包下渣检测技术的应用[J ].炼钢,2004,20(4):5-7.(编辑许营)修回日期:2018-12-224结语采用自制高刚度二辊冶金粉末轧机,以“冷轧+烧结+热轧”相结合的工艺方法,实现了蒙乃尔400金属粉末与Q235B 钢板的复合轧制。
