CN205188338U - 转炉出钢下渣控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种转炉出钢下渣控制系统，包括设置在转炉出钢作业现场的红外摄像仪、第一视频光端机、PLC控制器、倾角传感器、挡渣闸阀、与挡渣闸阀相配合的闸阀驱动装置，设置在中控室的第二视频光端机、扩展插槽安装有视频采集卡的工控机，与工控机通过显示接口连接的显示器；红外摄像仪电连接第一视频光端机，第一视频光端机光纤连接第二视频光端机，第二视频光端机的视频信号输出接口连接视频采集卡的视频信号输入接口；工控机电连接PLC控制器，PLC控制器电连接闸阀驱动装置，挡渣闸阀设置在转炉出钢口；倾角传感器设置在转炉炉体外，倾角传感器连接工控机；本实用新型能根据转炉出钢所处阶段进行下渣控制。

Description

转炉出钢下渣控制系统

技术领域

本实用新型涉及冶金加工处理设备技术领域，具体涉及一种转炉出钢下渣控制系统。

背景技术

在转炉炼钢过程中，钢渣浮在钢水上面。转炉出钢，是通过作业人员逐步改变转炉倾角来实现转炉中的钢水的逐步排出。转炉出钢过程中，当大部分钢水排出后，钢水会在转炉的出钢口产生较强的涡流，该涡流会将浮在钢水表面的钢渣带出，钢渣流出会影响到出钢钢水的纯净度，多后续钢水精炼带来困难，或者造成浇铸钢件的性能下降。因此转炉出钢时，需要将挡在转炉内，控制出钢钢水中的下渣量。

现有的转炉出钢下渣量控制，主要通过作业人员的人工操作来控制，即在转炉出钢后期，作业人员根据钢水中的出渣情况，在出钢口添加挡渣球或者挡渣塞来控制出钢钢水中的下渣量。通过人眼判断钢水中出渣量，存在时滞性大，主观性强，存在较大不确定性。

流出钢水中含有的钢渣，其中，有15％是在出钢开始阶段流出的，有65％是被出钢口产生的涡流带出的，有20％是在出钢结束阶段流出的。因此，要有效控制出钢钢水中的流出钢渣量，需要及时掌握转炉出钢的各个阶段，针对所处阶段采取有效的挡渣方案，从而最大可能地降低出钢钢水中的钢渣量。

现有的转炉出钢下渣量检测方法主要有电阻法、噪音法、光谱法、电磁法，其中电磁法是比较准确且进入产业实用的转炉出钢下渣量检测方法。但电磁法存在受转炉周边环境的影响较大、误报率较高、电磁设备维护不方便的技术问题。

出钢转炉中的钢渣阻挡有采用浮球或者浮镖来实现的，有采用滑动闸阀来实现的，还有采用气动挡渣来实现的。浮球或者浮镖阻挡出钢转炉中的钢渣流出，是通过人工或者专用设备，将浮球或者浮镖封堵器投入靠近出钢口的炉内来实现的，由于需要根据出钢口的下渣情况来确定是否向转炉中投入浮球或者浮镖，因此时效性较差，导致挡渣效果较差。滑动闸阀系统和气动挡渣系统存在维护复杂、易于损坏、使用寿命短、价格昂贵等缺点。

目前，较先进的转炉出钢下渣控制系统，主要采用电磁法结合滑动闸阀、气动或挡渣镖系统挡渣，但存在系统结构复杂、价格昂贵易于损坏等技术问题。

针对电磁法存在上述问题，在转炉炼钢技术领域，开始出现一种基于红外热图像检测的转炉出钢下渣量检测方法，该检测方法所使用的设备包括成像镜头朝向转炉出钢口设置的红外摄像仪，设置在作业现场中控室的工控机、与工控机连接的显示器，工控机的母版上插接有视频采集卡，工控机的操作系统上安装有红外图像分析处理系统、转炉设备控制系统、及设备运行状态监测系统；还包括设置在转炉出钢作业现场的具有PLC控制器的摇炉机，工控机电连接PLC控制器；转炉出钢时，红外摄像仪实时采集出钢口的钢水图像数据，并传输给工控机，工控机对出钢口的红外图像分析处理系统实时分析传来的现场视频图像数据，判断钢水中的钢渣含量，当钢水中的钢渣含量超过阈值，转炉设备控制系统向摇炉机的PLC控制器发送摇炉指令信号，摇炉机按照摇炉指令信号摇炉，从而实现转炉出钢钢水下渣控制。

如公开号为CN101818228A的中国专利文献，公开一种转炉出钢下渣的控制系统，包括转炉、钢包、操作台，控制系统中设有下渣检测系统和自动抬炉控制系统，下渣检测系统包括红外热成像探测系统、图像分析处理系统。红外热成像探测系统包括红外光学模块、探测器模块、高速视频数据采集模块。红外光学模块是在距钢包20m～30m处设置70mm长焦距镜头；控制系统设置主控机柜设备、摇炉机柜设备；主控机柜设备包括高性能工业计算机及数据传输系统；自动抬炉控制系统采用PLC控制系统；PLC控制系统设在摇炉机柜设备中；抬炉脉冲信号传送至PLC控制系统后，PLC控制系统输出转炉角度信号，进行快速摇炉，控制下渣。该红外成像检测转炉出钢下渣的控制系统，利用红外摄像仪进行炉渣检测，实时监测转炉出钢状况，检测出转炉下渣情况，以便及时判断、及时摇炉、及时加挡渣球，从而减少转炉出钢下渣量。但该方案完全依赖红外摄像仪采集到出钢口现场红外视频图像数据进行下渣控制，非根据转炉出钢处于的阶段，实行及时、有效、针对性强的下渣控制。

综上所述，现有的转炉出钢下渣控制，均没有根据转炉出钢所处阶段进行针对性的下渣控制。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能根据转炉出钢所处阶段进行下渣控制的转炉出钢下渣控制系统，从而进一步提高转炉出钢下渣控制的有效性，降低出钢钢水中钢渣含量。

本实用新型解决技术问题所采用的技术方案是：

转炉出钢下渣控制系统，包括设置在转炉出钢作业现场的红外摄像仪、第一视频光端机、PLC控制器、倾角传感器、挡渣闸阀、与挡渣闸阀相配合的闸阀驱动装置，设置在中控室的第二视频光端机、扩展插槽安装有视频采集卡的工控机，与工控机通过显示接口连接的显示器；红外摄像仪电连接第一视频光端机，第一视频光端机光纤连接第二视频光端机，第二视频光端机的视频信号输出接口连接视频采集卡的视频信号输入接口，红外摄像仪的成像信号入口朝向转炉出钢口；工控机具有网络接口，工控机通过网络接口网络连接PLC控制器，PLC控制器电连接闸阀驱动装置，挡渣闸阀设置在转炉出钢口；倾角传感器设置在转炉炉体外，倾角传感器的RS232接口连接工控机的RS232接口。

进一步，闸阀驱动装置为液压油缸。

进一步，第一视频光端机、第二视频光端机均为数字视频光端机。

进一步，转炉出钢下渣控制系统，还包括设置在转炉出钢作业现场的报警器，报警器电连接PLC控制器。

进一步，转炉出钢下渣控制系统，还包括设置在转炉出钢作业现场的控制按钮盒，控制按钮盒电连接闸阀驱动装置。

本实用新型的转炉出钢下渣控制系统适用于转炉出钢，也适用火法转炉冶金的金属液出液下渣的控制。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型的转炉出钢下渣控制系统，由于采用成像信号入口朝向转炉出钢口的红外摄像仪电连接第一视频光端机，第一视频光端机通过光纤连接第二视频光端机，第二视频光端机的视频信号输出接口连接工控机的视频采集卡的技术方案，其具有采用红外成像技术实时监看出钢口流出钢水中的钢渣情况，并及时、高保真地将实时现场情况转发，再对实时现场情况进行灰度分析，及时估算出钢水中的钢渣含量的技术作用，从而实现转炉出钢口流出钢水中的钢渣含量的实时有效监测、及时分析并发现流出钢水中的钢渣含量异常；由于采用工控机通过网络接口网络连接PLC控制器，PLC控制器电连接闸阀驱动装置，闸阀驱动装置联动配合设置在转炉出钢口的挡渣闸阀的技术方案，其具有在分析发现流出钢水中的钢渣含量异常后，在小于1秒的时间内关闭转炉出钢口的技术作用，从而实现在最短的时间内将钢渣封堵在转炉内，确保转炉下储钢水容器中的钢水保持很高的纯净度；由于采用设置在转炉炉体外的倾角传感器实时掌握转炉的倾动状态，结合出钢时间的掌握，及时通过倾动机构倾动转炉，使绝大多数时间，转炉内的钢水液面高于出钢口的上部，钢渣无法从出钢口流出，从而确保转炉下储钢水容器中的钢水保持很高的纯净度。

从整体上看，本实用新型的各组件在技术上相互关联，在功能上相互支持，在使用上相互配合，从而时间，出钢水前期、中期，转炉内的钢水液面高于出钢口的上部钢渣无法从出钢口流出，在出钢水末期能及时发现钢水中的钢渣含量异常，并在小于1秒的时间内关闭转炉出钢口，确保转炉下储钢水容器中的钢水保持很高的纯净度。也即本实用新型实现了对出钢前期、中期、后期钢水中的含渣量的全面、有效、及时控制，不论从挡渣成功率上来看，还是从挡渣效果，均远好于公开号为CN101818228A的中国专利文献所公开的技术方案。

2、本实用新型的转炉出钢下渣控制系统，由于采用液压油缸为闸阀驱动装置，从而进一步提高转炉出钢口关闭的有效性和及时性，相应减少流出钢水中的下渣量；由于第一视频光端机、第二视频光端机均为数字视频光端机，从而提高转炉出钢下渣量检测的及时性、有效性和准确性；由于采用与PLC控制器电连接的报警器来输出报警信号，从而进一步提高钢水中的钢渣含量异常处理的及时性；由于采用控制按钮盒作为备用的挡渣闸阀启闭控制装置，可以有效避免工控机出现故障的技术风险，还极大方便作业人员根据转炉炼钢的实际需要，及时启闭挡渣闸阀。

附图说明

图1为本实用新型的转炉出钢下渣控制系统的结构框图。

图2为具有报警器的本实用新型的转炉出钢下渣控制系统的结构框图。

图3为具有按钮控制盒的本实用新型的转炉出钢下渣控制系统的结构框图。

图4为具有报警器和按钮控制盒的本实用新型的转炉出钢下渣控制系统的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

如图1至图4所示所示，本实用新型的转炉出钢下渣控制系统，包括设置在转炉出钢作业现场的红外摄像仪、第一视频光端机、PLC控制器、倾角传感器、挡渣闸阀、与挡渣闸阀相配合的闸阀驱动装置，设置在中控室的第二视频光端机、扩展插槽安装有视频采集卡的工控机，与工控机通过显示接口连接的显示器；红外摄像仪电连接第一视频光端机，第一视频光端机光纤连接第二视频光端机，第二视频光端机的视频信号输出接口连接视频采集卡的视频信号输入接口，红外摄像仪的成像信号入口朝向转炉出钢口；工控机具有网络接口，工控机通过网络接口网络连接PLC控制器，PLC控制器电连接闸阀驱动装置，挡渣闸阀设置在转炉出钢口；倾角传感器设置在转炉炉体外，倾角传感器的RS232接口连接工控机的RS232接口；

本实用新型实施时，还包括转炉倾动机构，其用于实现兑铁水、加废钢、取样、出钢和倒渣等工艺操作。

本实用新型实施时，还包括运行在工控机操作软件平台上的视频图像采集处理系统、红外图像分析处理系统，转炉炼钢设备控制系统，转炉设备运行状态监测系统，上述软件系统均为现有技术，本实用新型不对它们进行创造性的改进。

如图1至图4所示所示，成像信号入口朝向转炉出钢口的红外摄像仪电连接第一视频光端机，第一视频光端机通过光纤连接第二视频光端机，第二视频光端机的视频信号输出接口连接工控机的视频采集卡。转炉出钢时，红外摄像仪将实时采集到的红外视频图像转发给第一视频光端机，第一视频光端机将红外视频图像电信号转换成光信号，经由第一视频光端机与第二视频光端机构成的光纤通信线路，进行高带宽、高速率、低衰减、低失真光通信传输，第二视频光端机接收到光信号后，将其还原成红外视频图像电信号，经视频采集卡编码变成工控机可以处理的红外视频图像数据；如果第一视频光端机和第二视频光端机均为数字视频光端机，则第一视频光端机直接红外视频图像电信号编码成红外视频图像数据，并转发给第二视频光端机，第二视频光端机通过视频采集卡直接将红外视频图像数据转发给工控机的储存系统进行存储，工控机上的红外图像分析处理系统调用存储的红外视频图像数据，根据钢渣比钢水的辐射率高，在红外视频图像中钢水部分的灰度图比钢渣部分的灰度图偏向白色的原理，通过判定钢水在红外视频图像中的边界，检测红外视频图像中的钢水区域内部的亮度变化，计算钢渣灰度级区域占整个钢水区域的比例，估算出钢水中的钢渣含量。红外图像分析处理系统将分析得到的钢水中的钢渣含量传输给转炉炼钢设备控制系统，并在与工控机相连的显示器上显示出来，从而实现转炉出钢下渣量实时监测。

由此可见，红外摄像仪，具有利用转炉出钢口的物质发射的红外光实时成像形成红外视频图像信号，并将红外视频图像信号转发给第一视频光端机的技术作用；第一视频光端机和第二视频光端机具有在红外摄像仪和工控机之间建立高带宽、高速率、低衰减、低失真光纤通信红外视频图像信号传递通道的技术作用；其中，第一视频光端机具有接收红外摄像仪转发来的红外视频图像电信号，将电信号转换成光信号，并传递给第二视频光端机的技术作用，第二视频光端机，具有接收第一视频光端机传来的光信号，并将其转换成电信号，传递给视频采集卡；视频采集卡，具有将第二视频光端机传来的电信号进行编码或者直接存储成工控机能够处理的成红外视频图像数据的技术作用，工控机具有对红外视频图像数据进行分析，估算出钢水中的钢渣含量的技术作用；从整体上看，上述组件在技术上相互关联、功能上相互支持、使用上相互配合，从而使成像信号入口朝向转炉出钢口的红外摄像仪电连接第一视频光端机，第一视频光端机通过光纤连接第二视频光端机，第二视频光端机的视频信号输出接口连接工控机的视频采集卡，具有采用红外成像技术实时监看出钢口流出钢水中的钢渣情况，并及时、高保真地将实时现场情况转发，再对实时现场情况进行灰度分析，及时估算出钢水中的钢渣含量的技术作用；从而实现最及时、有效地对转炉出钢下渣量进行检测。

上述红外摄像仪，为采用非制冷焦平面感应元件为感应元件的摄像装置，其可以具有可关闭的可见光摄像系统；本实用新型的红外摄像仪可以是标清红外摄像仪，也可以是高清红外摄像仪，还可以是超高清红外摄像仪，本领域的技术人员，可以根据出钢口的钢水监控需要，结合实施监控所能得到的项目成本，进行红外摄像仪的制式选择。从可以实现解决本实用新型所要解决的技术问题来讲，红外摄像仪可以是民用级的红外摄像仪，也可以是工业级的红外摄像仪，但为了获得更好的红外视频图像的角度出发，红外摄像仪，通常选择工业级的红外摄像仪，且在在8～14μm的远红外光区具有良好的成像能力。

红外摄像仪，通常采用在转炉出钢作业现场选择合适的位置设置摄像立杆，通过带云台的相机设置装置将红外摄像仪设置在摄像立杆上，需要确保的是，红外摄像仪的成像信号入口朝向转炉出钢口。根据炼钢厂的地理区域，红外摄像仪还具有适配的冷却装置或者加热装置，确保红外摄像仪工作在15～30℃的温度区间。

上述视频采集卡，为具有编码功能和数据转存功能的硬件板卡。其编码采集方式可以通过视频采集卡自有的硬件系统来完成，也可以是视频采集卡提供信号通道，采用工控机具有的软件来实现红外模拟视频信号的编码；为了提高红外视频图像信号的处理能力，通常采用具有硬件编码和解码能力的视频采集卡，如工业级视频采集卡；如果第二视频光端机传来的是数字化的红外视频图像数据，则视频采集卡直接将其转存工控机储存系统中。原则上，视频采集卡和红外摄像仪，在制式、接口上相适配，也和工控机在扩展插槽总线接口上相适配。

上述第一视频光端机、第二视频光端机既可以是模拟视频光端机，也可以是数字视频光端机，其中，数字视频光端机，数字视频光端机相较于模拟视频光端机，传输红外视频图像的容量更大、信号失真更小、信号衰减小、抗电磁干扰能力更强，传输质量更高，传输距离更远。

上述工控机，可以是产业上使用的工业计算机，也可以是服务器、或者工作站。

如图1至图4所示所示，工控机通过网络接口网络连接PLC控制器，PLC控制器电连接闸阀驱动装置，闸阀驱动装置联动配合设置在转炉出钢口的挡渣闸阀。工控机的转炉炼钢设备控制系统得到红外图像分析处理系统传来的钢水中的钢渣含量数据后，和预定钢渣含量阈值进行比对，如果出现异常，转炉炼钢设备控制系统发出报警信号，并向PLC控制器发出关闭挡渣闸阀的指令，PLC控制器向闸阀驱动装置发出关闭挡渣闸阀的指令，闸阀驱动装置驱动挡渣闸阀的闸板，在小于1秒的时间内关闭转炉出钢口，从而实现将绝大部分钢渣封堵在转炉内，确保转炉下储钢水容器中的钢水保持很高的纯净度。

由此可见，工控机，具有判断转炉出钢口流出钢水中的钢渣含量是否异常，并针对异常情况给出处理方案的技术作用；PLC控制器将工控机给出的指令转成闸阀驱动装置能执行的动作指令，并要求闸阀驱动装置执行的技术作用；闸阀驱动装置具有驱动挡渣闸阀的闸板，实现转炉出钢口开闭的技术作用；挡渣闸阀，具有关闭转炉出钢口，防止炉出钢口流出更多钢渣的技术作用；从整体上看，上述组件在技术上相互关联、功能上相互支持、使用上相互配合，从而使工控机通过网络接口网络连接PLC控制器，PLC控制器电连接闸阀驱动装置，闸阀驱动装置联动配合设置在转炉出钢口的挡渣闸阀，具有及时关闭转炉出钢口，对转炉出钢口流出钢水的下渣量进行快速控制的技术作用。

上述PLC控制器，为具有网络接口的PLC控制器，其还包括多个与网络接口电连接的可编程逻辑控制模块，其中一个可编程逻辑控制模块电连接闸阀驱动装置。

上述工控机的网络接口，通常为RJ45网络接口，也可以是1394网络接口，也可以是USB网络接口，还可以是其他工业网络接口；只要是与PLC控制器具有的网络接口相适配即可。

上述闸阀驱动装置，为能驱动挡渣闸阀往复运动的装置，其可以是液压油缸，也可以是气压油缸、还可以是螺旋机构。

上述挡渣闸阀，为转炉炼钢技术领域常用的滑动闸阀，当然也可以采用与其原理相同的闸阀，只要是其能安装在转炉出钢口，实现转炉出钢口的开启和关闭即可。

如图1至图4所示所示，设置在转炉炉体外的倾角传感器的RS232接口连接工控机的RS232接口。转炉冶炼时，转炉的轴线保持竖直，转炉出钢的整个过程是采用转炉倾动机构不断改变转炉倾角的过程，转炉倾动时，倾角传感器实时采集转炉倾角数据，并将倾角数据通过RS232接口传输给工控机，工控机的转炉设备运行状态监测系统提取转炉倾角数据，并还原成直观的显示数据，通过显示器显示出来，从而使作业人员精确掌握转炉倾动状态，便于作业人员通过工控机的转炉炼钢设备控制系统发出挡渣闸阀关闭指令，以及后续的挡渣闸阀开启指令。

由此可见，倾角传感器，用于实时采集转炉的倾角数据，以便于掌握出钢过程中，转炉的倾动状态；工控机，用于接收转炉倾角数据后，通过显示器将其显示出来，及作业人员根据转炉倾动状态通过工控机的转炉炼钢设备控制系统发出挡渣闸阀关闭指令，及后续的挡渣闸阀开启指令。上述组件在技术上相互关联、功能上相互支持、使用上相互配合，从而作业人员能精确转炉的倾动状态，进行挡渣闸阀的关闭和开启，从而有效防止钢渣流入转炉下储钢水容器。

上述倾角传感器，为用于测量装置或者系统水平，或者相对于水平面的倾角变化量的传感器。其被广泛应用于农用翻斗车、塔式起重机、板式传送机、数控机床。

实施时，本领域的技术人员，根据转炉的规格尺寸、转炉出钢韩渣量的控制阈值、结合转炉出钢作业现场的环境情况，确定倾角传感器、挡渣闸阀、闸阀驱动装置、红外摄像仪、第一视频光端机、第二视频光端机、视频采集卡、工控机、显示器、PLC控制器的规格尺寸，其中技术上相互关联的两个组件之间要具有适配的连接接口，也即，如倾角传感器和工控机都需具有RS232接口，PLC控制器和工控机之间都需具有相对应的网络接口，PLC控制器需具有多个可编程逻辑控制模块。在根据工控机所要实现的功能要求确定现有的视频图像采集处理系统、红外图像分析处理系统，转炉炼钢设备控制系统，转炉设备运行状态监测系统，将它们安装在工控机的操作系统运行平台中，并作相应预配置。

实施时，本领域的技术人员，将上述选择好的组件，按照本实用的技术方案进行连接，连接好后，进行预测试，测试合格后，投入正是使用。

转炉炼钢时，挡渣闸阀处于开启状态。转炉炼钢结束后，通过倾动机构倾动转炉，同时倾角传感器开设测量转炉倾角，并传给工控机，通过显示屏显示即时的转炉倾角；当转炉的倾角达到挡渣闸阀关闭角度，通常是35°作业人员，通过工控机的转炉炼钢设备控制系统发出挡渣闸阀关闭指令，PLC控制器转发该指令给闸阀驱动装置，闸阀驱动装置驱动挡渣闸阀的闸板关闭转炉出钢口；继续通过倾动机构倾动转炉，当转炉的倾角达到挡渣闸阀开启角度，通常是75～85°，该角度能确保转炉中的钢渣已全部上浮，作业人员，通过工控机的转炉炼钢设备控制系统发出挡渣闸阀开启指令，PLC控制器转发该指令给闸阀驱动装置，闸阀驱动装置驱动挡渣闸阀的闸板开启转炉出钢口，进行出钢作业；转炉出钢口出钢水时，开启红外摄像仪，通过工控机实时分析钢水中的含渣量，钢水流出过程中，作业人员根据倾角传感器检测到的转炉倾角及已流出钢水量，操作转炉边出钢边倾动，当转炉倾动到出钢末期倾角，通常是90～110°停止倾动转炉，继续从转炉的出钢口出钢水，当工控机的转炉炼钢设备控制系统发现分析得到的钢水中的钢渣含量出现异常后，发出报警信号，并向PLC控制器发出关闭挡渣闸阀的指令，PLC控制器向闸阀驱动装置转发关闭挡渣闸阀的指令，在小于1秒的时间内关闭转炉出钢口，从而实现将绝大部分钢渣封堵在转炉内，确保转炉下储钢水容器中的钢水保持很高的纯净度。挡渣闸阀关闭后，通过倾动机构倾动转炉，让转炉回到冶炼结束前的初始位置，同时通过转炉炼钢设备控制系统打开挡渣闸阀，以便能进行下一炉钢水冶炼。

以上是本实用新型的基础实施方式。从上述实施方式过程可以看出，由于采用成像信号入口朝向转炉出钢口的红外摄像仪电连接第一视频光端机，第一视频光端机通过光纤连接第二视频光端机，第二视频光端机的视频信号输出接口连接工控机的视频采集卡的技术方案，其具有采用红外成像技术实时监看出钢口流出钢水中的钢渣情况，并及时、高保真地将实时现场情况转发，再对实时现场情况进行灰度分析，及时估算出钢水中的钢渣含量的技术作用，从而实现转炉出钢口流出钢水中的钢渣含量的实时有效监测、及时分析并发现流出钢水中的钢渣含量异常；由于采用工控机通过网络接口网络连接PLC控制器，PLC控制器电连接闸阀驱动装置，闸阀驱动装置联动配合设置在转炉出钢口的挡渣闸阀的技术方案，其具有在分析发现流出钢水中的钢渣含量异常后，在小于1秒的时间内关闭转炉出钢口的技术作用，从而实现在最短的时间内将钢渣封堵在转炉内，确保转炉下储钢水容器中的钢水保持很高的纯净度；由于采用设置在转炉炉体外的倾角传感器实时掌握转炉的倾动状态，结合出钢时间的掌握，及时通过倾动机构倾动转炉，使绝大多数时间，转炉内的钢水液面高于出钢口的上部，钢渣无法从出钢口流出，从而确保转炉下储钢水容器中的钢水保持很高的纯净度。

从整体上看，本实用新型的各组件在技术上相互关联，在功能上相互支持，在使用上相互配合，从而实现出钢水前期、中期，转炉内的钢水液面高于出钢口的上部钢渣无法从出钢口流出，在出钢水末期能及时发现钢水中的钢渣含量异常，并在小于1秒的时间内关闭转炉出钢口，确保转炉下储钢水容器中的钢水保持很高的纯净度。也即本实用新型实现了对出钢前期、中期、后期钢水中的含渣量的全面、有效、及时控制，不论从挡渣成功率上来看，还是从挡渣效果，均远好于公开号为CN101818228A的中国专利文献所公开的技术方案。

闸阀驱动装置对挡渣闸阀的闸板的驱动效率直接关系到转炉出钢口的关闭速度。为了在发现出钢口钢水含量异常后快速关闭出钢口，本实用新型在基础实施方式的基础上作进一步改进，本实用新型的第一优选实施方式为，闸阀驱动装置为液压油缸。

采用液压油缸为闸阀驱动装置。相较于气压油缸，液压油缸，体积更小，输出的驱动力更大、更稳定，同时对缸体密封性的要求也较低，从而进一步提高转炉出钢口关闭的有效性和及时性，相应减少流出钢水中的下渣量。

为了提高红外视频图像信号传递的准确性和及时性，本实用新型在基础实施方式或者第一优选实施方式的基础上作进一步改进，本实用新型的第二优选实施方式为，第一视频光端机、第二视频光端机均为数字视频光端机。

相较于模拟视频光端机，数字视频光端机传输红外视频图像的容量更大、信号失真更小、信号衰减小、抗电磁干扰能力更强，传输质量更高，传输距离更远，确保用于钢水中钢渣含量分析的红外视频图像数据的准确性和及时性，从而提高转炉出钢下渣量检测的及时性、有效性和准确性。

为了及时向相关作业人员报警，本实用新型在基础实施方式、第一优选实施方式、第二优选实施方式中任意一个优选实施方式的基础上作进一步改进，如图2、图4所示，本实用新型的第三优选实施方式为，转炉出钢下渣控制系统，还包括设置在转炉出钢作业现场的报警器，报警器电连接PLC控制器。

实施时，可以采用喇叭、蜂鸣器、报警灯中的一种或者它们的结合作为报警器，将报警器电连接PLC控制器的一个可编程逻辑控制模块。

采用与PLC控制器电连接的报警器来输出报警信号。转炉炼钢设备控制系统发出报警信号时，也通过PLC控制器向报警器发出报警指令，报警器发出声、光、电信号，能很好提醒相关作业人员钢水中的钢渣含量异常。从而进一步提高钢水中的钢渣含量异常处理的及时性。

为了在工控机出现异常的情况下能有效控制挡渣闸阀的开启和关闭，本实用新型在基础实施方式、第一至第三优选实施方式的基础上作进一步改进，如图3、图4所示，本实用新型的第四优选实施方式为，转炉出钢下渣控制系统，还包括设置在转炉出钢作业现场的控制按钮盒，控制按钮盒电连接闸阀驱动装置。

采用控制按钮盒作为备用的挡渣闸阀启闭控制装置，可以有效避免工控机出现故障的技术风险，还极大方便作业人员根据转炉炼钢的实际需要，及时启闭挡渣闸阀。

以上是本实用新型的转炉出钢下渣控制系统的实施过程。从上述实施过程可以看出，本实用新型实现了对出钢前期、中期、后期钢水中的含渣量的全面、有效、及时控制，不论从挡渣成功率上来看，还是从挡渣效果，均远好于公开号为CN101818228A的中国专利文献所公开的技术方案。

Claims (5)

1.转炉出钢下渣控制系统，其特征在于，包括设置在转炉出钢作业现场的红外摄像仪、第一视频光端机、PLC控制器、倾角传感器、挡渣闸阀、与挡渣闸阀相配合的闸阀驱动装置，设置在中控室的第二视频光端机、扩展插槽安装有视频采集卡的工控机，与工控机通过显示接口连接的显示器；

所述红外摄像仪电连接第一视频光端机，所述第一视频光端机光纤连接第二视频光端机，所述第二视频光端机的视频信号输出接口连接视频采集卡的视频信号输入接口，所述红外摄像仪的成像信号入口朝向转炉出钢口；

所述工控机具有网络接口，所述工控机通过网络接口网络连接PLC控制器，所述PLC控制器电连接闸阀驱动装置，所述挡渣闸阀设置在转炉出钢口；

所述倾角传感器设置在转炉炉体外，所述倾角传感器的RS232接口连接工控机的RS232接口。

2.根据权利要求1所述的转炉出钢下渣控制系统，其特征在于，所述闸阀驱动装置为液压油缸。

3.根据权利要求1或者2所述的转炉出钢下渣控制系统，其特征在于，所述第一视频光端机、第二视频光端机均为数字视频光端机。

4.根据权利要求1或者2所述的转炉出钢下渣控制系统，其特征在于，还包括设置在转炉出钢作业现场的报警器，所述报警器电连接PLC控制器。

5.根据权利要求1或者2所述的转炉出钢下渣控制系统，其特征在于，还包括设置在转炉出钢作业现场的控制按钮盒，所述控制按钮盒电连接闸阀驱动装置。