连铸钢包下渣检测系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种实现上述检测方法的下渣检测系统，该系统包括：信号采集装置、信号处理装置和控制输出装置。本实用新型专利技术采用双传感器分别采集长水口处的加速度振动信号和位移偏摆信号，从采集信号中提取特征参数，这样可以从多方面进行下渣的判断，从而避免了因仅仅依靠振动幅值大小判断下渣而带来的误判和漏判，提高了系统下渣检测的准确性。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

连铸钢包下渣检测系统
本技术涉及连铸领域，尤其涉及一种连铸钢包下渣检测系统。技术背景在连铸生产过程中，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，已有多种用于检测大包下渣量的检测方法，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大包长水口操作臂振动的变化而大致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长水口内流动的钢水中含渣量是密 切相关。振动检测法的原理在于钢渣和钢水的比重相差较大，且其流动性也不一样， 在涡流流经钢包长水口时，两者对长水口的冲刷作用有较大的差别，因此会引起钢包长 水口的振动特性变化，通过检测钢包长水口的振动特性在时域或频域上的差异来检测长 水口内钢水的流动状态，从而间接检测大包下渣。在采用振动检测法时，传感器可以直 接安装在夹持长水口的操作臂或其它振动敏感位置点，传感器的安装简单，振动信号获 取容易，投资少，维护成本低。在现有的对钢包的下渣进行检测的振动检测系统中，通常采用单一的传感器来 采集长水口处的振动信号，通过分析长水口的振动幅值的大小来判断钢包的下渣情况，但是，由于在连铸浇注过程中，长水口的振动情况比较复杂，仅仅依靠振动幅值大小来 判断下渣容易造成误判和漏判，从而导致系统下渣检测的不准确。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种下渣检测准确性高的连铸钢包下渣 检测系统。为了解决上述技术问题，本技术提供了一种连铸钢包下渣检测系统，包 括信号采集装置，包括加速度传感器和位移传感器，加速度传感器和位移传感器均设 置于与长水口相连的操作臂上；信号处理装置，包括信号调理器、信号采集卡和工控 机，加速度传感器和位移传感器连接至信号调理器的输入端，信号调理器的输出端连接 至信号采集卡的输入端，信号采集卡的输出端连接至工控机；控制输出装置，包括报警 单元，报警单元连接至工控机。进一步地，加速度传感器和位移传感器均包括三个信号通道，用于同时采集水 平X、水平Y和竖直Z方向的振动信号。进一步地，信号处理装置还包括信号输入输出控制卡，输入输出控制卡与操作 箱和工控机相连，用于采集数字量信号，并将所述数字量信号输出至工控机。进一步地，数字量信号至少包括以下一种滑板动作信号、中包到位信号和转 包信号。进一步地，控制输出装置还包括用于控制滑板动作的滑板控制单元，滑板控制 单元与工控机相连。进一步地，控制输出装置还包括显示单元，显示单元与工控机相连。本技术具有以下有益效果1.采用双传感器分别采集长水口处的加速度振动信号和位移偏摆信号，这样可 以更加有效、更加全面地获得长水口处的振动信息，可以从多方面对下渣状态进行综合 判断，从而避免了因仅仅依靠振动幅值大小判断下渣而带来的误判和漏判，提高了系统 下渣检测的准确性。2.所用的传感器具有多个通道，可以检测多个方向的振动信息，提高了系统下 渣检测的准确性。3.本技术在下渣特征的识别上，还结合了滑板动作信号和转包信号等现场 浇注信息，提高了系统下渣检测的准确性。附图说明此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本申请的一部 分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术 的不当限定。在附图中图1示出了本技术优选实施例的下渣检测系统结构示意图；以及图2示出了本技术优选实施例的下渣检测流程图。具体实施方式下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本技术。图1示出了根据本技术的钢包下渣检测系统的结构示意图。如图1所示，该 钢包下渣检测系统主要包括信号采集装置200、信号处理装置300和控制输出装置400。 其中，信号采集装置200包括加速度传感器202和位移传感器204 ；信号处理装置300包 括信号调理器302、信号采集卡304、信号输入输出控制卡306和工控机308;控制输出 装置400，包括报警单元402、滑板控制单元404和显示单元406。此外，钢包下渣检测 系统还包括接线箱500、开关盒(未示出)等附属设备。加速度传感器202和位移传感器204通过信号线依次与信号调理器302、信号采 集卡304和工控机308相连接。信号处理装置300中的信号输入输出控制卡306与浇注的操作箱600连接，用于 从操作箱600中获取数字量信号，如滑板动作信号、中包到位信号、转包信号等，并 结合开浇信号和钢包重量信号区分浇注前期、中期和末期。其中，开浇信号和钢包重量 信号是通过钢厂的PLC (Programmable Logic Controller,可编程逻辑控制器)提供的，由 信号采集卡304采集并送入工控机308。在检测系统中弓I入上述现场浇注参数可以更加准 确地判断下渣状态，提高系统的检测准确性。报警单元402可以选用任何声光报警装置，从工控机308接收报警信号，启动声 光报警。当工控机308将下渣信号输出至滑板控制单元404时，滑板控制单元404可自 动关闭滑板。显示单元406可选用普通显示装置，工控机308可将下渣信息输出至显示 单元406，通过显示单元406操作人员可以实时监控下渣状况。在连铸过程中，钢液从大包101经长水口 102流入中间包103，长水口 102插入 中间包103内，钢厂操作臂104与长水口 102相连，用于支持固定长水口 102，操作臂104 上安装有双传感器202和204，其中传感器202为振动加速度传感器，传感器204为位移 传感器。当钢液经长水口 102流入中间包103时，会引起长水口 102的振动，该振动可 通过操作臂104传导至传感器202和204。因钢渣的比本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种连铸钢包下渣检测系统，其特征在于，包括：信号采集装置（２００），包括加速度传感器（２０２）和位移传感器（２０４），所述加速度传感器（２０２）和位移传感器（２０４）均设置于与长水口（１０２）相连的操作臂（１０４）上；信号处理装置（３００），包括信号调理器（３０２）、信号采集卡（３０４）和工控机（３０８），所述加速度传感器（２０２）和位移传感器（２０４）连接至所述信号调理器（３０２）的输入端，所述信号调理器（３０２）的输出端连接至所述信号采集卡（３０４）的输入端，所述信号采集卡（３０４）的输出端连接至所述工控机（３０８）；控制输出装置（４００），包括报警单元（４０２），所述报警单元（４０２）连接至所述工控机（３０８）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：田陆，李娟，
申请(专利权)人：田陆，
类型：实用新型
国别省市：43[中国|湖南]