CN204035492U - 一种钢包下渣的检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种钢包下渣的检测装置，包括大包和中间包，所述大包位于中间包的上方，所述大包和中间包通过钢包长水口相连通，所述钢包长水口连接有操作臂，所述操作臂上设有振动检测装置；所述大包的支点处安装有钢包称重装置，所述钢包称重装置和振动检测装置均与PCL数据采集卡连接，所述PCL数据采集卡连接有工控机和控制柜。本实用新型有益效果：通过振动检测装置检测涡流卷渣和大包下渣发生时产生的振动信号，同时结合钢包称重装置作为振动检测装置的确认信息和调试依据，精确检测卷渣涡流和下渣发生时，确保钢水最大收得率同时阻止钢渣混同钢水一起流出，大大提高炼钢效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种钢包下渣的检测装置。
背景技术
在连铸生产过程中，钢水从大包流入中间包，再经中间包出水口进入结晶器，冷却后凝固成各种截面的铸坯。渣层对大包及中间包钢水有保温防氧化作用，然而当中间包渣层过厚则会导致钢水污染，增加中间包耐火材料侵蚀并增加中间包残余渣层厚度。因此，控制大包中的钢渣量对提高铸坯质量、增加连铸批次有着非常重要的意义。
目前，已有多种下渣的检测方法，如振动检测、红外技术、电磁感应、钢包称重、超声波等。
基于红外技术的钢渣检测系统，其利用钢水和钢渣在红外线波长范围内释放的辐射密度来区别钢水和钢渣。由于检测中钢流不能被遮挡，如果用于大包到中间包的下渣检测，则必须除去长水口，而这样就会引起钢水的二次氧化，目前一般不用于大包的下渣检测，主要应用于转炉出钢口到钢包的下渣检测。
电磁感应式下渣检测系统，其利用钢水与钢渣的磁导率不同来进行检测，国外已有多家炼钢厂采用该系统，并获得较好的冶金效果和经济效益。但由于这类系统要对大包进行改造，在大包底部埋入线圈，改造费用昂贵；而且由于工作环境较高，线圈很容易损坏，平均每个月就要对所用大包底部的线圈、传感器进行更换，维护成本高。
钢包称重自动检测方法依据钢水浇铸后期钢包与钢水的总重量随时间的变化率基本恒定，由于钢渣的比重只有钢水的1/3，一旦有钢渣出现，单位时间内的总重量随时间的变化率将明显减小。该方法由于受称量精度等实际条件的制约，检测准确性很低，目前只作为一种辅助检测手段。
超声波检测法利用大包注流中有钢渣和无钢渣时超声波发出信号和反射信号之间的差别来实现对钢渣的检测。由于超声波探头的工作环境温度高达1500度左右，工作环境比较恶劣，目前还没有进入实用阶段。
振动检测方法最初实践来源于钢水浇铸现场。在连铸过程中，经验丰富的操作工可以根据浇铸末期所感受到的大包长水口操作臂振动的变化而先于视觉判断出由大包进入中间包的钢渣量。大量的现场经验也证明了大包操作臂的振动与钢包长水口内流动的钢水中含渣量密切相关。
事实上，在钢水从大包流入到中间包的过程中，钢包长水口和与之相连的操作臂会产生较强的振动，水口开度越大，钢水流量越大，振动就越剧烈，而钢渣比重大约是钢水的三分之一，因此，由钢渣流动与钢水流动引起的振动必然有差异。因此，理论上通过监测操作臂的振动可以间接检测钢包长水口内钢水流动状态的变化情况。
但是，连铸浇铸过程中的振动情况是比较复杂的，影响操作臂振动的几个主要因素有:
一、在浇注过程中，要求中间包的钢水量基本稳定，钢水液面不能太高，也不能太低。这就要求操作工要根据中间包内的钢水量来调节钢包滑动水口的开度，当中间包液面高时，就要将滑动水口的开度调小;而当中间包液面降低时，就要将开度调大。这就使钢包长水口内的钢流的状态随之变化，这种变化也反映到操作臂的振动上，振动随着滑动水口开度的增大而增大。
二、在大包浇注的末期，大包回转台上会放置另一包冶炼好的钢水，前一包钢水浇注完后，这一包钢水就会接着浇注。而这个放大包的过程，就对整个大包回转台带来冲击。这个冲击同时也造成了操作臂的振动冲击。
三、大包下渣检测过程中，操作工对滑板的动作很频繁，每次动作都将影响操作臂的振动且维持一段时间，如果此时正值下渣，有用信号将被掩埋，影响下渣判断。
四、现场操作臂刚度大、重量重、固定于中间包车上，长水口钢流引起的振动传递到操作臂上的传感器时，会发生一定的衰减。
五、在连铸车间，还有一些环境振动、人为振动和噪声，如电弧炉冶炼时的噪声、连铸车间钢架的振动、中包台上人的行走振动等，这些振动或噪声都会对有用信号的提取造成影响。
由此可见，将传感器直接安装在机械臂上的传统的振动检测方法，使得传感器采集的信号中包含了大量与钢流振动特征无关的信息，信号的信噪比非常低，有用信号掩埋在大量无用信号中，振动幅度非常小。对这样的信号进行时域分析、频域分析、倒频域分析、统计分析等，并经神经网络判断，误报漏报率很高。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种钢包下渣的检测装置，以克服现有技术存在的上述不足。
本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现：
一种钢包下渣的检测装置，包括大包和中间包，所述大包位于中间包的上方，所述大包和中间包通过钢包长水口相连通，所述钢包长水口连接有操作臂，所述操作臂上设有振动检测装置；所述大包的支点处安装有钢包称重装置，所述钢包称重装置和振动检测装置均与PCL数据采集卡连接，所述PCL数据采集卡连接有工控机和控制柜。
进一步的，所述振动检测装置为振动式压电加速度传感器。
进一步的，所述大包的下底端设有滑动水口，所述滑动水口下端装有钢包长水口。
本实用新型的有益效果为：本实用新型所述的钢水下渣的检测装置通过振动检测装置检测涡流卷渣和大包下渣发生时所产生的振动信号，同时结合钢包称重装置作为振动检测装置的确认信息和调试依据，从而精确地检测到卷渣涡流和下渣的发生时刻，在确保钢水最大收得率的同时阻止钢渣混同钢水一起流出，大大提高了炼钢效果。
附图说明
下面根据附图对本实用新型作进一步详细说明。
图1是本实用新型实施例所述的钢水下渣的检测装置的结构示意图。
图中：
1、大包；2、中间包；3、钢包长水口；4、操作臂；5、振动检测装置；6、钢水；7、PCL数据采集卡；8、工控机；9、控制柜；10、保护渣；11、钢渣；12、大包称重信号；13、中间包称重信号。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型实施例所述的一种钢包下渣的检测装置，包括大包1和中间包2，所述大包1位于中间包2的上方，所述中间包2上分散有若干保护渣10，所述大包1和中间包2通过钢包长水口3相连通，所述钢包长水口3连接有操作臂4，所述操作臂4上设有振动检测装置5；所述大包1的支点处安装有钢包称重装置，所述钢包称重装置和振动检测装置5均与PCL数据采集卡7连接，所述PCL数据采集卡7连接有工控机8和控制柜9。
所述振动检测装置5为振动式压电加速度传感器。所述大包1的下底端设有滑动水口，所述滑动水口下端装有钢包长水口3。
所述振动检测装置5在使用时需通冷却空气冷却，所述PCL数据采集卡7采集振动式压电加速度传感器和钢包称重装置检测到大包称重信号12、中间包称重信号的信号13，并送入工控机8内进行预处理和特征识别，预处理和特征识别步骤具体包括：对振动加速度信号分别进行放大、滤波、采样和A/D转换处理后生成采样信号，对采样信号进行小波包分析，判断是否下渣。当小波分析为下渣时，且钢包称重装置的信号出现下渣特征时，工控机8控制控制柜9报警，然后由现场操作人员根据报警信号直接开/关滑动水口。
本实用新型不局限于上述最佳实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种钢包下渣的检测装置，包括大包（1）和中间包（2），所述大包（1）位于中间包（2）的上方，其特征在于：所述大包（1）和中间包（2）通过钢包长水口（3）相连通，所述钢包长水口（3）连接有操作臂（4），所述操作臂（4）上设有振动检测装置（5）；所述大包（1）的支点处安装有钢包称重装置，所述钢包称重装置和振动检测装置（5）均与PCL数据采集卡（7）连接，所述PCL数据采集卡（7）连接有工控机（8）和控制柜（9）。
2.根据权利要求1所述的钢包下渣的检测装置，其 特征在于：所述振动检测装置（5）为振动式压电加速度传感器。
3.根据权利要求2所述的钢包下渣的检测装置，其特征在于：所述大包（1）的下底端设有滑动水口，所述滑动水口下端装有钢包长水口（3）。
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