CN105382216A - 一种连铸中间包在线红外测温预警系统以及预警方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种连铸中间包在线红外测温预警系统以及预警方法，所述测温预警系统包括若干个测温元件、信号处理装置和预警系统，所述测温元件和所述信号处理装置相连，所述信号处理装置接受测温元件的输入将其转化为温度信号，所述预警系统根据测温元件传入的温度和所述信号处理装置内置的数据核算对比得到的温度信号进行预警。本发明通过测温预警系统能有效监控中间包包壳温度随工作衬厚度减薄之间的变化，做到提前预警，提高中间包使用的安全性，保证人员、设备财产安全。

Description

一种连铸中间包在线红外测温预警系统以及预警方法

技术领域

本发明涉及温度监控领域，具体涉及连铸中间包在线测温预警系统以及预警方法。

背景技术

炼钢厂连铸中间包通常是由包壳、永久层浇注料和工作层组成，在连铸浇钢过程中，一旦耐火材料质量出现问题或者人为操作疏忽，就可能造成穿包的危险，将对人身及设备安全构成极大危害，造成严重的财产损失。

发明人通过长期对下包后的中间包数据统计发现，中间包工作衬出现问题最多的集中在包底冲击区，及浇注中心位置四周的渣线位置，为避免事故的出现，目前常规方式是采用人工定时测温，即每间隔一段时间对这些部位监测，当达到规定的温度上限后下包。或者如专利文献CN201755633U和CN203401051U公开的中间包事故预警、测温装置，其采用在包壳或者在永久层上钻有一定数量的测温孔，将热电偶安设其中，然后连接报警仪。但是这些都存在操作复杂、难于布置、监测点固定、局限性大和精准度不高等问题，而且对包体破坏，极易造成从此处漏钢的危险，造成更大的危险。因此有必要提供一种连铸中间包在线测温预警系统，其应当可以避免前述的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可视化精度高、易于现场布置管理，并能够全方位多点监控中间包在线红外测温预警系统。

为了实现上述目的，本发明提供了一种测温预警系统，所述测温预警系统包括若干个测温元件、信号处理装置和预警系统，所述测温元件和所述信号处理装置相连，所述信号处理装置接受测温元件的输入将其转化为温度信号，所述预警系统根据测温元件传入的温度和所述信号处理装置内置的数据核算对比得到的温度信号进行预警。

优选的，所述测温元件设置于距离连铸中间包待测量位置2-4m处。

更优选的，所述测温元件设置于距离连铸中间包待测量位置2-3或3-4m处。

优选的，所述测温元件为红外线测温传感器，所述红外线测温传感器耐受温度为600摄氏度。

优选的，所述信号处理装置内置的数据包括中间包危险集中的部位和中间包包壳温度和耐火材料侵蚀速率的斜率关系。

优选的，所述装置还包括显示器，所述显示器接受温度信号的输出。

在本发明的一个实施例内，所述测温预警装置是将红外测温传感器用导线连接于西门子S7200PLC可编程控制器模拟量输入端，通过西门子S7200PLC编程运算、比较、输出控制报警器，PLC通过组态王软件编程在电脑终端上显示。

本发明还提供了一种红外线测温预警的方法，包括：

1)对中间包包壳因温度过高下包的情况进行统计，得到包底危险集中部位，以及相应部位处耐火材料的侵蚀速率和温度的比例关系；

在本发明的一个实施例内，对中间包包壳因温度过高下包进行大量数据统计，如图3所示，可以看出主要集中在包底、渣线部位，并根据容易出现危险集中的部位，对残余厚度及下包温度进行统计，可以看出下包温度与残余厚度成反比，从而计算出耐火材料的侵蚀速率和温度的比例关系。

2)在离包底危险集中部位相应的位置3-4m处设置红外线温度传感器，并采集温度，根据温度上升的速率和耐火材料侵蚀速率的斜率关系得到耐火材料的侵蚀速度，并根据斜率关系得到耐火材料的侵蚀速度进行预警。

例如，当升温速度与侵蚀速度大于此斜率时，表示局部侵蚀过快，可能存在异常，此时对中间包温度进行预警。

本发明具有如下的优点：

1、本发明采用的红外线测温传感器可以实现多点测温，精度高，并且不受固定点的限制及环境因素等影响。

2、本发明的系统方便架设，可移动，监测位置更全面，可重点部位重点监测，并实现人机交互界面，操作更加方便。

3、本发明的系统对包壳无伤害，由于红外远程测温，易于现场管理。

4、本发明的系统可以实现全电脑自动核算、对比温度上升与耐火材料侵蚀速率的关系，实现精准预警。

附图说明

图1为模拟量、数字量和温度的关系图。

图2为本发明连铸中间包在线红外测温预警系统示意图。

图3为残余厚度与下包温度比例关系。

具体实施方式

如下为本发明的实施例，其仅用作对于本发明的解释而并非限制。

参见图2，本发明的测温预警系统包括测温元件、信号处理装置和预警系统，所述测温元件和所述信号处理装置相连，所述信号处理装置接受测温元件的输入并将其转化为温度信号，所述预警系统根据处理得到的温度信号进行预警；所述测温元件设置于距离连铸中间包待测量位置2-3m处，所述测温元件可以选择红外线测温传感器，所述红外线测温传感器耐受温度为600摄氏度。

上述的2-3m也可以更改为3-4m，

所述装置还包括显示器，所述显示器接受温度信号的输出。

所述预警系统通过继电器接电铃或报警器。

在如下的实施例内，测温预警装置是将红外测温传感器用导线连接于西门子S7200PLC可编程控制器模拟量输入端，通过西门子S7200PLC编程运算、比较、输出控制报警器，PLC通过组态王软件编程在电脑终端上显示。

本发明采用如下的技术方案进行中间包的测温和预警：

首先对中间包耐火材料进行数据统计，确定中间包包壳容易出现危险集中的部位。参见表1和表2，统计2013年—2015年6月份得到的危险集中的部位以及相应部位的残留厚度和下包温度的关系

表1、因温度过高部位下包统计表

	2013年	2014年	2015年6月
				下包个数	1609	1512	767
包底位置下包	923	905	537
				渣线位置下包	421	396	142
其他位置下包	265	211	88

表2、残余厚度与下包温度统计表

根据对相应位置对用后的中间包耐火材料残余厚度进行测量统计，可以计算出耐火材料侵蚀速率与温度的对比，绘制出相应的比例关系，该比例关系见图3。

前述的温度传感器为线性元件，可以根据需要把温度传感器测的模拟量转化成数字量，通过PLC运算再把数字量转化成外界所观察到的温度。参见图1，如4mA对应的温度和相应的数字量分别为0℃和6400，20mA对应的温度和相应的数字量分别为500℃和32000，则相应的温度的计算方法则为：

$\frac{T-0}{500-0}=\frac{D-6400}{32000-6400}$

所述信号处理装置和预警系统按如下的方式编程：

网络1-网络3中包括12个传感器，共36个程序。其中一个传感器的程序以及网络4所列出为使预警系统在超过300℃开始报警的程序。I0.0为上电运行，Q0.0为报警输出，I0.1为手动解除报警，M0.0为在电脑终端通过人机界面接触警报。

编程完毕后，进入电脑硬件组态编程，通过调整自定义变量，输入相关温度范围及相关参数即可在电脑屏幕实现人机交互界面。

使用时，将红外测温传感器架设在距离被测包壳位置2—3米处，用导线连接设在主控室的报警仪及电脑，当温度上升速率与耐火材料侵蚀速率的比值高于设定值时，电脑屏幕立即显示，报警器发出报警信息。

Claims (6)

1.一种连铸中间包在线红外测温预警系统，其特征在于，所述测温预警系统包括若干个测温元件、信号处理装置和预警系统，所述测温元件和所述信号处理装置相连，所述信号处理装置接受测温元件的输入将其转化为温度信号，所述预警系统根据测温元件传入的温度和所述信号处理装置内置的数据核算对比得到的温度信号进行预警。

2.根据权利要求1所述的测温预警系统，其特征在于，所述测温元件设置于距离连铸中间包待测量位置2-3m处。

3.根据权利要求1或2所述的测温预警系统，其特征在于，所述测温元件为红外线测温传感器，所述红外线测温传感器耐受温度为600摄氏度。

4.根据权利要求1或2所述的测温预警系统，其特征在于，所述信号处理装置内置的数据包括中间包危险集中的部位和中间包包壳温度和耐火材料侵蚀速率的斜率关系。

5.根据权利要求1或2所述的测温预警系统，其特征在于，所述装置还包括显示器，所述显示器接受温度信号的输出。

6.根据权利要求1-5任一所述装置进行连铸中间包测温预警的方法，包括：

1)对中间包包壳因温度过高下包的情况进行统计，得到包底危险集中部位，以及相应部位处耐火材料的侵蚀速率和温度的比例关系；

2)在离包底危险集中部位相应的位置处设置红外线温度传感器，并采集温度，根据温度上升的速率和耐火材料侵蚀速率的斜率关系得到耐火材料的侵蚀速度，并根据侵蚀速度进行预警。