一种铸坯接触式连续测温装置的制作方法

1.本实用新型属于铸造成型技术领域，尤其涉及一种铸坯接触式连续测温装置，用于连铸机铸坯表面温度的在线监测。


背景技术：

2.连铸工艺是钢液发生相变凝固成型工艺过程。温度测量对钢坯生产质量、生产过程参数、缺陷控制和漏钢预报至关重要。随着市场对高质量冶金产品需求的不断扩大，高拉速的连铸技术得以开发，对连铸工艺过程的温度精确测量提出了更高的要求。但连铸工艺生产环境恶劣，高温、高压和空间限制使得铸坯表面测温非常困难。
3.结晶器后的扇形段位于二冷密闭室内，是连铸工艺的关键设备，其主要作用是对铸坯进行弯曲、引导、矫直、支承和冷却等。目前，扇形段内铸坯表面测温方法为红外非接触式测温。由于连铸过程的保护渣、冷却水雾和高温条件，导致铸坯表面存在保护渣膜、水膜、水雾和氧化铁皮，使得红外非接触式测温并不可靠。此外，红外非接触式测温在自身测温原理还存在局限，如铸坯尺寸、铸坯各温度下的发射率、测温距离、环境要素等都会增加铸坯测温不确定度。因此，红外非接触式测温方法无法满足先进连铸工艺的铸坯测温需求。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型的目的在于解决现有铸坯测温技术测温不准、无法连续接触测温的问题，提供一种铸坯接触式连续测温装置。
5.为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
6.一种铸坯接触式连续测温装置，包括辊子芯轴、连铸辊、电滑环；所述连铸辊套设于辊子芯轴上，所述连铸辊内设有若干个温度传感器，所述温度传感器与电滑环连接，并通过电滑环输出温度信号。
7.进一步，所述温度传感器包括热电阻以及设于热电阻表面的绝缘层；所述连铸辊内设有沟槽，所述热电阻呈蛇形弯曲或螺旋状布置在所述沟槽内。其中，热电阻材料可为镍、锰、铑、铜、铁、铂等材料，也可为氧化钒、氧化磷、氧化硅、氧化钡、氧化锶、氧化钙等氧化物合成的临界热敏材料，也可为掺杂batio3的正温度系数热敏陶瓷，也可为含锰二元系和含锰三元系氧化物的负温度系数热敏陶瓷；绝缘材料可为氧化铝、氧化钇、二氧化锆等；沟槽的截面形状可以为任意需要的形状，优选矩形、梯形、三角形。
8.进一步，所述沟槽内设有若干个热电阻，所述热电阻沿连铸辊的轴线方向并排布置。
9.进一步，所述沟槽内设有若干个热电阻，所述热电阻沿连铸辊的径向呈层状分布。
10.进一步，所述沟槽内相邻的热电阻之间填充有耐磨材料。
11.进一步，所述连铸辊包括连铸辊基体、覆盖于所述连铸辊基体表面的耐磨层，所述连铸辊基体套设于辊子芯轴上；所述温度传感器嵌设于所述连铸辊基体和/或耐磨层内。
12.进一步，所述耐磨层与连铸辊基体之间设有若干个过渡层，所述过渡层内也嵌设
有温度传感器。
13.进一步，所述辊子芯轴、连铸辊上均设有电缆槽，所述电缆槽内设有电缆，所述电缆一端与电滑环连接，另一端与温度传感器连接。
14.本实用新型的有益效果在于：
15.1、本实用新型中采用电滑环，在连铸辊转动过程中，实现了温度传感器的测温及信号传输。
16.2、本实用新型中温度传感器层状的设置，除了直接检测连铸辊此处的温度指标外还可利用两者测得的温度计算连铸辊径向的热流传递情况。
17.3、本实用新型的铸坯接触式连续测温装置，可解决现有铸坯测温技术测温不准、无法连续接触测温的问题，提高铸坯测温准确度，为连铸质量过程控制提供支撑。
18.本实用新型的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本实用新型的实践中得到教导。本实用新型的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
19.为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作优选的详细描述，其中：
20.图1为本实用新型中连铸辊示意图；
21.图2为本实用新型中铸坯接触式联系测温装置的整体示意图；
22.图3为图2中a处的温度传感器的一种布置示意图；
23.图4为图2中a处的温度传感器的另一种布置示意图；
24.图5为连铸辊的加工流程图。
25.附图标记：1-连铸辊；2-铸坯；3-辊子芯轴；4-轴承座；5-电缆；6-电滑环；7-端盖；11-螺旋形热电阻；12-蛇形热电阻；13-环形热电阻；14-耐磨层；15-耐磨材料；16-第一绝缘层；17-第二绝缘层；18-第二过渡层；19-第一过渡层；20-连铸辊基体。
具体实施方式
26.以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
27.其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本实用新型的限制；为了更好地说明本实用新型的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
28.本实用新型实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用
新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本实用新型的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
29.请参阅图1～4，为一种铸坯接触式连续测温装置，包括辊子芯轴3、连铸辊1、电滑环6；连铸辊1套装在辊子芯轴3上；连铸辊1内设置有若干个温度传感器，温度传感器与电滑环6连接，并通过电滑环6输出温度信号；辊子芯轴3通过轴承座4上安装在连铸机上，与铸坯2表面接触；电滑环6通过端盖7安装在轴承座4一侧。
30.温度传感器包括热电阻以及覆盖在热电阻表面的绝缘层；本实施例中，热电阻包括螺旋形热电阻11、蛇形热电阻12、环形热电阻13；连铸辊1内设置有多个沟槽，沟槽内分别设置有螺旋形热电阻11、蛇形热电阻12、环形热电阻13。
31.沟槽内设置有若干个热电阻，热电阻沿连铸辊1的轴线方向并排布置，并且热电阻沿连铸辊1的径向呈层状分布，沟槽内相邻的热电阻之间填充有耐磨材料15。
32.连铸辊1包括连铸辊基体20、覆盖于连铸辊基体20表面的耐磨层14，连铸辊基体20套装在辊子芯轴3上；温度传感器嵌设在连铸辊基体20和/或耐磨层14内。
33.耐磨层14与连铸辊基体20之间依次设置有第一过渡层19、第二过渡层18，第一过渡层19、第二过渡层18内也设置有温度传感器。温度传感器在连铸辊基体20、过渡层、耐磨层14之间的交界处，也可在连铸辊基体20、过渡层和耐磨层14的各层内部。
34.辊子芯轴3、连铸辊1上均设置有电缆槽，电缆槽内安装有电缆5，电缆5一端与电滑环6连接，另一端与温度传感器连接。
35.其中，连铸辊基体20材料可采42crmo、25crmo、15crmo等；第一过渡层19、第二过渡层18的材料可采用铁基0cr18nimo或430合金钢；耐磨层14材料可采用铁基00cr13nimon、铁基1cr13nimo或其他性质相近的ni基、co基材料。
36.本实施例中铸坯接触式连续测温装置的制作方法，其中，连铸辊1的加工过程，请参阅图5，绝缘材料与热电阻材料均通过增材制造方式进行铺设，可采用化学气相沉积、等离子喷涂、冷喷涂、超音速喷涂、电镀、溅射、选择性激光融化和厚膜工艺等，包括如下步骤：
37.(1)在连铸辊1上加工形成预定深度的沟槽及电缆槽；
38.(2)将电绝缘材料铺设在沟槽内，形成第一绝缘层16；其中绝缘材料可采用氧化铝、氧化钇、二氧化锆等；
39.(3)将热电阻材料按设定形状沿沟槽铺设在第一绝缘层16上，形成热电阻；
40.(4)将电缆5铺设在电缆槽内，并与热电阻连接；
41.(5)将电绝缘材料铺设在热电阻表面上，形成第二绝缘层17；第一绝缘层16与第二绝缘层17将热电阻包裹，进行绝缘保护；
42.(5)将耐磨材料15铺设在第二绝缘层17上；若热电阻有多层，则重复铺设；
43.(6)将连铸辊1表面加工平整；
44.(7)装配辊子芯轴3、电滑环6、连铸辊1，并将电缆5与电滑环6连接。
45.最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本
实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。