Dispositivo y método para medir la temperatura de superficie de una pieza colada.

Dispositivo y método para medir la temperatura de superficie de una pieza colada Campo técnico

La presente invención se refiere a un dispositivo y método para medir la temperatura de superficie de una pieza colada,

que puede medir de manera estable la temperatura de superficie de la pieza colada durante un largo periodo de tiempo incluso en duras condiciones.

Técnica anterior

En el campo de la colada continua de losas, la colada de piezas coladas de alta calidad de buena superficie y calidad interior con alta productividad requiere la prevención de problemas de funcionamiento tales como rotura. La rotura puede impedirse tal como se describe a continuación.

Cuando una carcasa de solidificación se adhiere completamente a la superficie de una placa de cobre en un molde, la temperatura de la carcasa de solidificación disminuye al punto de Curie. Por tanto, la extracción de piezas coladas puede detenerse temporalmente detectando una disminución de la temperatura de carcasa de solidificación al punto de Curie para detectar la adherencia de la carcasa de solidificación. Particularmente, aplicando un campo magnético de corriente continua a las piezas coladas en el molde para imantar la carcasa de solidificación y detectando un cambio en su línea de fuerza magnética, es posible detectar si la temperatura de la carcasa de solidificación disminuye al punto de Curie o no (por ejemplo, véase el documento de patente 1).

Lista de referencias

Documento de patente

[Documento de patente 1] solicitud de patente japonesa examinada, segunda publicación n.º S56-7456 (Reivindicaciones).

Sumario de Invención

Problema técnico

Sin embargo, si se produce un flujo desequilibrado en un molde de CC y, por tanto, la carcasa de solidificación vuelve a fundirse de manera notable cuando el flujo descargado de la boquilla impacta contra la carcasa de solidificación, un grosor local de la carcasa de solidificación es insuficiente. Esto puede provocar un problema de funcionamiento que se denomina "rotura". Tal problema de funcionamiento puede no impedirse lo suficiente mediante el método de detección de una disminución en la temperatura de la carcasa de solidificación al punto de Curie, tal como se describió anteriormente. Es decir, la rotura puede evitarse si la temperatura de superficie de las piezas coladas puede medirse de manera precisa para controlar la superficie de las piezas coladas para que presente una temperatura apropiada. Por tanto, los métodos de medición de la temperatura de superficie de piezas coladas se describirán a continuación.

En primer lugar, existe un método para medir la temperatura de superficie de piezas coladas usando un termómetro de radiación. Sin embargo, este método de medición que usa el termómetro de radiación tiene una restricción que depende de la posición de medición. Específicamente, este método requiere no incluir vapor o agua en una atmósfera entre la posición de medición y el termómetro de radiación, o de otro modo, si se encuentra presentes vapor o agua, requiere realizar la medición al tiempo que fluyen hacia fuera el vapor o agua en la parte frontal del termómetro de radiación usando aire a alta presión para impedir que se vea afectado por el vapor o agua. El uso del termómetro de radiación anteriormente mencionado para impedir la rotura requiere la gestión de la temperatura de superficie de piezas coladas inmediatamente bajo el molde. Es decir, la medición de la temperatura de superficie de piezas coladas inmediatamente bajo el molde usando el termómetro de radiación dispuesto inmediatamente bajo el molde permite la detección del aumento de la temperatura de superficie de piezas coladas hasta tal grado de producir rotura, lo que puede dar como resultado la prevención de la rotura de antemano. Sin embargo, dado que las piezas coladas se enfrían mediante una gran cantidad de agua inmediatamente bajo el molde, el espacio definido entre el termómetro de radiación y las piezas coladas se encuentra en duras condiciones en las que grandes cantidades de agua, vapor, polvo, incrustaciones y así sucesivamente se dispersan. Esto hace que sea extremadamente difícil realizar una medición precisa de la temperatura de superficie de piezas coladas con un termómetro de radiación incluso cuando se usa aire a alta presión.

Se ha concebido otro termómetro de radiación que usa un intervalo de longitud de onda corto igual a o menor de 1 μm, que se considera que es relativamente robusto en tales condiciones duras. Sin embargo, incluso usando este termómetro de radiación, es difícil realizar una medición estable debido a la dispersión en los datos de medición. Otro método para medir la temperatura de superficie de piezas de colada es monitorizar un cambio en la temperatura de superficie de piezas coladas usando una pluralidad de termopares instalados en una placa de cobre de moldeo. Sin embargo, este método también dificulta la realización de una medición precisa de la temperatura de superficie de piezas coladas debido a un entrehierro formado entre la superficie de piezas coladas y la placa de cobre de moldeo bajo el molde, aunque puede medirse un cambio en la temperatura de superficie de piezas coladas próximo al nivel de menisco en el molde con alta sensibilidad. El documento JP 2008-256605 da a conocer una medición de temperatura sin contacto usando una bobina de excitación y una bobina de detección.

En vista de tales circunstancias, un objeto de la presente invención es proporcionar un dispositivo y método para medir la temperatura de superficie de una pieza colada, que puede medir de manera estable la temperatura de superficie de la pieza colada durante un largo periodo de tiempo incluso en duras condiciones en las que existe una gran cantidad de agua, vapor y así sucesivamente.

Solución al problema

Para superar los problemas anteriores y lograr el objeto anterior, la presente invención proporciona lo siguiente: (1) Un sistema que comprende una pieza colada y un dispositivo de medición de temperatura de superficie de pieza colada para medir una temperatura de superficie de la pieza colada, comprendiendo el dispositivo de medición de temperatura de superficie de pieza colada: un dispositivo de excitación de campo magnético que aplica un campo magnético de CA sustancialmente perpendicular a una superficie de una pieza colada; un dispositivo de detección de campo magnético que detecta el campo magnético de CA para detectar una variación de flujo magnético en respuesta a una temperatura de superficie de la pieza colada; y un dispositivo de derivación de temperatura de superficie que deriva la temperatura de superficie de la pieza colada basándose en una fuerza electromotriz inducida obtenida detectando el campo magnético de CA mediante el dispositivo de detección de campo magnético y unos datos de relación predeterminados, en el que el dispositivo de excitación de campo magnético incluye una bobina de excitación solenoidal, incluyendo el dispositivo de detección de campo magnético a bobina de detección solenoidal interpuesta entre la superficie de la pieza colada y la bobina de excitación, e indicando los datos de relación una relación de correspondencia entre la temperatura de superficie de la pieza colada y la fuerza electromotriz inducida en un intervalo de temperatura que incluye un punto de Curie predeterminado.

Según el dispositivo de medición de temperatura de superficie de pieza colada anterior, la disposición de la bobina de detección entre la superficie de pieza colada y la bobina de excitación puede excluir un efecto por una parte a baja temperatura próxima a una esquina de la pieza colada. Como resultado, es posible medir la temperatura de superficie de pieza colada con mayor precisión en la parte frontal de la bobina de detección, es decir, próxima al centro de la cara estrecha de la pieza colada.

30 Además, el límite inferior de la temperatura de superficie de pieza colada en los datos de relación es el punto de Curie menos 200ºC aproximadamente y el límite inferior de la misma es el punto de Curie más 100ºC aproximadamente. El motivo de lo anterior es la dependencia de la propiedad magnética del acero de la temperatura (de que el acero se cambia para ser ferromagnético en el intervalo entre la temperatura ambiente y el punto de Curie, paramagnético por encima del punto de Curie, y no magnético a temperaturas incluso superiores). Es decir, si una región con el campo magnético aplicado es no magnética, un flujo magnético no varía independientemente de la aplicación del campo magnético. Si la región con el campo magnético aplicado disminuye de temperatura para ser paramagnética o ferromagnética, el flujo magnético varía a medida que el flujo magnético se concentra en esa región. Además, la variación del flujo magnético es notable en condiciones ferromagnéticas. Sin embargo, si la región con el campo magnético aplicado es ferromagnética y se satura magnéticamente, no se observa ningún cambio de tensión dado que el flujo magnético ya no varía. Por tanto, una vez que la región se satura magnéticamente, la variación del flujo magnético, es decir, el cambio de tensión puede observarse incluso cuando la temperatura de esa región disminuye adicionalmente. De esta manera, se determinan los límites superior e inferior de la temperatura que va a medirse.