用激光測量板坯澆鑄速度及長度

考慮到現用板坯澆鑄速度檢測裝置存在的弊端，特開發一種以激光器為基礎的新測量系統。試用結果表明，此項新技術具有許多優越性，有望得到應用及推廣。

工作原理——激光多普勒效應

本非接觸式澆鑄速度測量系統是以激光多普勒效應為基礎。激光二極管射出的兩條平行激光束，經導向相聚于鑄坯表面，在此表面近處形成“可測量”域?？蓽y量域由暗、亮交替的光條紋組成。鑄坯移動時光條紋也移動，而且光條紋的移動速度與鑄坯運行速度成正比。這一光學現象稱為多普勒效應。用光學接收系統記錄光條紋移動速度可計算出鑄坯運行速度。

系統配置位置特殊性激光多普勒測速系統有著嚴格的置位要求，即需與鑄流保持一定距離并應與鑄流成90°角。由于鑄流上、下兩面熱輻射強烈，故裝在鑄流左或右側最為可取。但這樣也有問題，即多普勒測速的激光焦點（鑄流上的交會點）是一個固定點，當澆鑄的板坯改變時，這一固定焦點就會落空。為此美國傳感器技術公司開發一種能隨板坯寬度自動聚焦的多普勒測速裝置，解決了系統配置在鑄流一側的技術難關。

此外，應使系統及其公用設施免受連鑄機外側附近區域高溫、粉塵多、濕度大的惡劣影響，及避開轉動設備（天車、火焰切割機在不斷運行，還有修理時二冷扇段的挪移等），以免影響連鑄機的正常操作。出于以上原因，將系統及相關裝置配置在連鑄機尾部鑄流出口側面，但是在火焰切割機的前面。

應用效果——簡便、精確、多功能

在IT、機電各專業技術人員合力下，激光多普勒測速系統全套裝置安裝進展順利，僅用幾小時就完成。在對接所需軟件及計算機硬件后開始采集數據。由于系統反應快捷、精確，二級系統每秒鐘可根據采集的40多個數據記錄一次鑄流速度。這樣在很短時間里就充分驗證了激光測速的適用性和可靠性。系統試用效果好，并顯示出多功能性：

1．現有澆鑄速度檢測裝置是以檢測輪為基礎，不僅不準確，而且經常需要調整及維護。激光多普勒測速系統是非接觸式測速裝置，安裝及使用極為方便，極少需要維護，這能給用戶帶來巨大經濟效果。

2．用激光多普勒測速系統控制板坯定尺長度，每塊板坯長度誤差僅為±5mm。在常規的15h澆鑄周期內，現行機械檢測法與實際測出的鑄流總長相差近500cm。這說明切割的每塊板坯長度比該切的長度超出4cm。避免超切此長度相當于每天每條鑄流可多產出1塊板坯，兩條鑄流每年合計可多產出板坯720塊。

3．經濾波處理，進一步提高激光多普勒測速裝置厘米讀數的可靠性?？筛鶕俗x數跟蹤澆鑄中能引起板坯缺陷的各種節奏事件，例如當調換中間包，更換水口，變更澆鑄速度及結晶器調寬時，讀數指示儀上有明顯的具體異常記錄，從而可判定缺陷將發生的位置。這樣就能優化成品板坯長度，降低正品改判率。同時，借助于精細而真實的鑄速厘米讀數，設備維護人員及操作人員還能查找發生故障的馬達、軸承及輥子，因為發生這種事故時與穩態相比，厘米讀數會產生不同幅度的明顯差異。

產量與質量最佳化由于能對澆鑄速度進行最準確的檢測，故可使澆鑄速度范圍更加符合質量要求。以前因無法斷定準確的澆鑄速度究竟是多少，那時是按照與實際速度相差約2．5～5．0cm／min規定澆鑄速度范圍。在掌握澆鑄速度的真實數后，可重新整定澆鑄速度范圍，這樣就能使產量及質量達到最佳水平。