水霧介質對連鑄坯表面測溫的影響及測溫方法研究.pdf

1、在連鑄生產過程中，高溫鑄坯表面溫度輻射測量方法的準確性常常由于受到水蒸氣、水霧、水膜等參與性介質的輻射特性的影響而大大降低。這是連鑄二冷區(qū)和軋鋼工藝等現(xiàn)代冶金生產設備中常遇到的、且亟待解決的問題。本文從輻射、吸收、散射性介質的輻射特性機理出發(fā)研究了水蒸氣、水霧和水膜參與性介質對輻射測溫準確性影響。并聯(lián)系濟鋼4＃連鑄機的實際生產，設計了鑄坯矯直區(qū)在線測溫系統(tǒng)。
　　水蒸氣的輻射特性具有光譜的選擇性。分析了水蒸氣輻射特性參數(shù)的各種譜帶

2、模型及近似處理方法。采用了指數(shù)寬譜帶模型計算了水蒸氣在不同溫度和測溫距離下的發(fā)射率。同時，對水蒸氣高溫譜線光譜數(shù)據(jù)庫(Hitemp)進行譜帶擴展，得到了適用于連鑄二冷區(qū)的水蒸氣窄譜帶模型參數(shù)數(shù)據(jù)庫（包括平均吸收系數(shù)kη、譜線平均密度1/d、平均半寬bL）。
　　利用建立起的數(shù)據(jù)庫參數(shù)和單色、比色測溫計測溫原理模擬計算和比較分析了各工作波長下測溫計的測溫誤差。結果表明，在高溫飽和水蒸氣的連鑄二冷環(huán)境中，宜采用1.0μm，1.6μm范

3、圍附近的單色測溫計。其工作波長能夠避開水蒸氣吸收波段，幾乎不受水蒸氣影響?；蛘咄ㄟ^數(shù)據(jù)庫查尋波段發(fā)射率相近的比色測溫計進行測溫并對結果進行修正。
　　基于Mie散射理論，建立了水霧粒子的消光模型，分析了水霧粒子的散射特性，計算了水霧粒子在各粒徑、各波長的消光特性。結果表明，水霧粒子為具有非灰性、參與性特點的彌散系。粒子呈現(xiàn)為連續(xù)消光和強烈前向異性散射特性。對單色、比色以及全輻射的紅外測溫方法的準確性均有影響。水霧的粒徑分布、水霧濃

4、度和紅外測溫儀的工作波長是影響紅外測溫準確性的主要因素。求解獲得了水霧粒子系的衰減系數(shù)、散射系數(shù)、相函數(shù)等參數(shù)，為求解輻射傳遞方程提供必要條件。
　　應用數(shù)值計算的方法擬合水膜在各波長下的吸收系數(shù)，得到了水膜的透射率的公式組和不同波長、厚度下水膜透射率。研究了水膜時對單色和雙色紅外輻射溫度計示值的測溫誤差。選擇小于1.1μm工作波段的測溫儀進行測量二冷鑄坯表面存在水膜的鑄坯表面溫度測量并進行修正。
　　在濟鋼4＃連鑄機的矯直