CN102589727A

CN102589727A - 基于ccd的钢水温度实时在线检测系统

Info

Publication number: CN102589727A
Application number: CN2012100565968A
Authority: CN
Inventors: 杨友良; 景会成; 马翠红
Original assignee: TANGSHAN SOFT ELECTRONIC INFORMATION ENGINEERING Co Ltd
Current assignee: TANGSHAN SOFT ELECTRONIC INFORMATION ENGINEERING Co Ltd
Priority date: 2012-03-06
Filing date: 2012-03-06
Publication date: 2012-07-18

Abstract

本发明涉及熔融金属在线测温系统，具体是一种基于CCD的钢水温度实时在线检测系统，用于转炉钢水在线温度检测以及辅助炼钢终点判断。包括氧枪、CCD内窥探头、图像采集卡及对图像进行分析、处理的计算机，所述氧枪枪身在其氧气通道内设置有作为信号线缆通道的中心管，所述中心管内靠近喷头部位装有CCD内窥探头，所述氧枪的多孔喷头在其中心位置嵌入有耐高温高压透镜，所述耐高温高压透镜外周缘设置有与氧气通道连通的冷却、保护透镜的侧吹扫孔。与传统转炉钢水测温相比，本发明实现了钢水冶炼过程的全程在线实时连续测温，解决了现有钢水连续测温装置因时间响应缓慢，无法实现真正意义上的实时测温问题，并可实现可视化炼钢。

Description

基于CCD的钢水温度实时在线检测系统

技术领域:

本发明涉及熔融金属在线测温系统，具体是一种基于CCD的钢水温度实时在线检测系统，用于转炉钢水在线温度检测以及辅助炼钢终点判断。

背景技术：

转炉炼钢过程钢水的温度检测及控制是保证冶炼钢水质量的一个重要条件。目前，在钢水测温领域研究和开发的测温方法有：倒炉测温，副枪测温，热电偶连续测温，红外连续测温，黑体空腔辐射测温，浸入式光纤连续测温。但目前已投入工业应用、技术上比较成熟的连续测温装置只有两种类型，即红外连续测温装置和热电偶连续测温装置。两种装置都需要利用插入钢水的单端盲头空腔管获取钢水温度，所用的空腔管都采用几乎一致的多层嵌套结构。正是由于空腔管的多层嵌套结构，使得其整体导热性能低下，导致温度时间响应缓慢、动态测量精度差，无法实现真正意义上的钢水温度的实时测量。此外，还存在可靠性差的问题。

正是由于以上缺陷，导致了“钢水连续测温装置”难以得到大面积的推广。目前，国内仅在对钢水纯净度要求很高的特钢生产领域应用较多。

发明内容：

本发明旨在解决现有钢水连续测温装置存在的上述问题，而提供一种基于CCD的钢水温度实时在线检测系统，以实现在炼钢过程中对钢水温度连续检测。

本发明采用的技术方案是：

一种基于CCD的钢水温度实时在线检测系统，包括氧枪、CCD内窥探头、图像采集卡及对图像进行分析、处理的计算机，所述氧枪枪身在其氧气通道内设置有作为信号线缆通道的中心管，所述中心管内靠近喷头部位装有CCD内窥探头，所述氧枪的多孔喷头在其中心位置嵌入有耐高温高压透镜，所述耐高温高压透镜外周缘设置有与氧气通道连通的冷却、保护透镜的侧吹扫孔。

更进一步，所述氧枪枪身由四层同心无缝钢管构成，中心管与二层管环隙为氧气通道，二、三层间隙及三、四层间隙为冷却水进、出通道。

本发明这样的系统结构，其带透镜的氧枪喷头能够在转炉现场环境中通过透镜将钢水界面信息传送给枪身内的CCD内窥探头，亦即氧枪除了能够完成正常的炼钢过程的吹氧或氮气喷溅外，还能通过其内置CCD内窥探头完成对钢水液面图像的采集。而由图像采集卡及计算机组成的信号处理系统则完成对图像的分析、处理，进而完成对钢水液面的温度检测。

与现有技术相比，本发明的突出效果是：

①实现了钢水冶炼过程的全程在线实时连续测温。解决了现有钢水连续测温装置因时间响应缓慢，无法实现真正意义上的实时测温问题。

②进行测温的同时可实现可视化炼钢。解决了现有钢水连续测温装置因缺乏完善的信息平台，不利于“测温自动控制”的实现，不利于过程控制及工艺的改善，不利于现场管理等问题。

③动态测量精度高，运行可靠，能准确反映当前的钢水温度值。

附图说明：

图1为本发明系统结构示意图。

图2为本发明实施例氧枪枪身部分剖视图。

图3为本发明实施例氧枪喷头部分剖面图。

图4为本发明实施例氧枪喷头俯视图。

图中：1-氧枪枪身，2-多孔喷头，3-信号处理系统，4-信号线缆通道，5-氧气（或氮气）通道，6-冷却水进水通道，7-冷却水出水通道，8-CCD内窥探头，9-耐高温高压透镜，10-侧向吹扫孔，11-氧气喷孔。

具体实施方式：

以下结合实施例详述本发明。

如图1所示，这种基于CCD的钢水温度实时在线检测系统由带内窥功能的氧枪枪身1、带透镜的多孔喷头2和信号处理系统3三部分组成。

参见图2、图3、图4，氧枪枪身1由四层同心无缝钢管构成，中心管为信号线缆通道4，中心管与二层管环隙为氧气（或氮气）通道5，二、三层管间隙为冷却水进水通道6，三、四层管间隙为冷却水出水通道7。中心管内靠近多孔喷头2部位装有CCD内窥探头8，该多孔喷头2在其中心位置嵌入有耐高温高压透镜9，该耐高温高压透镜9外周缘设置有与氧气（或氮气）通道连通的冷却、保护透镜的侧向吹扫孔10。

本系统工作时，高压氧气通过多孔喷头2按设计角度喷出进行氧气吹炼，其中一部分高压氧气由侧向吹扫孔10喷出，以冷却中心处的耐高温高压透镜9（该耐高温高压透镜9可承受 ≤2150℃高温和≤600MPa的压力），并保护透镜不被粉尘污染及钢水、渣的喷溅。同时高压氧气吹开渣面及钢水，在各吹氧点露出马蹄形坑，装设在氧枪枪身1内的CCD内窥探头8真实记录经过该耐高温高压透镜9进入的各吹氧点的图像信息即钢水液面的实时光线。图像信息经信号线缆传输至信号处理系统3，由信号处理系统3中的图像采集卡将CCD内窥探头8采集的模拟信号转换为数字信号，并送入计算机进行处理，计算机接收由图像采集卡转换后的信号，可进行灰度、比色、多色测温处理，以获得钢水实时温度。吹炼完成时，氧枪上提至炉口处时停氧气（或氮气），完成吹炼的同时完成对枪头的冷却及保护。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的结构作任何形式上的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明的技术方案范围。

Claims

1.一种基于CCD的钢水温度实时在线检测系统，包括氧枪、CCD内窥探头、图像采集卡及对图像进行分析、处理的计算机，其特征在于，所述氧枪枪身在其氧气通道内设置有作为信号线缆通道的中心管，所述中心管内靠近喷头部位装有CCD内窥探头，所述氧枪的多孔喷头在其中心位置嵌入有耐高温高压透镜，所述耐高温高压透镜外周缘设置有与氧气通道连通的冷却、保护透镜的侧向吹扫孔。

2.如权利要求1所述的基于CCD的钢水温度实时在线检测系统，其特征在于，所述氧枪枪身由四层同心无缝钢管构成，中心管与二层管环隙为氧气通道，二、三层间隙及三、四层间隙为冷却水进、出通道。