高温激光测距传感器在方坯定尺切割方面的具体应用

高温激光测距传感器在方坯定尺切割中的应用是钢铁冶金连铸生产中的一项关键技术，主要作用是实现对高温、运动状态下红热钢坯（方坯）的非接触、高精度、实时长度测量与位置控制，从而优化切割流程，提高生产效率和产品质量。其具体应用可分解如下：

1. 核心应用场景：连铸机末端定尺切割

在连铸过程中，连续拉出的高温钢坯（通常温度在700°C以上）需要按设定长度（定尺）切割成坯段。高温激光测距传感器被安装在切割区域附近，实时测量运动方坯的长度和位置。

2. 具体应用环节与作用

a. 长度测量与定尺控制

实时测长：传感器持续测量方坯从起始参考点到切割点的实际长度，通过与预设目标长度（如6m、12m等）进行比对。

同步跟踪：由于方坯在辊道上持续运动，传感器需具备高速采样和运动跟踪能力，确保测量值准确反映动态位置。

触发切割：当测量长度达到设定值时，传感器向切割机（火焰切割或液压剪） 发出触发信号，启动切割动作。

b. 位置与速度补偿

消除滑差影响：连铸拉坯过程中可能存在打滑或速度波动，传感器直接测量实际位移，避免因编码器累积误差导致的定尺偏差。

头尾长度控制：精确测量坯头与坯尾位置，确保第一段和最后一段的长度符合公差要求，减少废料。

c. 高温环境适应性

耐高温与抗干扰：传感器通常配备高温防护套（水冷/气冷） 和特殊光学滤片，能抵抗红热钢坯的强烈热辐射、蒸汽、氧化皮飞溅等恶劣条件。

精准测距原理：采用基于飞行时间（ToF）或相位差法的激光测距技术，激光点打在红热坯表面仍能稳定反射，不受高温光干扰。

d. 多传感器协同定位

双传感器测速定长：有些系统采用两个传感器，通过测量同一段方坯经过两个点的时间差，计算实时速度，结合时间积分实现更高精度定尺。

三维轮廓辅助：部分先进系统结合二维激光轮廓扫描，不仅测长，还可监测方坯表面形状或扭曲，为切割定位提供更多数据。

3. 技术优势

非接触测量：避免接触式传感器在高温、高速环境下易损坏的问题。

高精度：通常测量精度可达±1~2mm，远高于传统编码器估算方式。

实时性强：响应速度快（毫秒级），适合高速连铸产线（拉速可达数米/分钟）。

提升成材率：精确控制定尺，减少头尾废料，提高钢材利用率。

自动化与追溯：测量数据可上传至PLC/MES系统，实现生产自动化监控和质量追溯。

4. 典型系统配置与工作流程

1.安装位置：传感器安装在切割机前一定距离的稳固支架上，对准方坯上表面或侧面的测量点。

2.校准：通过预设基准点（如结晶器出口）进行长度标定。

3.运行流程：

o传感器持续测量方坯位置。

oPLC比较实测长度与设定长度。

o达到定尺时，PLC控制切割机启动并同步跟踪方坯运动完成切割。

4.异常处理：如检测到长度超差或信号丢失，系统可报警并触发修正机制。

5. 实际应用效果

减少定尺误差：将切割偏差控制在毫米级，满足高端钢材（如轴承钢、汽车用钢）的严格尺寸要求。

提高生产效率：实现全自动定尺切割，减少人工干预和停产时间。

延长设备寿命：非接触测量降低了对切割机械的磨损和维护需求。

总结

高温激光测距传感器在方坯定尺切割中扮演着“智能眼睛”的角色，通过精准、实时的长度测量，直接提升了连铸生产线的自动化水平、成材率和产品质量。它是现代钢铁智能制造中不可或缺的关键传感技术，尤其适用于高温、高速、高精度要求的重工业场景。