專利名稱：探測施加在連鑄設備或軋機中的冷卻介質的壓力分布的裝置和方法
技術領域：
本發(fā)明涉及探測施加在連鑄設備或軋機中的冷卻介質的壓力分布的領域。具有傳感器的裝置進入連鑄設備或軋機的軋輥間隙中，用于測量所施加的噴水的壓力。
背景技術：
已知的裝置和方法是，使得能夠在幾個離散點上二元確定灑水分布的這些裝置進入軋輥間隙。
這種裝置的示例是奧地利林茨的Vatron GmbH公司的“軋輥間隙檢查器(Roll Gap Checker)”。這種軋輥間隙檢查器具有8個變送器(Mikrofone)，它們沿寬度方向分布布置。通過這些變送器可以分析每個獨立的噴水噴嘴的噪聲，由此可以了解各個噴嘴是否堵塞。雖然通過軟件過濾將屏蔽掉不期望的背景噪聲，然而該裝置具有很大的缺點，即未能具體地考慮到噴嘴的原本重要的噴灑錐。而且也不能收集到在軋輥前方出現的所謂濺水形態(tài)的信息。濺水沿澆鑄方向出現在軋輥前方并且恰恰在軋輥區(qū)域中影響連鑄坯的冷卻。向下方引開冷卻水，通過對軋輥的中心支承，由此還影響到濺水的導向。通過所述的軋輥間隙檢查器未能檢測到這種效應果。
在專利申請EP 0 011 896 Al中示出另一裝置，其監(jiān)控連鑄設備中噴水噴嘴的功能。類似于軋輥間隙檢查器，該裝置代替連鑄坯而進入設備的軋輥間隙。在該裝置中存在凹口，多個獨立的傳感器設置在凹口中，這些傳感器垂直于澆鑄方向排列成行。這種系統(tǒng)的缺點主要是，傳感器相距一定間隔地設置，因而只能不準確地表征噴水錐。此外，由于多個傳感器所在的凹口較大而不能分析濺水形態(tài)。
根據上述現有技術提出的技術任務是要克服所述缺點。發(fā)明內容
該技術任務通過請求保護的本發(fā)明來解決，其中，本發(fā)明首先包括一種裝置，用于探測連鑄設備或者軋機中的冷卻介質的壓力分布，其中，所述連鑄設備或者軋機包括至少一個軋輥對，所述軋輥對形成軋輥間隙，并且連鑄坯能夠在所述軋輥間隙中穿行，其中，沿澆鑄方向在所述至少一個軋輥對之前和/或之后設置有噴水噴嘴，這些噴水噴嘴能夠給所述連鑄坯施加冷卻介質，其中，所述裝置關于寬度方向和/或厚度方向大致具有連鑄坯的尺寸，所述裝置具有至少一個壓力測量薄膜，所述壓力測量薄膜設置在所述裝置的表面上， 從而當所述裝置代替連鑄坯而進入所述連鑄設備或者軋機時能夠通過壓力測量薄膜探測所述冷卻介質的壓力分布。
這種裝置能夠直截了當地以很高的局部分辨率探測或者表征各個噴嘴的噴水區(qū)域或噴灑錐。也可以探測所出現的濺水的壓力，由此獲知連鑄坯表面上的確切的冷卻劑分布情況。
在所述裝置一個優(yōu)選實施方式中，所述至少一個壓力測量薄膜沿著所述裝置的整個寬度設置。
通過所述壓力測量薄膜的這種設置方式可以沿著連鑄坯的整個寬度檢查噴水噴嘴的功能。
在所述裝置的另一優(yōu)選實施方式中，所述壓力測量薄膜設置在所述裝置的上表面或者下表面上。
由此可以在連鑄坯的兩側測試噴水噴嘴的冷卻效果。
在所述裝置的另一優(yōu)選實施方式中，所述壓力測量薄膜具有小于0. 5mm的厚度。
選擇如此薄的測量薄膜的優(yōu)點在于，所述測量薄膜僅以最小程度增加了裝置的厚度，因而幾乎不會對裝置的厚度產生影響。
在所述裝置的另一優(yōu)選實施方式中，所述壓力測量薄膜設置在所述裝置的凹口中，所述凹口的深度等于所述壓力測量薄膜的厚度。
通過所述裝置的這種設計方式，雖然需要附加的凹口，但是壓力測量薄膜仍然可以與裝置表面齊平地放置，由此與實際的連鑄坯相比還是提供了更現實的測量條件。
在所述裝置的另一優(yōu)選實施方式中，所述壓力測量薄膜被設計成壓敏傳感器的柔性網格。
在所述裝置的另一優(yōu)選實施方式中，每個傳感器都可以通過由半導體材料的行和列組成的矩陣構成，當力施加到所述傳感器上時，其電阻發(fā)生變化。
在所述裝置的另一優(yōu)選實施方式中，所述裝置包括噴嘴更換機構，用于更換噴嘴。
如果通過上述裝置發(fā)現了可能有故障的噴嘴，那么可以直接通過所述裝置中的更換機構將其更換。
在所述裝置的另一優(yōu)選實施方式中，所述噴嘴更換機構包括機器人手臂，所述機器人手臂能夠拆下和/或裝上所述噴嘴。
除了所述裝置之外，本發(fā)明還包括一種方法，用于探測連鑄設備或者軋機中的冷卻介質的壓力分布，其中，所述連鑄設備或者軋機包括至少一個軋輥對，所述軋輥對形成軋輥間隙，并且連鑄坯能夠在所述軋輥間隙之間穿行，其中，沿澆鑄方向在所述至少一個軋輥對之前和/或之后設置有噴水噴嘴，這些噴水噴嘴能夠給所述連鑄坯施加冷卻介質，其中， 使得裝置代替連鑄坯而進入所述連鑄設備或者軋機，從而能夠探測所述冷卻介質的壓力分布，其中，所述裝置關于寬度方向和/或厚度方向大致具有連鑄坯的尺寸，并且所述裝置具有至少一個壓力測量薄膜，用于探測壓力分布。
所述方法大致具有與用于探測冷卻介質壓力分布的本裝置相同的優(yōu)點。
在所述方法的一個優(yōu)選實施方式中，所述裝置包括分析機構，借助于所述分析機構在計算機的輔助下顯示所探測的冷卻介質壓力分布。
因而可以顯示連鑄坯表面上的壓力分布和冷卻劑分布的準確圖像。
在所述方法的一個優(yōu)選實施方式中，把通過所述壓力測量薄膜探測到的數據優(yōu)選無線地傳輸至所述分析機構。
在所述方法的另一優(yōu)選實施方式中，通過所述壓力測量薄膜識別沿澆鑄方向在所述軋輥前方的濺水形態(tài)。
在所述方法的另一優(yōu)選實施方式中，所述裝置包括噴嘴更換機構，通過所述噴嘴更換機構來更換故障噴嘴。
利用分析機構可以通過與參考值進行比較附加地確定連鑄坯和噴濺水之間的熱傳導。這可以實現利用當前施加水的情況計算連鑄坯的溫度分布。該計算是分析單元的一部分。


以下簡短說明實施例的附圖。其他細節(jié)參見實施例的詳細說明。圖中
圖Ia以立體圖示出包含軋輥的毯式軋輥組(Rollenteppich)和所繪入的噴嘴座以及噴淋錐；和
圖Ib以另一立體圖示出根據圖Ia的毯式軋輥組；和
圖2示出本發(fā)明壓力測量裝置用于放入軋輥間隙；和
圖3示出在根據圖1的毯式軋輥組的軋輥間隙中的根據圖2的本發(fā)明裝置。
具體實施方式
圖Ia和Ib以兩個不同立體圖示出在連鑄設備的毯式軋輥組中的軋輥3的常見設置方式。軋輥3構成對置的軋輥對。在軋輥3之間沿澆鑄方向(例如在圖Ia和圖Ib中從上方向下)設有噴水噴嘴。在圖Ia和圖Ib中示出噴水噴嘴的噴嘴座4，噴嘴(未明確示出)位于噴嘴座的端部上。這些噴嘴向連鑄坯噴灑冷卻介質或者水。這種連鑄坯(未示出)在相應軋輥對的軋輥3之間的軋輥間隙中運動。在此，這種噴水在行進于軋輥之間的連鑄坯上形成噴水錐5或者噴水區(qū)域。
現在圖2示出本發(fā)明的裝置1。該裝置可以代替連鑄坯而進入例如在附圖Ia和圖 Ib中所示的連鑄設備。
在此，裝置1由一種主體構成，該主體的寬度尺寸和厚度尺寸與連鑄坯大致一致， 也就是說例如具有與連鑄坯相同的橫截面。
根據本發(fā)明，現在把壓力測量薄膜2裝在裝置1的表面上，優(yōu)選裝在連鑄坯的寬側面之一上。在此，壓力測量薄膜2可以如圖2所示沿著裝置的整個寬度設置。這種壓力測量薄膜2例如可以通過美國南波士頓的Tekscan Inc.，公司購買到。相應的壓力測量薄膜具有例如每平方厘米248個測量點的高分辨率。檢測速度可以達到10000Hz或者更高。這種壓力測量薄膜2的厚度例如可以僅為0. 1mm，從而它幾乎不會因其自身的厚度而影響測量。這種薄膜2經過特殊設計，使得其成為壓敏傳感器的柔性網格，其中，每個傳感器都可以通過由半導體材料的行和列組成的矩陣構成，當力施加到傳感器上時，其電阻發(fā)生變化。
通過壓力測量薄膜2得到的數據可以優(yōu)選通過無線連接而傳輸至優(yōu)選外部的分析機構，該分析機構還以圖形示出表面上的噴水和濺水分布情況。利用參考值也可以確定熱傳導情況并且計算連鑄坯的溫度。
按照一種可選方式，也可以在裝置1之內設置數據存儲器和/或分析機構的至少一部分。
裝置1的主體形式的其他結構細節(jié)是本領域技術人員已了解的，并且已由現有技術公開。往往由鋼材組成的這種所謂的“連鑄坯系列(Dummies)”通過鉸鏈彼此相連。
圖2還示出，除了壓力測量薄膜2之外，在裝置的表面上還可以設置其他傳感器， 例如其他類型的壓力傳感器或者溫度探測器和用于測量鋼表面狀況的其他傳感器。
但尤其也可以在裝置1的主體中設置噴嘴更換機構6。該機構6用于更換故障噴嘴。這例如可以通過機器人手臂來執(zhí)行，機器人手臂在裝置之內設置在可翻擺的蓋部下方的凹口中，并且在需要時可以裝上和拆下噴嘴。
圖3示出在毯式軋輥組的軋輥間隙中的根據圖2的裝置1，該毯式軋輥組如在圖 Ia或者圖Ib中已示出。該裝置1代替連鑄坯而進入連鑄設備。此外，在圖3中同樣示出軋輥3、噴嘴座4和連鑄設備的噴淋錐5。如圖2已經示出，裝置1包括壓力測量薄膜2，該壓力測量薄膜設置在裝置1的寬側面之一上，從而通過薄膜2可以探測冷卻介質的壓力分布。
附圖標記列表
1裝置
2壓力測量薄膜
3軋輥
4噴嘴座
5噴淋錐
6噴嘴更換機構
權利要求
1.一種用于探測連鑄設備或者軋機中的冷卻介質的壓力分布的裝置，其中，所述連鑄設備或者軋機包括至少一個軋輥對，所述軋輥對形成用于使得連鑄坯穿過的軋輥間隙，其中，沿澆鑄方向在所述至少一個軋輥對之前和/或之后設置有噴水噴嘴，所述噴水噴嘴能夠給所述連鑄坯施加冷卻介質，其特征在于，所述裝置(1)關于寬度方向和/或厚度方向大致具有連鑄坯的尺寸，所述裝置具有至少一個壓力測量薄膜O)，所述壓力測量薄膜設置在所述裝置(1)的表面上，用于當所述裝置(1)代替連鑄坯而進入所述連鑄設備或者軋機時探測所述冷卻介質的壓力分布。
2.根據權利要求1所述的裝置，其中，所述至少一個壓力測量薄膜( 沿著所述裝置 (1)的整個寬度設置。
3.根據前述權利要求之一所述的裝置，其中，所述壓力測量薄膜( 設置在所述裝置 (1)的上表面和或者下表面上。
4.根據前述權利要求之一所述的裝置，其中，所述壓力測量薄膜(2)具有小于0.5mm的厚度。
5.根據前述權利要求之一所述的裝置，其中，所述壓力測量薄膜( 設置在所述裝置 (1)的凹口中，所述凹口的深度等于所述壓力測量薄膜O)的厚度。
6.根據前述權利要求之一所述的裝置，其中，所述壓力測量薄膜( 被設計成壓敏傳感器的柔性網格。
7.根據權利要求6所述的裝置，其中，每個傳感器都通過由半導體材料的行和列組成的矩陣構成，當力施加到所述傳感器上時，其電阻發(fā)生變化。
8.根據前述權利要求之一所述的裝置，其中，所述裝置包括噴嘴更換機構(6)，用于更換噴嘴。
9.根據權利要求8所述的裝置，其中，所述噴嘴更換機構(6)包括機器人手臂，所述機器人手臂能夠拆下和/或裝上所述噴嘴。
10.一種用于探測連鑄設備或者軋機中的冷卻介質的壓力分布的方法，其中，所述連鑄設備或者軋機包括至少一個軋輥對，所述軋輥對形成軋輥間隙，并且連鑄坯能夠在所述軋輥間隙之間穿行，其中，沿澆鑄方向在所述至少一個軋輥對之前和/或之后設置有噴水噴嘴，所述噴水噴嘴能夠給所述連鑄坯施加冷卻介質，其中，使得裝置代替連鑄坯而進入所述連鑄設備或者軋機，從而能夠探測所述冷卻介質的壓力分布，其特征在于，所述裝置(1)關于寬度方向和/或厚度方向大致具有連鑄坯的尺寸；所述裝置(1)包括至少一個壓力測量薄膜O)，用于探測壓力分布。
11.根據權利要求10所述的方法，其中，所述裝置包括分析機構，借助于所述分析機構在計算機的輔助下顯示所探測的冷卻介質壓力分布。
12.根據權利要求11所述的方法，其中，把通過所述壓力測量薄膜( 檢測到的數據優(yōu)選無線地傳輸至所述分析機構。
13.根據權利要求10至12之一所述的方法，其中，通過所述壓力測量薄膜( 識別沿澆鑄方向在所述軋輥前方的濺水形態(tài)。
14.根據權利要求10至13之一所述的方法，其中，所述裝置包括噴嘴更換機構(6)，通過所述噴嘴更換機構尤其是機器人手臂來更換故障噴嘴。
15.根據前述權利要求11至14之一所述的方法，其中，分析單元根據所述壓力測量薄膜的信號通過參考值確定連鑄坯和噴濺水之間的熱傳導情況并且計算所述連鑄坯的溫度。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種裝置(1)以及一種方法，用于探測連鑄設備或者軋機中的冷卻介質的壓力分布，其中，所述連鑄設備或者軋機包括兩個軋輥(3)的至少一個軋輥對，所述軋輥對形成軋輥間隙，并且連鑄坯能夠在所述軋輥間隙中穿行，其中，沿澆鑄方向在所述至少一個軋輥對之前和/或之后設置有噴水噴嘴，這些噴水噴嘴能夠給連鑄坯施加冷卻介質，其中所述裝置關于寬度方向和/或厚度方向大致具有連鑄坯的尺寸，所述裝置(1)具有至少一個壓力測量薄膜(2)，所述壓力測量薄膜設置在所述裝置(1)的表面上，從而當所述裝置(1)代替連鑄坯而進入所述連鑄設備或者軋機時能夠通過壓力測量薄膜(2)探測所述冷卻介質的壓力分布。
文檔編號B22D11/124GK102497940SQ201080034050
公開日2012年6月13日 申請日期2010年7月29日 優(yōu)先權日2009年7月30日
發(fā)明者D·利夫圖赫特, N·福格爾, U·普羅西尼克 申請人:Sms西馬格股份公司