專利名稱：鋼包底吹噴粉漏鋼檢測裝置及漏鋼檢測方法
技術領域：
本發(fā)明屬于鋼鐵精煉技術領域，特別涉及一種鋼包底吹噴粉漏鋼檢測裝置及漏鋼檢測方法。
背景技術：
鋼包底吹噴粉精煉是新興的一項具有創(chuàng)造性和廣闊應用前景的新技術，但由于鋼包底噴粉工作環(huán)境比鋼包底吹氬攪拌環(huán)境惡劣，鋼包底噴粉工藝提出后面臨著諸多技術問題待解決。目前，噴粉工藝中主要采用縫隙式噴粉元件實現(xiàn)底噴粉，正常噴吹冶煉，為將粉劑以一定動能噴吹到鋼包熔池內，必然要求噴粉元件縫隙有一定的寬度，這與噴粉元件安全性相背離，因為噴粉元件縫隙較寬鋼液容易滲透縫隙而引發(fā)漏鋼事故，為避免發(fā)生漏鋼事故，噴粉元件縫隙又要盡量窄些，這一對矛盾引發(fā)了人們對噴粉元件安全性和可行性設計的思考，保證噴粉元件安全可靠地工作，是推廣應用鋼包底噴粉工藝的前提，于是漏鋼檢測和防漏鋼設計成為人們研究的焦點。噴粉元件處在高溫惡劣的工作環(huán)境當中，不僅受高溫鋼水的侵蝕，而且受粉氣流嚴重的磨蝕，噴粉元件縫隙內鋼液滲漏情況檢測極為困難，底部噴吹元件埋于爐底，鋼液滲漏情況靠目測很難掌握，通過爐底探測器測量漏鋼情況和噴吹元件損耗情況曾被廣泛采用，由于這類探測器需停爐進行，耗時費事影響生產，已基本上被淘汰。目前，應用于轉爐的預報噴吹元件熔損的方法為在噴吹元件不同高度，相間埋入若干對熱電偶，每對相隔一定間距，用補償導線通過端子箱與儀表連接，工作時儀表連續(xù)顯示和記錄每對熱電偶的溫度， 當某一對熱電偶溫度過高時就顯示和記錄報警，借用于此類儀表，操作者即可系統(tǒng)掌握每爐鋼冶煉過程中每對熱電偶的溫度，從而掌握噴粉元件的熔損規(guī)律和熔損狀況，以便采取相應的措施，但此類儀表不能很好的應用于鋼液滲漏情況的檢測，工作使用中的噴粉元件縫隙內鋼液滲漏情況檢測尚不能實現(xiàn)。目前，對噴粉元件縫隙內鋼液滲漏情況的研究主要停留在理論分析和對使用或實驗后噴粉元件解剖分析層面上，工作使用中的透氣磚縫隙內鋼液滲漏情況檢測仍然是一項技術難題。
發(fā)明內容
針對現(xiàn)有裝置存在的不足，本發(fā)明提出一種鋼包底吹噴粉漏鋼檢測裝置，通過埋入耐火材料中的電極，采集電信號，實現(xiàn)噴粉元件縫隙內鋼液滲漏情況的檢測。本發(fā)明的技術方案是這樣實現(xiàn)的本發(fā)明一種鋼包底吹噴粉漏鋼檢測裝置，包括鋼包底噴粉元件、信號采集電路、信號放大電路、處理器和報警器，其中，鋼包底噴粉元件其內部填充耐火材料，耐火材料中均勻分布若干縫隙；其連接關系為鋼包底噴粉元件的輸出端連接信號采集電路的輸入端，信號采集電路的輸出端連接信號放大電路的輸入端，信號放大電路的輸出端連接處理器的輸入端，處理器的輸出端連接報警裝置；所述的信號采集電路由電極、電源、電流表和保護電阻組成，其連接關系為將電極成對的埋入耐火材料的縫隙內壁，以一對電極為例，第一電極近鋼液端埋在耐火材料縫隙內壁距鋼液Iitl處，第一電極另一端通過第一導體連接信號采集電路的第一輸入端，第二電極近鋼液端埋在耐火材料縫隙內壁距鋼液h處，第二電極另一端通過第二導體連接信號采集電路的第二輸入端，第一電極與第二電極平行相對，信號采集電路的第一輸入端連接電流表的輸入端，電流表的第一輸出端連接信號放大電路的第一輸入端，電流表的第二輸出端連接保護電阻的一端，保護電阻的另一端連接電源的一端，電源的另一端連接信號采集電路的第二輸入端，再同時連接信號放大電路的第二輸入端；所述的信號放大電路采用分壓式偏置放大電路，由三極管、電阻和電容組成，其中，電阻由第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻組成，電容由第一電容、第二電容、第三電容組成，其連接關系如下第一電容的一端連接信號放大電路的第一輸入端，第一電容的另一端連接第一電阻的一端、第二電阻的一端和三極管的基極，第一電阻的另一端連接第三電阻的一端和信號放大電路電源&，三極管的集電極連接第三電阻的另一端、第二電容的一端，第二電容的另一端連接信號放大電路的第一輸出端，三極管的發(fā)射極連接第四電阻的一端、第三電容的一端，第二電阻的另一端、第四電阻的另一端、第三電容的另一端同時連接信號放大電路的第二輸出端，并接地；采用鋼包底吹噴粉漏鋼檢測裝置的漏鋼檢測方法包括以下步驟步驟1 采集漏鋼檢測裝置的電壓信號和電流信號；步驟1-1 工作開始，接通電路，采集到的初始電壓信號為Utl和電流信號Itl,執(zhí)行步驟2 ；步驟1-2 工作當中，連續(xù)采集電壓信號Ui和電流信號Ii ；步驟2 將步驟1采集的電壓信號通過電壓偏置放大電路放大，電壓放大的倍數(shù) Au，按如下公式計算
權利要求
1.一種鋼包底吹噴粉漏鋼檢測裝置，其特征在于包括鋼包底噴粉元件、信號采集電路、信號放大電路、處理器和報警器，其中，鋼包底噴粉元件其內部填充耐火材料，耐火材料中均勻分布若干縫隙；其連接關系為鋼包底噴粉元件的輸出端連接信號采集電路的輸入端，信號采集電路的輸出端連接信號放大電路的輸入端，信號放大電路的輸出端連接處理器的輸入端，處理器的輸出端連接報警裝置。
2.根據(jù)權利要求1所述的鋼包底吹噴粉漏鋼檢測裝置，其特征在于所述的信號采集電路由電極、電源、電流表和保護電阻組成，其連接關系為將電極成對的埋入耐火材料的縫隙內壁，第一電極近鋼液端埋在耐火材料縫隙內壁距鋼液&處，第一電極另一端通過第一導體連接信號采集電路的第一輸入端，第二電極近鋼液端埋在耐火材料縫隙內壁距鋼液 %處，第二電極另一端通過第二導體連接信號采集電路的第二輸入端，第一電極與第二電極平行相對，其它電極的連接方式與此相同，信號采集電路的第一輸入端連接電流表的輸入端，電流表的第一輸出端連接信號放大電路的第一輸入端，電流表的第二輸出端連接保護電阻的一端，保護電阻的另一端連接電源的一端，電源的另一端連接信號采集電路的第二輸入端，再同時連接信號放大電路的第二輸入端。
3.根據(jù)權利要求1所述的鋼包底吹噴粉漏鋼檢測裝置，其特征在于所述的信號放大電路采用分壓式偏置放大電路，由三極管、電阻和電容組成，其中，電阻由第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻組成，電容由第一電容、第二電容、第三電容組成，其連接關系如下 第一電容的一端連接信號放大電路的第一輸入端，第一電容的另一端連接第一電阻的一端、第二電阻的一端和三極管的基極，第一電阻的另一端連接第三電阻的一端和信號放大電路電源&，三極管的集電極連接第三電阻的另一端、第二電容的一端，第二電容的另一端連接信號放大電路的第一輸出端，三極管的發(fā)射極連接第四電阻的一端、第三電容的一端， 第二電阻的另一端、第四電阻的另一端、第三電容的另一端同時連接信號放大電路的第二輸出端，并接地。
4.采用權利要求1所述的鋼包底吹噴粉漏鋼檢測裝置進行漏鋼檢測的方法，其特征在于包括以下步驟步驟1 采集漏鋼檢測裝置的電壓信號和電流信號；步驟1-1 工作開始，接通電路，采集到的初始電壓信號為Utl和電流信號Itl，執(zhí)行步驟2 ；步驟1-2 工作當中，連續(xù)采集電壓信號Ui和電流信號Ii ；步驟2 將步驟1采集的電壓信號通過電壓偏置放大電路放大，電壓放大的倍數(shù)Au，按如下公式計算A _ U1 _ PjRqIIRl)“U1he式中，Ui為放大器輸出電壓；Ui為漏鋼檢測裝置采集電壓信號；β為電流放大倍數(shù)； 為晶體管的輸入電阻；上式中的負號表示輸出電壓與采集電壓相位相反；步驟3 對步驟2處理過的電壓數(shù)字信號進行分析方法為利用采集到的電壓信號值和電流信號值，確定漏鋼裝置的電阻值，進而確定鋼液在噴粉元件縫隙內滲漏深度h 步驟3-1 若檢測到的電壓信號與采集到的初始電壓信號相等，縫隙間電阻值為無窮大，則未發(fā)生鋼液滲漏，執(zhí)行步驟1-2 ；步驟3-2 若檢測到電壓信號發(fā)生變化，則發(fā)生漏鋼，利用檢測到的電壓信號確定耐火材料縫隙間電路的總阻值R，公式如下
5.根據(jù)權利要求4所述的漏鋼的檢測方法，其特征在于步驟3-2所述的電極上端距鋼液距離hQ，其取值范圍為hQ = Imm 50mm。
6.根據(jù)權利要求4所述的漏鋼的檢測方法，其特征在于步驟4所述的鋼包底吹噴粉漏鋼檢測裝置的臨界漏鋼深度為h。，其取值范圍為h。= 5mm 50mm。
全文摘要
一種鋼包底吹噴粉漏鋼檢測裝置及漏鋼檢測方法，屬于鋼鐵精煉技術領域，包括鋼包底噴粉元件、信號采集電路、信號放大電路、處理器和報警器，工作時，首先采集電壓和電流信號；然后將電壓信號放大；對電壓數(shù)字信號進行分析若漏鋼深度h≥系統(tǒng)的臨界漏鋼深度hc，發(fā)生不可逆轉連續(xù)性漏鋼，啟動報警系統(tǒng)，增強噴吹強度，冶煉結束立即更換噴粉元件；若漏鋼深度h＜系統(tǒng)的臨界漏鋼深度hc，則發(fā)生可逆轉連續(xù)性或非線性漏鋼，增強噴吹強度，使縫隙間壓強增大，縫隙間滲入鋼液被噴出縫隙；克服了惡劣工作環(huán)境下漏鋼檢測困難的問題，工作不受噴粉限制，可以對噴粉過程安全性進行全程檢測，對鋼液滲漏情況跟蹤預報，避免發(fā)生漏鋼事故。
文檔編號C21C7/04GK102305552SQ20111023479
公開日2012年1月4日 申請日期2011年8月16日 優(yōu)先權日2011年8月16日
發(fā)明者朱苗勇, 程中福 申請人:東北大學