在连铸工艺中,中间包钢液温度的实时监测对于优化铸速和控制二次冷却至关重要。传统的测温方式存在响应滞后、精度不足等问题,影响了生产效率和产品质量。为了克服这些困难,近年来学者们提出了许多新的温度测量方法,但仍存在测温滞后的挑战。
最近,东北大学马交成教授及其团队通过建立黑体腔传感器的传热模型,提出了一种创新的钢液温度快速识别方法,有效消除了传感器的初始响应滞后问题。研究表明,该方法通过解析求解和实验验证,大幅缩短了传感器的响应时间,并提高了测温精度。马交成教授团队的这一研究成果为连铸工艺的温度控制提供了新的技术方案。
相关研究成果以“Rapid Identification of Liquid Steel Temperature in Tundish Based on Blackbody Cavity Sensor”为题目发表于ISIJ International 期刊2024年64卷11期。论文作者为:Jiaocheng MA*, Linghui MENG, Zhendong LIU, Xin ZHAO。
该论文的主要研究结果与结论如下:
提出了基于黑体腔传感器的钢液温度快速识别方法,成功将传感器的初始响应滞后从400秒缩短至60-90秒。
实验结果表明,当传感器保护管的浸没深度超过300毫米时,内壁温度的均匀性和辐射率几乎不受影响,确保了高精度的测量。
测温误差控制在±5°C以内,显著提高了钢液温度的测量效率和精度。
新方法减少了对一次性热电偶的需求,降低了操作人员的劳动强度,并有助于实现连铸工艺的连续监测和二次冷却控制。
论文中的主要图片和表格如下:
图1. 黑体腔传感器的组成和现场应用
图2. 保护管内壁温度分布
图3. 不同浸没深度下传感器的温度响应曲线
图4. 浸没深度和材料辐射率对保护管腔体辐射率的影响
图5. 保护管传热的简化示意图
图6. 实测值与解析解的对比
图7. 传热参数变化对解析解的影响
图8. 不同特征值的解析解及其偏差的比较