一種鋼包下渣的檢測裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種鋼包下渣的檢測裝置，包括大包和中間包，所述大包位于中間包的上方，所述大包和中間包通過鋼包長水口相連通，所述鋼包長水口連接有操作臂，所述操作臂上設(shè)有振動檢測裝置；所述大包的支點處安裝有鋼包稱重裝置，所述鋼包稱重裝置和振動檢測裝置均與PCL數(shù)據(jù)采集卡連接，所述PCL數(shù)據(jù)采集卡連接有工控機和控制柜。本實用新型有益效果：通過振動檢測裝置檢測渦流卷渣和大包下渣發(fā)生時產(chǎn)生的振動信號，同時結(jié)合鋼包稱重裝置作為振動檢測裝置的確認信息和調(diào)試依據(jù)，精確檢測卷渣渦流和下渣發(fā)生時，確保鋼水最大收得率同時阻止鋼渣混同鋼水一起流出，大大提高煉鋼效果。
【專利說明】一種鋼包下渲的檢測裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種鋼包下渣的檢測裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在連鑄生產(chǎn)過程中，鋼水從大包流入中間包，再經(jīng)中間包出水口進入結(jié)晶器，冷卻后凝固成各種截面的鑄坯。渣層對大包及中間包鋼水有保溫防氧化作用，然而當中間包渣層過厚則會導(dǎo)致鋼水污染，增加中間包耐火材料侵蝕并增加中間包殘余渣層厚度。因此，控制大包中的鋼渣量對提高鑄坯質(zhì)量、增加連鑄批次有著非常重要的意義。
[0003]目前，已有多種下渣的檢測方法，如振動檢測、紅外技術(shù)、電磁感應(yīng)、鋼包稱重、超聲波等。
[0004]基于紅外技術(shù)的鋼渣檢測系統(tǒng)，其利用鋼水和鋼渣在紅外線波長范圍內(nèi)釋放的輻射密度來區(qū)別鋼水和鋼渣。由于檢測中鋼流不能被遮擋，如果用于大包到中間包的下渣檢測，則必須除去長水口，而這樣就會引起鋼水的二次氧化，目前一般不用于大包的下渣檢測，主要應(yīng)用于轉(zhuǎn)爐出鋼口到鋼包的下渣檢測。
[0005]電磁感應(yīng)式下渣檢測系統(tǒng)，其利用鋼水與鋼渣的磁導(dǎo)率不同來進行檢測，國外已有多家煉鋼廠采用該系統(tǒng)，并獲得較好的冶金效果和經(jīng)濟效益。但由于這類系統(tǒng)要對大包進行改造，在大包底部埋入線圈，改造費用昂貴；而且由于工作環(huán)境較高，線圈很容易損壞，平均每個月就要對所用大包底部的線圈、傳感器進行更換，維護成本高。
[0006]鋼包稱重自動檢測方法依據(jù)鋼水澆鑄后期鋼包與鋼水的總重量隨時間的變化率基本恒定，由于鋼渣的比重只有鋼水的1/3，一旦有鋼渣出現(xiàn)，單位時間內(nèi)的總重量隨時間的變化率將明顯減小。該方法由于受稱量精度等實際條件的制約，檢測準確性很低，目前只作為一種輔助檢測手段。
[0007]超聲波檢測法利用大包注流中有鋼渣和無鋼渣時超聲波發(fā)出信號和反射信號之間的差別來實現(xiàn)對鋼渣的檢測。由于超聲波探頭的工作環(huán)境溫度高達1500度左右，工作環(huán)境比較惡劣，目前還沒有進入實用階段。
[0008]振動檢測方法最初實踐來源于鋼水澆鑄現(xiàn)場。在連鑄過程中，經(jīng)驗豐富的操作工可以根據(jù)澆鑄末期所感受到的大包長水口操作臂振動的變化而先于視覺判斷出由大包進入中間包的鋼渣量。大量的現(xiàn)場經(jīng)驗也證明了大包操作臂的振動與鋼包長水口內(nèi)流動的鋼水中含渣量密切相關(guān)。
[0009]事實上，在鋼水從大包流入到中間包的過程中，鋼包長水口和與之相連的操作臂會產(chǎn)生較強的振動，水口開度越大，鋼水流量越大，振動就越劇烈，而鋼渣比重大約是鋼水的三分之一，因此，由鋼渣流動與鋼水流動引起的振動必然有差異。因此，理論上通過監(jiān)測操作臂的振動可以間接檢測鋼包長水口內(nèi)鋼水流動狀態(tài)的變化情況。
[0010]但是，連鑄澆鑄過程中的振動情況是比較復(fù)雜的，影響操作臂振動的幾個主要因素有:
[0011]一、在澆注過程中，要求中間包的鋼水量基本穩(wěn)定，鋼水液面不能太高，也不能太低。這就要求操作工要根據(jù)中間包內(nèi)的鋼水量來調(diào)節(jié)鋼包滑動水口的開度，當中間包液面高時，就要將滑動水口的開度調(diào)??；而當中間包液面降低時，就要將開度調(diào)大。這就使鋼包長水口內(nèi)的鋼流的狀態(tài)隨之變化，這種變化也反映到操作臂的振動上，振動隨著滑動水口開度的增大而增大。
[0012]二、在大包澆注的末期，大包回轉(zhuǎn)臺上會放置另一包冶煉好的鋼水，前一包鋼水澆注完后，這一包鋼水就會接著澆注。而這個放大包的過程，就對整個大包回轉(zhuǎn)臺帶來沖擊。這個沖擊同時也造成了操作臂的振動沖擊。
[0013]三、大包下渣檢測過程中，操作工對滑板的動作很頻繁，每次動作都將影響操作臂的振動且維持一段時間，如果此時正值下渣，有用信號將被掩埋，影響下渣判斷。
[0014]四、現(xiàn)場操作臂剛度大、重量重、固定于中間包車上，長水口鋼流引起的振動傳遞到操作臂上的傳感器時，會發(fā)生一定的衰減。
[0015]五、在連鑄車間，還有一些環(huán)境振動、人為振動和噪聲，如電弧爐冶煉時的噪聲、連鑄車間鋼架的振動、中包臺上人的行走振動等，這些振動或噪聲都會對有用信號的提取造成影響。
[0016]由此可見，將傳感器直接安裝在機械臂上的傳統(tǒng)的振動檢測方法，使得傳感器采集的信號中包含了大量與鋼流振動特征無關(guān)的信息，信號的信噪比非常低，有用信號掩埋在大量無用信號中，振動幅度非常小。對這樣的信號進行時域分析、頻域分析、倒頻域分析、統(tǒng)計分析等，并經(jīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)判斷，誤報漏報率很高。
實用新型內(nèi)容
[0017]本實用新型的目的是提供一種鋼包下渣的檢測裝置，以克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足。
[0018]本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):
[0019]一種鋼包下渣的檢測裝置，包括大包和中間包，所述大包位于中間包的上方，所述大包和中間包通過鋼包長水口相連通，所述鋼包長水口連接有操作臂，所述操作臂上設(shè)有振動檢測裝置；所述大包的支點處安裝有鋼包稱重裝置，所述鋼包稱重裝置和振動檢測裝置均與PCL數(shù)據(jù)采集卡連接，所述PCL數(shù)據(jù)采集卡連接有工控機和控制柜。
[0020]進一步的，所述振動檢測裝置為振動式壓電加速度傳感器。
[0021]進一步的，所述大包的下底端設(shè)有滑動水口，所述滑動水口下端裝有鋼包長水口。
[0022]本實用新型的有益效果為:本實用新型所述的鋼水下渣的檢測裝置通過振動檢測裝置檢測渦流卷渣和大包下渣發(fā)生時所產(chǎn)生的振動信號，同時結(jié)合鋼包稱重裝置作為振動檢測裝置的確認信息和調(diào)試依據(jù)，從而精確地檢測到卷渣渦流和下渣的發(fā)生時刻，在確保鋼水最大收得率的同時阻止鋼渣混同鋼水一起流出，大大提高了煉鋼效果。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0023]下面根據(jù)附圖對本實用新型作進一步詳細說明。
[0024]圖1是本實用新型實施例所述的鋼水下渣的檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖中:
[0026]1、大包；2、中間包；3、鋼包長水口 ；4、操作臂；5、振動檢測裝置；6、鋼水；7、PCL數(shù)據(jù)采集卡；8、工控機；9、控制柜；10、保護渣；11、鋼渣；12、大包稱重信號；13、中間包稱重信號。
【具體實施方式】
[0027]如圖1所示，本實用新型實施例所述的一種鋼包下渣的檢測裝置，包括大包I和中間包2，所述大包I位于中間包2的上方，所述中間包2上分散有若干保護渣10，所述大包I和中間包2通過鋼包長水口 3相連通，所述鋼包長水口 3連接有操作臂4，所述操作臂4上設(shè)有振動檢測裝置5 ;所述大包I的支點處安裝有鋼包稱重裝置，所述鋼包稱重裝置和振動檢測裝置5均與PCL數(shù)據(jù)采集卡7連接，所述PCL數(shù)據(jù)采集卡7連接有工控機8和控制柜9。
[0028]所述振動檢測裝置5為振動式壓電加速度傳感器。所述大包I的下底端設(shè)有滑動水口，所述滑動水口下端裝有鋼包長水口 3。
[0029]所述振動檢測裝置5在使用時需通冷卻空氣冷卻，所述PCL數(shù)據(jù)采集卡7采集振動式壓電加速度傳感器和鋼包稱重裝置檢測到大包稱重信號12、中間包稱重信號的信號13，并送入工控機8內(nèi)進行預(yù)處理和特征識別，預(yù)處理和特征識別步驟具體包括:對振動加速度信號分別進行放大、濾波、采樣和A/D轉(zhuǎn)換處理后生成采樣信號，對采樣信號進行小波包分析，判斷是否下渣。當小波分析為下渣時，且鋼包稱重裝置的信號出現(xiàn)下渣特征時，工控機8控制控制柜9報警，然后由現(xiàn)場操作人員根據(jù)報警信號直接開/關(guān)滑動水口。
[0030]本實用新型不局限于上述最佳實施方式，任何人在本實用新型的啟示下都可得出其他各種形式的產(chǎn)品，但不論在其形狀或結(jié)構(gòu)上作任何變化，凡是具有與本申請相同或相近似的技術(shù)方案，均落在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種鋼包下渣的檢測裝置，包括大包(I)和中間包(2)，所述大包(I)位于中間包(2)的上方，其特征在于:所述大包(I)和中間包(2)通過鋼包長水口(3)相連通，所述鋼包長水口(3)連接有操作臂(4)，所述操作臂(4)上設(shè)有振動檢測裝置(5);所述大包(I)的支點處安裝有鋼包稱重裝置，所述鋼包稱重裝置和振動檢測裝置(5)均與PCL數(shù)據(jù)采集卡(7)連接，所述PCL數(shù)據(jù)采集卡(7 )連接有工控機(8 )和控制柜(9 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼包下渣的檢測裝置，其特征在于:所述振動檢測裝置(5)為振動式壓電加速度傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋼包下渣的檢測裝置，其特征在于:所述大包(I)的下底端設(shè)有滑動水口，所述滑動水口下端裝有鋼包長水口( 3 )。
【文檔編號】B22D11/18GK204035492SQ201420397829
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年7月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月17日
【發(fā)明者】張曦, 侯娜娜, 張成武, 倪秋野, 李洪濤, 潘麗瑋, 史小藝, 連建亭 申請人:麥格瑞冶金工程技術(shù)（北京）有限公司