連鑄凝固坯殼厚度電渦流檢測方法研究.pdf

1、本文依托國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目關(guān)于連鑄凝固坯殼厚度電渦流在線檢測方法研究的項(xiàng)目支持，依據(jù)連鑄鋼坯作業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際狀況，對結(jié)晶器內(nèi)部出口處的凝固坯殼厚度進(jìn)行了仿真和實(shí)驗(yàn)研究。首先利用溫度場的相關(guān)理論知識和有限元仿真軟件ANSYS對連鑄結(jié)晶器內(nèi)的鑄坯生產(chǎn)過程進(jìn)行仿真模型的建立；通過模擬計(jì)算可得到結(jié)晶器出口處橫截面處的鑄坯溫度分布云圖、外表面三個(gè)特征點(diǎn)處的溫度變化歷程以及坯殼厚度的成長曲線；研究結(jié)果表明，結(jié)晶器出口處的鑄坯偏角部是最容易出現(xiàn)裂紋的

2、區(qū)域，在對坯殼厚度進(jìn)行測量時(shí)，應(yīng)將渦流探頭放置在偏角區(qū)域；綜上所述，使結(jié)晶器出口處的鑄坯完成固相區(qū)、液相區(qū)和固液兩相區(qū)離散化分層。
　　其次，在離散化分層的基礎(chǔ)上，依據(jù)電磁場的相關(guān)理論知識，建立渦流探頭的優(yōu)化設(shè)計(jì)仿真模型，使對現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中探頭的靈敏度和線性量程的研究轉(zhuǎn)換為對有限元模型中探頭線圈阻抗和鑄坯渦流密度的研究；在確定探頭激勵(lì)頻率和內(nèi)半徑的情況下，對探頭不同的內(nèi)半徑、厚度和匝數(shù)情況進(jìn)行研究，得到了各自的阻抗圖和渦流密度圖；對圖

3、進(jìn)行分析可知，在探頭外半徑、厚度和匝數(shù)參數(shù)分別為18mm、4mm和40匝時(shí)，此時(shí)探頭的線圈的靈敏度和線性量程都最優(yōu)。依據(jù)前述的優(yōu)化的探頭參數(shù)和多頻多參數(shù)檢測原理，對凝固坯殼厚度的變化與探頭感應(yīng)電壓之間的關(guān)系進(jìn)行研究；為了減少提離對檢測結(jié)果的影響，采用在不同的激勵(lì)頻率下提離的曲線和待測厚度曲線之間的夾角越接近于90°，提離對檢測的結(jié)果影響越小的理論，確定了雙頻檢測的兩個(gè)頻率分別為1200Hz、2400Hz；然后對厚度變化引起感應(yīng)電壓變化的