连铸结晶器锥度在线监测系统

在钢铁冶金连铸过程中，结晶器作为关键设备之一，其工作状态直接影响连铸坯的质量与生产安全。锥度在线监测系统通过对结晶器锥度的实时测量与分析，为连铸过程的稳定控制和工艺优化提供了重要依据。

一、锥度监测的必要性

连铸过程中，高温钢水在结晶器内冷却凝固形成坯壳，伴随着体积收缩。为适应这一变化，结晶器内腔通常设计为具有一定锥度的倒锥形结构。然而，在实际生产过程中，由于热负荷、机械应力和材料磨损等因素，结晶器铜板会发生热变形，导致实际锥度偏离设计值。这种偏差若未得到有效监控，可能引发坯壳与铜板间气隙增大、传热不均，进而导致漏钢、裂纹等生产事故和质量缺陷。

二、系统功能与作用

锥度在线监测系统主要用于实时检测结晶器锥度的变化，其功能主要包括以下几个方面：

实时监测与预警：系统可动态捕捉锥度异常，及时发出预警，为调整工艺参数提供依据，防范漏钢风险。

工艺参数优化：通过对锥度数据的分析，操作人员可合理调整拉速、冷却强度等参数，提高生产过程可控性。

设备状态评估：系统可记录锥度长期变化趋势，为结晶器检修、更换及寿命预测提供数据支持。

质量提升：稳定的锥度有利于坯壳均匀生长，从源头上改善铸坯表面和内部质量。

三、关键技术与测量原理

目前主流的锥度监测系统普遍采用电涡流位移传感技术，其具备非接触、高精度和抗干扰等优点。具体实现方式如下：

传感器布置：在结晶器宽面铜板背部上下分别设置多组电涡流传感器，用于测量铜板不同位置的变形情况。

信号检测与处理：传感器发射高频电磁场，通过感应铜板内涡流变化获取距离信号，经转换和处理后得出实际锥度值。

系统校准与算法：依托专用算法模型，将多组位移测量值合成为锥度数值，并进行温度补偿和漂移校正，保证数据准确性。

四、系统构成

一套完整的锥度在线监测系统通常包括：

传感单元：电涡流传感器组及其固定支架；

信号调理单元：完成信号放大、滤波和模数转换；

数据处理单元：工业计算机及专用软件，实现数据运算、图形显示与存储；

冷却与防护单元：保障传感器在高温、多尘环境下的可靠运行。

五、应用意义

锥度在线监测系统不仅提升了连铸生产的自动化和智能化水平，也显著增强了生产过程的安全性与产品质量稳定性。通过对结晶器状态的“透明化”管理，该系统已成为现代连铸机不可或缺的重要配置。