CN103981334A - 一种kr法炼钢脱硫钢水液面检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种KR法炼钢脱硫钢水液面检测系统，包括钢结构支架，所述钢结构支架上设置卷扬机设备和卷扬升降轨道，卷扬升降轨道上设置卷扬小车，卷扬小车上设置搅拌头，卷扬机设备的卷扬钢丝绳与卷扬小车相连，卷扬钢丝绳上设置拉力传感器，卷扬机设备的减速机输出轴上设置定位编码器，拉力传感器和定位编码器通过数据线分别与PLC控制器相连。本发明根据KR法搅拌设备在匀速升降过程中拉力传感器的拉力变化定性检测搅拌头是否插入钢水液面，可准确检测钢水液面的实际高度，并将高度数据反馈到脱硫自动控制系统中参与脱硫控制，从而精确控制搅拌头插入深度，优化脱硫动力学性能，提高脱硫效率。

Description

一种KR法炼钢脱硫钢水液面检测系统

技术领域

本发明属于钢铁冶金领域，特别涉及一种KR法炼钢脱硫钢水液面检测系统。

背景技术

KR搅拌脱硫工艺是将浇注耐火材料形成的搅拌头，经烘烤后插入定量的钢水包中旋转，使铁水产生漩涡，然后向铁水漩涡区投入定量的脱硫剂，使脱硫剂和铁水中硫在不断搅拌的漩涡中发生脱硫反应。搅拌脱硫工艺最大的特点是具有极好的脱硫动力学条件，脱硫效率高。

为了达到最好的脱硫动力学条件和脱硫效果，搅拌头插入铁水罐中钢水液面的深度有很高的要求，因此检测炼钢生产过程中实际钢水液面高度很重要，而传统的接触式和非接触式检测设备都有局限性，主要存在的问题是：接触式的检测设备如重锤等因受钢水高温(通常在1400度左右)的影响，检测设备本身故障率高、检修困难、维护成本高、误差大；非接触式的检测方法如超声波检测，因现场生产环节恶劣，仪表安装困难、维护难度大、抗干扰能力差，检测结果影响因素多，不稳定；另外，有的工业现场利用称重的方法通过理论计算来推算出钢水液面的高度，此方法在钢包耐火材料没有消耗的情况下可以作为参考，在实际生产过程中，因为钢包数量较多，根据生产工艺不同及使用状况，损耗情况根本无法统计，通过称重的方法计算出来的高度误差很大。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种钢铁冶金KR法炼钢脱硫钢水液面检测系统，通过该系统准确检测钢水液面的实际高度。

为了实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：

一种KR法炼钢脱硫钢水液面检测系统，包括钢结构支架、卷扬机设备、卷扬升降轨道、卷扬小车、搅拌头、拉力传感器、定位编码器和PLC控制器；所述钢结构支架上设置卷扬机设备和卷扬升降轨道，卷扬升降轨道上设置卷扬小车，卷扬小车上设置搅拌头，卷扬机设备的卷扬钢丝绳与卷扬小车相连，卷扬钢丝绳上设置拉力传感器，卷扬机设备的减速机输出轴上设置定位编码器，拉力传感器和定位编码器通过数据线分别与PLC控制器相连。

本发明中，优选的，所述搅拌头包括搅拌头本体、搅拌杆和进气管道，搅拌头本体内部开设有空腔，搅拌杆一端伸入空腔内并固定，搅拌杆内套设进气管道，进气管道与搅拌杆之间留有间隙。

有益效果：通过在卷扬机设备的钢丝绳上安装拉力传感器测量钢丝绳拉力的变化，在卷扬机设备的减速机输出轴上安装定位编码器检测搅拌头的位置，根据KR法搅拌设备在匀速升降过程中拉力传感器的拉力变化定性检测搅拌头是否插入钢水液面，可准确检测钢水液面的实际高度，并将高度数据反馈到脱硫自动控制系统中参与脱硫控制，从而精确控制搅拌头插入深度，优化脱硫动力学性能，提高脱硫效率。

附图说明

图1为本发明KR法炼钢脱硫钢水液面检测系统布置示意图；

图2为本发明中搅拌头的结构示意图。

图中：1-钢结构支架；2-卷扬机设备；3-卷扬升降轨道；4-卷扬小车；5-搅拌头；51-搅拌头本体；52-搅拌杆；53-进气管道；54-空腔；55-间隙；6-拉力传感器；7-钢水包。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明做更进一步的解释。

如图1所示，本发明的KR法炼钢脱硫钢水液面检测系统包括钢结构支架1、卷扬机设备2、卷扬升降轨道3、卷扬小车4、搅拌头5、拉力传感器6、定位编码器和PLC控制器。卷扬机设备2固定在钢结构支架1一侧的顶部平台上，卷扬升降轨道3固定在钢结构支架1中部，卷扬升降轨道3上安装有可沿卷扬升降轨道3上下移动的卷扬小车4，卷扬小车4底部安装有搅拌头5。卷扬机设备2的卷扬钢丝绳与卷扬小车4顶部相连，通过卷扬钢丝绳驱动卷扬小车4带动搅拌头5升降，卷扬钢丝绳上设置拉力传感器6，卷扬钢丝绳的拉力通过拉力传感器6检测，卷扬机设备2的减速机输出轴上设置定位编码器，通过定位编码器记录搅拌头5的高度位置并根据卷扬钢丝绳的拉力自动检测分析钢水包7内钢水的液面位置。

如图2所示，所述搅拌头5包括搅拌头本体51、搅拌杆52和进气管道53，搅拌头本体51内部开设有空腔54，搅拌杆52一端伸入空腔54内并固定，搅拌杆52内套设进气管道53，进气管道53与搅拌杆52之间留有间隙55。搅拌头5工作时，搅拌头本体51在搅拌杆52带动下旋转使铁水产生漩涡，在脱硫搅拌过程中，搅拌头本体51温度会逐渐升高，为了提高搅拌头5的寿命，需要搅拌头本体51进行冷却。本实施例中，搅拌杆52内套设有进气管道53，通过向进气管道53通入压缩空气，压缩空气经进气管道53进入搅拌头本体51内部，再由进气管道53与搅拌杆52之间的间隙55流出，从而实现压缩空气在搅拌头本体51内部的流通，实现冷却作用。

本发明的KR法炼钢脱硫钢水液面检测系统的钢水液面高度检测方法：通过卷扬机设备2驱动卷扬小车4带动搅拌头5由初始位置匀速升降，因为卷扬小车4与卷扬升降轨道3的升降阻力一定，卷扬小车4相当于是一个悬空的电子称，在卷扬小车4下降过程中，拉力传感器6和定位编码器分别将拉力传感器6的拉力值数据和搅拌头5的高度位置数据实时传输到PLC控制器；由于搅拌头5是由耐火材料浇注形成，耐火材料根据原材料及含量的不同，通常密度为：1.8～3.0k g/cm3，而钢水的密度是：固态高温(1200℃以上)为7.4kg/cm3；液态高温(1600℃以上)为7.0kg/cm3，所以容易得出，一旦搅拌头5部分或全部插入钢水液面以下，钢水会对搅拌头5会产生一个很明显的向上的浮力，从而减少卷扬钢丝绳上拉力传感器的拉力值数据，当PLC控制器在检测到拉力传感器6的拉力值数据明显变化时，记录下定位编码器传送的搅拌头5高度位置数据，即可得出钢水包7内钢水液面的实际高度。检测系统再将钢水液面数据传到脱硫自动化控制系统中，通过自动化控制系统计算搅拌头插入铁水罐中钢水液面的深度，以达到脱硫最佳动力学性能，提高脱硫效率。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种KR法炼钢脱硫钢水液面检测系统，其特征在于：包括钢结构支架(1)、卷扬机设备(2)、卷扬升降轨道(3)、卷扬小车(4)、搅拌头(5)、拉力传感器(6)、定位编码器和PLC控制器；所述钢结构支架(1)上设置卷扬机设备(2)和卷扬升降轨道(3)，卷扬升降轨道(3)上设置卷扬小车(4)，卷扬小车(4)上设置搅拌头(5)，卷扬机设备(2)的卷扬钢丝绳与卷扬小车(4)相连，卷扬钢丝绳上设置拉力传感器(6)，卷扬机设备(2)的减速机输出轴上设置定位编码器，拉力传感器(6)和定位编码器通过数据线分别与PLC控制器相连。

2.根据权利要求1所述的一种KR法炼钢脱硫钢水液面检测系统，其特征在于：所述搅拌头(5)包括搅拌头本体(51)、搅拌杆(52)和进气管道(53)，搅拌头本体(51)内部开设有空腔(54)，搅拌杆(52)一端伸入空腔(54)内并固定，搅拌杆(52)内套设进气管道(53)，进气管道(53)与搅拌杆(52)之间留有间隙(55)。