[发明专利]连铸坯固相率和凝固末端的检测方法及检测装置

权利要求书

1.一种连铸坯固相率和凝固末端的检测方法，其特征在于：包括如下步骤：

1）向连铸坯施加振荡激励，连铸坯在振荡激励的作用下发生弹性变形；

2）当连铸坯与振荡激励产生谐振后，测量连铸坯弹性变形的应变、振荡激励施加在连铸坯上的应力载荷和连铸坯随着振荡激励弹性变形的应力/应变相位差；

3）计算连铸坯的动态模量；

4）结合连铸坯的固相率-动态模量特性曲线，得到连铸坯的固相率和凝固末端位置。

2.根据权利要求1所述的连铸坯固相率和凝固末端的检测方法，其特征在于：所述振荡激励的振荡中心定位在连铸坯的表面上。

3.根据权利要求2所述的连铸坯固相率和凝固末端的检测方法，其特征在于：所述振荡激励包括三种振荡模式：

1）动态时间扫描模式：振荡激励的振幅和频率均恒定不变；

2）动态应力/应变扫描模式：振荡激励的频率恒定，振幅按照设定变化规律变化；

3）动态频率扫描模式：振荡激励的振幅恒定，频率按照设定的变化规律变化。

4.根据权利要求3所述的连铸坯固相率和凝固末端的检测方法，其特征在于：所述振荡激励的频率为0.1~10Hz，振幅为0.1~1mm，且在测量过程中，振荡激励的频率和振幅随着设定的振荡模式在线调整。

5.根据权利要求1-4任一项所述的连铸坯固相率和凝固末端的检测方法，其特征在于：所述动态模量包括复合模量E*，储能模量E′、损耗模量E和损失因子Tg，且：E*=FT/XA，E′= E*cosδ，E= E*sinδ，Tg=tanδ；

式中，F为振荡激励施加在连铸坯上的应力载荷；

X为连铸坯与振荡激励产生谐振后的弹性变形的最大应变；

T为连铸坯的厚度；

A为连铸坯的检测断面面积；

δ为连铸坯随着振荡激励弹性变形的应力/应变相位差。

6.一种适用于如权利要求1-5任一项所述连铸坯固相率和凝固末端的检测方法的连铸坯固相率和凝固末端的检测装置，其特征在于：包括用于输出振荡激励控制信号的振荡控制器、安装在连铸装置扇形段的上框架上的振荡油缸、与振荡油缸相连的振荡框架和固定安装在振荡框架上并与连铸装置扇形段的铸辊并列设置的测量辊，所述振荡控制器与振荡油缸之间设有伺服阀，所述振荡油缸上设有用于测量其振荡幅度和输出压力的传感器组，所述传感器组与振荡控制器之间设有用于向振荡控制器反馈传感器组测量数据的检测模块。

7.根据权利要求6所述的连铸坯固相率和凝固末端的检测装置，其特征在于：所述振荡油缸为两个并分别固定安装在连铸装置扇形段的上框架两侧，所述振荡框架的两端分别与振荡油缸相连。

8.根据权利要求6所述的连铸坯固相率和凝固末端的检测装置，其特征在于：所述传感器组包括用于测量所述振荡油缸振荡幅度的位置传感器和用于测量所述振荡油缸输出压力的压力传感器，所述检测模块包括与所述位置传感器一一对应设置的位置检测模块和与所述压力传感器一一对应设置的压力检测模块。