本发明涉及一种连铸板坯鼓包气体取样方法，所述方法包括以下步骤；1）判断鼓包内气体的量是否具备取样的条件；2）取样条件具备后，在鼓包上进行钻孔；3）钻孔后取出气体。整个技术方案设计巧妙，结构简单紧凑，该技本方案可以较低成本获取气体试样；通过成分分析结果，可获知气体来源及鼓包发生原因，便于采取针对措施，避免的危险的进一步扩大，节约了成本。
1.一种连铸板坯鼓包气体取样方法，其中取样装置包括硬导管、软导管、取样袋以及锥形软橡胶塞，所述锥形软橡胶塞与取样孔对接，所述软导管上设置有管夹，所述取样袋的两侧分别设置有取样袋进口阀和取样袋出口阀，其特征在于，所述方法包括以下步骤；1)判断鼓包内气体的量是否具备取样的条件；2)取样条件具备后，在鼓包上进行钻孔；3)钻孔后取出气体，所述步骤1)具体操作如下：通过外部测量数据，计算鼓包内气体的量及压力，判断是否具备取样条件，11)测量鼓包外形尺寸，即球冠的高h和底部直径d；12)计算鼓包内气体体积，即对应球缺的体积： 13)计算鼓包球缺所对应球体的直径：
式中：t为板坯的厚度，单位m；δs为具体钢种在铸态组织状态的高温屈服强度，单位MPa；
当计算鼓包内气体在常温下的压力p2大于10个大气压，即大于1MPa时，进行取样操作，否则不可以取样操作。
2.根据权利要求1所述的一种连铸板坯鼓包气体取样方法，其特征在于，所述步骤2)取样条件具备后，在鼓包上进行钻孔，具体操作如下，21)在鼓包的边缘部位使用粗钻头钻进一半以上的深度，22)换用细的钻头进行试探性缓慢钻，如果在钻入一定深度后仍未穿透，则停止细钻，23)再换用粗钻头钻至前一步细钻头钻至的深度停止，此时深度加大；24)再次更换为细钻头，重复22)步的操作，如仍未钻透，此时深度加大，重复进行23)步和24)步，直至已钻透为止。
3.根据权利要求2所述的一种连铸板坯鼓包气体取样方法，其特征在于，所述步骤3)钻孔后取出气体具体操作如下，31)把持硬导管(4)将锥形橡胶塞头(3)与取样孔(2)对接，并保持紧密衔接；32)将软导管端部管夹(6)打开，使硬导管(4)、软导管(5)内空气排出并充满欲采集的气体，然后关闭管夹(6)；33)将软导管(5)端头与取样袋进口阀(7)连接并扎紧密封；34)：打开取样袋进口阀(7)；35)：打开管夹(6)，持续若干时间，采集气体将逐渐进入取样袋中，使原来内部处于近似真空状态的取样袋略微鼓起；36)：关闭管夹(6)或进口阀(7)，晃动取样袋(8)，使采集气体充分到达取样袋(8)内部的各角落；37)：打开出口阀(9)，然后按由边部→中央→出口阀(9)的顺序折叠取样袋(8)，排出内部气体，起到清洗样袋的作用；
38)：关闭出口阀(9)，打开进口阀(7)和管夹(6)，使采集气体持续进入取样袋(8)中，并使容积一定的取样袋(8)充分鼓起；39)关闭管夹(6)和进口阀(7)，然后将进口阀与软导管脱离，以上步骤即获得一袋采集气体试样，重复以上33)至第39)步，可采集获得多份气体试样，直至鼓包内残余气体压力不足。
连铸板坯鼓包气体取样方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种连铸板坯鼓包气体取样方法，属于炼钢、连铸技术领域。
背景技术
[0002] 在钢板的热轧轧制之前，需要将板坯加热到适当的温度。在某种情况下，经过加热炉加热后出来的板坯宽面会出现非常大的鼓包。鼓包呈球冠状，底部直径500 700毫米，冠~高60 100毫米。发生鼓包的板坯无法正常轧制，成为废品，引起大量成本浪费。通常认为板~
坯鼓包是因为炼钢连铸工序导致的板坯内部原因引起，热轧加热炉仅对板坯外表加热，加热只是产生鼓包的外因而非内因。为了控制消除发生鼓包，需要分析鼓包产生的内因，有针对性地采取相应对策。鼓包一般发生在板坯经重新加热之后，个别情况在刚出连铸机的板坯上就有轻微鼓包现象发生。鼓包一般出现在一炉钢的第一块坯上，而一块坯上一般只有一至二个鼓包，发生在板坯的宽面一侧。对鼓包板坯解剖后可见内部为隆起的空间，内部界面从原始中心线附近分开，表面基本光滑规则。从鼓包内部形状判断，气体是产生鼓包的原因，要进一步分析气体的来源，首先需要分析确认气体成分，因此获取气体试样就十分关键。由于钢坯坚硬，体积庞大，坯壳较厚，且鼓包内空间有限，使得取样困难。
发明内容
[0003] 为了解决上述存在的问题，本发明公开了一种连铸板坯鼓包气体取样方法，该技术方案结构简单、紧凑，设计巧妙，可以较低成本获取气体试样，通过成分分析结果，可获知气体来源及鼓包发生原因，便于采取针对措施。
[0004] 为了实现上述目的，本发明的技术方案如下，一种连铸板坯鼓包气体取样方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤；1）判断鼓包内气体的量是否具备取样的条件；2）取样条件具备后，在鼓包上进行钻孔；3）钻孔后取出气体。
[0005] 作为本发明的一种改进，所述步骤1）具体操作如下：通过外部测量数据，计算鼓包内气体的量及压力，判断是否具备取样条件，11）测量鼓包外形尺寸，即球冠的高 和底部直径 ；12）计算鼓包内气体体积，即对应球缺的体积： ；13）计算鼓包球缺所对应球体的直径： ；14）计算高温下鼓包内的气体压强： ；
[0006] 式中：t为板坯的厚度，单位m； 为具体钢种在铸态组织状态的高温屈服强度，单位MPa；
[0007] 15）计算鼓包内气体的量： ；
[0008] 式中：为板坯所达到的最高温度，单位K。
[0009] 16）计算鼓包内的气体在常温下的压力： ；
[0010] 式中： 为板坯的常温温度，单位K；
[0011] 当计算鼓包内气体在常温下的压力 大于10个大气压，即大于1MPa时，进行取样操作，否则不可以取样操作。
[0012] 作为本发明的一种改进，所述步骤2）取样条件具备后，在鼓包上进行钻孔，具体操作如下，21）在鼓包的边缘部位使用粗钻头钻进一半以上的深度，粗钻头的直径为8-12mm,22）换用细的钻头进行试探性缓慢钻，细钻头的直径为5mm，如果在钻入一定深度后仍未穿透，深度为10-12mm，则停止细钻，23）再换用粗钻头钻至前一步细钻头钻至的深度停止，此时深度加大；24）再次更换为细钻头，重复22）步的操作，如仍未钻透，此时深度加大，重复进行23）步和23）步，直至已钻透为止。
[0013] 作为本发明的一种改进，所述步骤3）钻孔后取出气体具体操作如下，31）把持硬导管将锥形橡胶塞头与取样孔对接，并保持紧密衔接；32）将软管端部管夹打开若干时间，使导管内空气排出并充满欲采集的气体，然后关闭管夹；33）将软导管端头与取样袋进口阀连接并扎紧密封；34）：打开取样袋进口阀；35）：打开管夹，持续若干时间，采集气体将逐渐进入取样袋中，使原来内部处于近似真空状态的取样袋略微鼓起；36）：关闭管夹或进口阀，晃动取样袋，使采集气体充分到达取样袋内部的各角落；37）：打开出口阀，然后按由边部→中央→出口阀的顺序折叠取样袋，排出内部气体，起到清洗样袋的作用；38）：关闭出口阀，打开进口阀和管夹，使采集气体持续进入取样袋中，并使容积一定的取样袋充分鼓起；39）关闭管夹和进口阀，然后将进口阀与软管脱离，以上步骤即获得一袋采集气体试样。重复以上33）至第39）步，可采集获得多份气体试样，直至鼓包内残余气体压力不足。一般至少可获得
4升以上的气体试样，足够用于成分分析。
[0014] 一种连铸板坯鼓包气体取样装置，其特征在于，所述取样装置包括硬导管4、软导管5、取样袋以及锥形软橡胶塞，所述锥形软橡胶塞与取样孔对接，所述软导管上设置有管夹，所述取样袋的两侧分别设置有取样袋进口阀和取样袋出口阀。
[0015] 相对于现有技术，本发明的优点如下，整个技术方案设计巧妙，结构简单紧凑，该技本方案可以较低成本获取气体试样；通过成分分析结果，可获知气体来源及鼓包发生原因，便于采取针对措施，避免的危险的进一步扩大，节约了成本。
附图说明
[0016] 图1为连铸板坯鼓包剖面示意；
[0017] 图2为钻取的粗孔示意；
[0018] 图3为钻取的粗细孔组合示意；
[0019] 图4为气体取样系统示意；
[0020] 图中：1、鼓包板坯，2、取样孔，3、锥形软橡胶塞，4、硬导管，5、软导管，6、管夹，7、取样袋进口阀，8、取样袋，9、取样袋出口阀。
具体实施方式
[0021] 为了加深对本发明的认识和理解，下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明。
[0022] 实施例1：
[0023] 参见图1—图4，一种连铸板坯鼓包气体取样方法，所述方法包括以下步骤；1）判断鼓包内气体的量是否具备取样的条件；2）取样条件具备后，在鼓包上进行钻孔；3）钻孔后取出气体。所述步骤1）具体操作如下：通过外部测量数据，计算鼓包内气体的量及压力，判断是否具备取样条件，11）测量鼓包外形尺寸，即球冠的 高 和底部直径 ；12）计算鼓包内气体体积，即对应球缺的体积： ；13）计算鼓包球缺所对应球体的直径：；14）计算高温下鼓包内的气体压强： ；
[0024] 式中：t为板坯的厚度，单位m； 为具体钢种在铸态组织状态的高温屈服强度，单位MPa；
[0025] 15）计算鼓包内气体的量： ；
[0026] 式中：为板坯所达到的最高温度，单位K。
[0027] 16）计算鼓包内的气体在常温下的压力： ；
[0028] 式中： 为板坯的常温温度，单位K；
[0029] 当计算鼓包内气体在常温下的压力 大于10个大气压，即大于1MPa时，进行取样操作，否则不可以取样操作。
[0030] 所述步骤2）取样条件具备后，在鼓包上进行钻孔，具体操作如下，21）在鼓包的边缘部位使用粗钻头钻进一半以上的深度，22）换用细的钻头进行试探性缓慢钻，如果在钻入一定深度后仍未穿透，则停止细钻，23）再换用粗钻头钻至前一步细钻头钻至的深度停止，此时深度加大；24）再次更换为细钻头，重复22）步的操作，如仍未钻透，此时深度加大，重复进行23）步和23）步，直至已钻透为止。
[0031] 所述步骤3）钻孔后取出气体具体操作如下，31）把持硬导管4将锥形橡胶塞头3与取样孔2对接，并保持紧密衔接；32）将软管端部管夹6打开若干时间，使导管4、5内空气排出并充满欲采集的气体，然后关闭管夹6；33）将软导管5端头与取样袋进口阀7连接并扎紧密封；34）：打开取样袋进口阀7；35）：打开管夹6，持续若干时间，采集气体将逐渐进入取样袋中，使原来内部处于近似真空状态的取样袋略微鼓起；36）：关闭管夹6或进口阀7，晃动取样袋8，使采集气体充分到达取样袋8内部的各角落；37）：打开出口阀9，然后按由边部→中央→出口阀7的顺序折叠取样袋8，排出内部气体，起到清洗样袋的作用；38）：关闭出口阀9，打开进口阀7和管夹6，使采集气体持续进入取样袋8中，并使容积一定的取样袋8充分鼓起；39）关闭管夹6和进口阀7，然后将进口阀与软管脱离，以上步骤即获得一袋采集气体试样。
重复以上33）至第39）步，可采集获得多份气体试样，直至鼓包内残余气体压力不足。一般至少可获得4升以上的气体试样，足够用于成分分析。
[0032] 应用实例：
[0033] 工作时，以下为某发生鼓包炉次钢水试样的成分：
[0034]
[0035] 这种成分钢种的铸态组织在高温时的屈服极限大约是15 20MPa，计算取上限。~
[0036] 对单面鼓包尺寸进行测量，得鼓包高度 为70mm，鼓包底部直径 为500 mm。
[0037] 经前述方法计算得鼓包体积为：3.5×10-3 m3
[0038] 球缺对应球体的直径为：1.0m
[0039] 高温下鼓包内的气体压强为：9.2MPa
[0040] 鼓包内气体的量为：2.8mol
[0041] 鼓包内的气体在常温下的压力为：1.9MPa
[0042] 使用容积为2升的取样袋，连续获取两袋气体试样。
[0043] 获取试样完成后，立即在钢坯取样孔出口放置明火，可以形成稳定的火焰，说明鼓包内为可燃气体。
[0044] 使用气相色谱仪对试样成分进行分析，鼓包内气体组成主要是氢气和甲烷。另有微量的氮气和氧气，其比例与大气相似，可以认为是取样过程中混入的空气。
[0045] 需要说明的是，上述实施例仅仅是本发明的较佳实施例，并没有用来限定本发明的保护范围，在上述技术方案的基础上作出的等同替换或者替代，均属于本发明的保护范围。
