一種鋼包下渣的檢測裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)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(dòng)檢測裝置；所述大包的支點(diǎn)處安裝有鋼包稱重裝置，所述鋼包稱重裝置和振動(dòng)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(jī)和控制柜。本實(shí)用新型有益效果：通過振動(dòng)檢測裝置檢測渦流卷渣和大包下渣發(fā)生時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)信號(hào)，同時(shí)結(jié)合鋼包稱重裝置作為振動(dòng)檢測裝置的確認(rèn)信息和調(diào)試依據(jù)，精確檢測卷渣渦流和下渣發(fā)生時(shí)，確保鋼水最大收得率同時(shí)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(shí)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(jìn)入結(jié)晶器，冷卻后凝固成各種截面的鑄坯。渣層對(duì)大包及中間包鋼水有保溫防氧化作用，然而當(dāng)中間包渣層過厚則會(huì)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(duì)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(dòng)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(huì)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(jìn)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(jì)效益。但由于這類系統(tǒng)要對(duì)大包進(jìn)行改造，在大包底部埋入線圈，改造費(fèi)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(gè)月就要對(duì)所用大包底部的線圈、傳感器進(jìn)行更換，維護(hù)成本高。
[0006]鋼包稱重自動(dòng)檢測方法依據(jù)鋼水澆鑄后期鋼包與鋼水的總重量隨時(shí)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(shí)間內(nèi)的總重量隨時(shí)間的變化率將明顯減小。該方法由于受稱量精度等實(shí)際條件的制約，檢測準(zhǔn)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(shí)超聲波發(fā)出信號(hào)和反射信號(hào)之間的差別來實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼渣的檢測。由于超聲波探頭的工作環(huán)境溫度高達(dá)1500度左右，工作環(huán)境比較惡劣，目前還沒有進(jìn)入實(shí)用階段。
[0008]振動(dòng)檢測方法最初實(shí)踐來源于鋼水澆鑄現(xiàn)場。在連鑄過程中，經(jīng)驗(yàn)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(dòng)的變化而先于視覺判斷出由大包進(jìn)入中間包的鋼渣量。大量的現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)也證明了大包操作臂的振動(dòng)與鋼包長水口內(nèi)流動(dòng)的鋼水中含渣量密切相關(guān)。
[0009]事實(shí)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(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的振動(dòng)，水口開度越大，鋼水流量越大，振動(dòng)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(dòng)與鋼水流動(dòng)引起的振動(dòng)必然有差異。因此，理論上通過監(jiān)測操作臂的振動(dòng)可以間接檢測鋼包長水口內(nèi)鋼水流動(dòng)狀態(tài)的變化情況。
[0010]但是，連鑄澆鑄過程中的振動(dòng)情況是比較復(fù)雜的，影響操作臂振動(dòng)的幾個(gè)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(dòng)水口的開度，當(dāng)中間包液面高時(shí)，就要將滑動(dòng)水口的開度調(diào)??；而當(dāng)中間包液面降低時(shí)，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(dòng)上，振動(dòng)隨著滑動(dòng)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(tái)上會(huì)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(huì)接著澆注。而這個(gè)放大包的過程，就對(duì)整個(gè)大包回轉(zhuǎn)臺(tái)帶來沖擊。這個(gè)沖擊同時(shí)也造成了操作臂的振動(dòng)沖擊。
[0013]三、大包下渣檢測過程中，操作工對(duì)滑板的動(dòng)作很頻繁，每次動(dòng)作都將影響操作臂的振動(dòng)且維持一段時(shí)間，如果此時(shí)正值下渣，有用信號(hào)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(dòng)傳遞到操作臂上的傳感器時(shí)，會(huì)發(fā)生一定的衰減。
[0015]五、在連鑄車間，還有一些環(huán)境振動(dòng)、人為振動(dòng)和噪聲，如電弧爐冶煉時(shí)的噪聲、連鑄車間鋼架的振動(dòng)、中包臺(tái)上人的行走振動(dòng)等，這些振動(dòng)或噪聲都會(huì)對(duì)有用信號(hào)的提取造成影響。
[0016]由此可見，將傳感器直接安裝在機(jī)械臂上的傳統(tǒng)的振動(dòng)檢測方法，使得傳感器采集的信號(hào)中包含了大量與鋼流振動(dòng)特征無關(guān)的信息，信號(hào)的信噪比非常低，有用信號(hào)掩埋在大量無用信號(hào)中，振動(dòng)幅度非常小。對(duì)這樣的信號(hào)進(jìn)行時(shí)域分析、頻域分析、倒頻域分析、統(tǒng)計(jì)分析等，并經(jīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)判斷，誤報(bào)漏報(bào)率很高。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0017]本實(shí)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(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)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(dòng)檢測裝置；所述大包的支點(diǎn)處安裝有鋼包稱重裝置，所述鋼包稱重裝置和振動(dòng)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(jī)和控制柜。
[0020]進(jìn)一步的，所述振動(dòng)檢測裝置為振動(dòng)式壓電加速度傳感器。
[0021]進(jìn)一步的，所述大包的下底端設(shè)有滑動(dòng)水口，所述滑動(dòng)水口下端裝有鋼包長水口。
[0022]本實(shí)用新型的有益效果為:本實(shí)用新型所述的鋼水下渣的檢測裝置通過振動(dòng)檢測裝置檢測渦流卷渣和大包下渣發(fā)生時(shí)所產(chǎn)生的振動(dòng)信號(hào)，同時(shí)結(jié)合鋼包稱重裝置作為振動(dòng)檢測裝置的確認(rèn)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(shí)刻，在確保鋼水最大收得率的同時(shí)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(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0024]圖1是本實(shí)用新型實(shí)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(dòng)檢測裝置；6、鋼水；7、PCL數(shù)據(jù)采集卡；8、工控機(jī)；9、控制柜；10、保護(hù)渣；11、鋼渣；12、大包稱重信號(hào)；13、中間包稱重信號(hào)。

【具體實(shí)施方式】
[0027]如圖1所示，本實(shí)用新型實(shí)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(hù)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(dòng)檢測裝置5 ;所述大包I的支點(diǎn)處安裝有鋼包稱重裝置，所述鋼包稱重裝置和振動(dòng)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(jī)8和控制柜9。
[0028]所述振動(dòng)檢測裝置5為振動(dòng)式壓電加速度傳感器。所述大包I的下底端設(shè)有滑動(dòng)水口，所述滑動(dòng)水口下端裝有鋼包長水口 3。
[0029]所述振動(dòng)檢測裝置5在使用時(shí)需通冷卻空氣冷卻，所述PCL數(shù)據(jù)采集卡7采集振動(dòng)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(hào)12、中間包稱重信號(hào)的信號(hào)13，并送入工控機(jī)8內(nèi)進(jìn)行預(yù)處理和特征識(shí)別，預(yù)處理和特征識(shí)別步驟具體包括:對(duì)振動(dòng)加速度信號(hào)分別進(jìn)行放大、濾波、采樣和A/D轉(zhuǎn)換處理后生成采樣信號(hào)，對(duì)采樣信號(hào)進(jìn)行小波包分析，判斷是否下渣。當(dāng)小波分析為下渣時(shí)，且鋼包稱重裝置的信號(hào)出現(xiàn)下渣特征時(shí)，工控機(jī)8控制控制柜9報(bào)警，然后由現(xiàn)場操作人員根據(jù)報(bào)警信號(hào)直接開/關(guān)滑動(dòng)水口。
[0030]本實(shí)用新型不局限于上述最佳實(shí)施方式，任何人在本實(shí)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(qǐng)相同或相近似的技術(shù)方案，均落在本實(shí)用新型的保護(hù)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(dòng)檢測裝置(5);所述大包(I)的支點(diǎn)處安裝有鋼包稱重裝置，所述鋼包稱重裝置和振動(dòng)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(jī)(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(dòng)檢測裝置(5)為振動(dòng)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(dòng)水口，所述滑動(dòng)水口下端裝有鋼包長水口( 3 )。
【文檔編號(hào)】B22D11/18GK204035492SQ201420397829
【公開日】2014年12月24日 申請(qǐng)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(qǐng)人:麥格瑞冶金工程技術(shù)（北京）有限公司