本发明专利技术提供了一种中间包钢水液位的测量方法、装置及测量系统，涉及钢铁冶金技术领域，其中方法包括：确定等离子电极到中间包中钢水液面的目标距离和等离子电极的消耗速度；响应于接收到对中间包中的钢水进行加热的控制指令，控制机械臂带动等离子电极的底端移动至位于钢水的液面上方的目标位置；在对钢水加热的过程中，控制机械臂移动，以使等离子电极对钢水进行加热；根据等离子电极与钢水之间的实时电压、机械臂的实时位置与初始位置的高度差、等离子电极的消耗速度，实时确定钢水的第一液位高度；其中，当等离子电极的底端首次经过中间包的包口时，初始位置为此时机械臂所处的位置。本方案，能够精确地计算出中间包中钢水的液位高度。液位高度。液位高度。
【技术实现步骤摘要】
中间包钢水液位的测量方法、装置及测量系统
[0001]本专利技术实施例涉及钢铁冶金
，特别涉及一种中间包钢水液位的测量方法、装置及测量系统。
技术介绍
[0002]在钢铁生产的连铸过程中，控制中间包内钢水液位稳定可以提高钢坯产品质量、延长中间包寿命、减少浇铸过程中的卷渣量。因此，精准测量中间包钢水液位具有重要意义。
[0003]然而，在中间包等离子加热过程中，中间包钢水液位一般通过称重法或者激光法来获得，但是由于中间包包衬材料不断侵蚀以及保护渣的存在，传统的称重法无法精确获得钢水液位信息。而且由于钢水中的保护渣厚度分布不均匀，使用激光或者微波投射到中间包钢水中，通过发射入射光与接收反射光之间的时间差，来计算钢水液位的方法的准确度也难以得到保证。
[0004]因此，现有的中间包钢水液位的测量方法，并不能准确地获得钢水液位，故而亟需一种新的中间包钢水液位的测量方法。
技术实现思路
[0005]基于现有的中间包钢水液位的测量方法，并不能准确地获得钢水液位的问题，本专利技术实施例提供了一种中间包钢水液位的测量方法、装置及测量系统，能够精确地计算出中间包中钢水的液位。
[0006]本专利技术实施例提供了一种中间包钢水液位的测量方法，包括：确定等离子电极到中间包中钢水液面的目标距离以及等离子电极的消耗速度；响应于接收到对中间包中的钢水进行加热的控制指令，控制机械臂带动等离子电极的底端移动至位于钢水的液面上方的目标位置；其中，目标位置到钢水的液面的距离为目标距离；在对钢水加热的过程中，控制机械臂移动，以使等离子电极对钢水进行加热；根据等离子电极与钢水之间的实时电压、机械臂的实时位置与初始位置的高度差、等离子电极的消耗速度，实时确定钢水的第一液位高度；其中，当等离子电极的底端首次经过中间包的包口时，初始位置为此时机械臂所处的位置。
[0007]优选的，还包括：响应于接收到对中间包中的钢水进行加热的控制指令，控制等离子电极产生加热电弧；控制机械臂带动等离子电极的底端移动至位于钢水的液面上方的目标位置，包括：控制机械臂带动等离子电极从钢水的液面上方向下移动；当等离子电极与钢水之间的电压为零时，确定等离子电极的底端接触到钢水，并控制机械臂停止下降；
控制机械臂上升至目标位置。
[0008]优选的，在控制机械臂带动等离子电极的底端移动至位于钢水的液面上方的目标位置之后和在对钢水加热的过程中，控制机械臂移动之前，还包括：根据等离子电极与钢水之间的电压为零时机械臂的位置与初始位置的高度差、中间包的包口到包底的高度，确定钢水的初始液位高度。
[0009]优选的，控制机械臂移动，包括：在等离子电极的底端位于目标位置时，将等离子电极与钢水之间的电压确定为目标电压；根据等离子电极与钢水之间的电压变化，控制机械臂带动等离子电极移动，以使等离子电极与钢水之间的电压保持目标电压。
[0010]优选的，控制机械臂移动，包括：根据中间包中钢水的重量，实时计算钢水的第二液位高度；根据等离子电极的消耗速度，确定设定时间间隔内等离子电极的第二消耗长度；根据第二液位高度的变化以及等离子电极的第二消耗长度，实时调整等离子电极的高度，以使等离子电极的底端到钢水液面的距离保持目标距离。
[0011]优选的，根据等离子电极与钢水之间的实时电压、机械臂的实时位置与初始位置的高度差、等离子电极的消耗速度，实时确定钢水的第一液位高度，包括：根据等离子电极与钢水之间的实时电压，计算等离子电极产生的电弧的长度；确定机械臂的实时位置与机械臂的初始位置的高度差；根据等离子电极的消耗速度，以及等离子电极的加热时间，确定等离子电极的第一消耗长度；根据等离子电极产生的电弧的长度、机械臂的实时位置与初始位置的高度差、等离子电极的第一消耗长度，实时确定钢水的第一液位高度。
[0012]优选的，控制机械臂移动，包括：根据钢水的第一液位高度的变化以及等离子电极的第二消耗长度，实时调整等离子电极的高度，以使等离子电极的底端到钢水液面的距离保持目标距离。
[0013]优选的，等离子电极产生的电弧的长度的计算公式为：其中，为等离子电极产生的电弧的长度，为等离子电极与钢水之间的实时电压，为等离子电极在接触钢水之前的电压降，为平均电位梯度。
[0014]优选的，钢水的第一液位高度的计算公式为：其中，为钢水的第一液位高度， 为中间包包口到包底的高度，为等离子电极产生的电弧的长度，为电弧冲击钢水时钢水液面下凹量，为机械臂的实时位
置与机械臂的初始位置的高度差，v为等离子电极的消耗速度，t为此时等离子电极的加热时间。
[0015]第二方面，本专利技术实施例还提供了一种中间包钢水液位的测量装置，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现本说明书任一实施例所述的中间包钢水液位的测量方法。
[0016]第三方面，本专利技术实施例还提供了一种中间包钢水液位的测量系统，包括：中间包，用于盛装钢水；等离子电极，设置于中间包的上方，用于电离等离子气体，以给钢水加热；等离子发生器，两端分别连接等离子电极和钢水，用于给等离子电极供电；底电极，设置在中间包的底部，两端分别连接钢水和等离子发生器；机械臂，连接等离子电极，用于带动等离子电极移动；电压传感器，设置在等离子电极与钢水之间，用于实时采集等离子电极与钢水之间的电压；光电传感器，设置在中间包的包口，用于确定机械臂的初始位置；温度传感器，设置在钢水中，用于实时采集钢水的温度；称重装置，设置在中间包的底部，用于实时对钢水称重；测量装置，分别与等离子发生器、机械臂、电压传感器、光电传感器、温度传感器和称重装置电连接，所述测量装置为本说明书第二方面所述的测量装置。
[0017]优选的，等离子电极为石墨电极，采用中空结构；等离子气体为氩气，从等离子电极的中间通入。
[0018]本专利技术实施例提供了一种中间包钢水液位的测量方法，在对钢水加热的过程中，通过控制机械臂移动使等离子电极对钢水进行稳定加热，并且根据等离子电极与钢水之间的实时电压、机械臂的实时位置与初始位置的高度差、等离子电极的消耗速度，实时确定钢水的液位高度。本方案，能够精确地计算出中间包中钢水的液位高度。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1是本专利技术一实施例提供的一种中间包钢水液位的测量方法流程图；图2是本专利技术一实施例提供的中间包结构正视图；图3是本专利技术一实施例提供的中间包结构侧视图；图4是本专利技术一实施例提供的另一种中间包钢水液位的测量方法流程图；图5是本专利技术一实施例提供的一种中间包钢水液位的测量系统示意图；图中：1、中间包；2、等离子电极；3、等离子发生器；4、底电极；5、机械臂； 6、电压传感器；7、光电传感器；8本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种中间包钢水液位的测量方法，其特征在于，包括：确定等离子电极到中间包中钢水液面的目标距离以及所述等离子电极的消耗速度；响应于接收到对中间包中的钢水进行加热的控制指令，控制机械臂带动所述等离子电极的底端移动至位于所述钢水的液面上方的目标位置；其中，所述目标位置到所述钢水的液面的距离为目标距离；在对所述钢水加热的过程中，控制所述机械臂移动，以使所述等离子电极对所述钢水进行加热；根据所述等离子电极与所述钢水之间的实时电压、所述机械臂的实时位置与初始位置的高度差、所述等离子电极的消耗速度，实时确定所述钢水的第一液位高度；其中，当所述等离子电极的底端首次经过中间包的包口时，所述初始位置为此时所述机械臂所处的位置。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：响应于接收到对中间包中的钢水进行加热的控制指令，控制所述等离子电极产生加热电弧；所述控制机械臂带动所述等离子电极的底端移动至位于所述钢水的液面上方的目标位置，包括：控制机械臂带动所述等离子电极从所述钢水的液面上方向下移动；当所述等离子电极与所述钢水之间的电压为零时，确定所述等离子电极的底端接触到所述钢水，并控制所述机械臂停止下降；控制所述机械臂上升至目标位置。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述控制机械臂带动所述等离子电极的底端移动至位于所述钢水的液面上方的目标位置之后和在对所述钢水加热的过程中，控制所述机械臂移动之前，还包括：根据所述等离子电极与所述钢水之间的电压为零时所述机械臂的位置与所述初始位置的高度差、所述中间包的包口到包底的高度，确定所述钢水的初始液位高度。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制所述机械臂移动，包括：在所述等离子电极的底端位于目标位置时，将所述等离子电极与所述钢水之间的电压确定为目标电压；根据所述等离子电极与所述钢水之间的电压变化，控制所述机械臂带动所述等离子电极移动，以使所述等离子电极与所述钢水之间的电压保持目标电压。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制所述机械臂移动，包括：根据所述中间包中钢水的重量，实时计算所述钢水的第二液位高度；根据所述等离子电极的消耗速度，确定设定时间间隔内所述等离子电极的第二消耗长度；根据所述第二液位高度的变化以及所述等离子电极的第二消耗长度，实时调整所述等离子电极的高度，以使所述等离子电极的底端到所述钢水液面的距离保持目标距离。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述等离子电极与所述钢水之间的实时电压、所述机械臂的实时位置与初始位置的高度差、所述等离子电极的消耗速度，实时确定所述钢水的第一液位高度，包括：根据所述等离子电极与所述钢水之间的实时电压，计算所述等离...
【专利技术属性】
技术研发人员：王存，康成龙，关雨云，
申请(专利权)人：奥邦新材料唐山有限公司，
类型：发明
国别省市：
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