[發明專利]轉爐出鋼下渣的控制系統及其控制方法

有效

• 申請號: 201010132575.0
• 申請日: 2010-03-22
• 公開（公告）號: CN101818228A
• 公開（公告）日: 2010-09-01
• 發明（設計）人: 孫維;汪開忠;吳堅;湯寅波;徐葆春;王卓
• 申請（專利權）人: 馬鞍山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C21C5/46
• 分類號: C21C5/46;G05B19/04
• 代理公司: 蕪湖安匯知識產權代理有限公司 34107
• 代理人: 徐暉

技術領域

本發明屬于冶金工業生產的技術領域，涉及鋼鐵工業生產中的轉爐煉鋼生 產設備，更具體地說，本發明涉及一種轉爐出鋼下渣的控制系統。另外，本發 明還涉及該控制裝置采用的控制方法。

背景技術

轉爐出鋼下渣會給鋼水質量帶來許多不利的影響，如：降低合金收得率； 降低鋼包耐火材料的壽命；產生鋼水回磷和再氧化的情況；增加精煉工序處理 時間等。

要實現盡可能少的轉爐渣流入鋼包，必須對轉爐下渣進行實時檢測、控制。 目前，國內外大多數煉鋼廠在出鋼過程中，鋼渣的控制主要依靠人工經驗操作， 即在轉爐出鋼的后期，通過搖爐工觀察出鋼情況，再添加擋渣球、擋渣塞等控 制下渣。人工目視判斷爐渣流出所需的時間在2～5s，而且當向鋼包中加入輔料 和合金量較大時，會導致出鋼時產生很大的煙氣、粉塵，使得人工觀察鋼渣的 顏色非常困難。

通常，轉爐出鋼過程的下渣分為三個階段，其中約15％的下渣發生在出鋼 開始階段，約60％的渣被出鋼過程中形成的漩渦吸出，剩余25％的下渣發生在 出鋼結束階段。為了減少下渣量，首先要能夠快速檢測到下渣，其次是選擇快 捷有效的擋渣手段，二者配合才能達到減少下渣量的最終目的。

為了減少轉爐下渣量，國內外冶金工作者在出鋼下渣檢測和擋渣方面進行 了大量研究和實踐，開發出數種下渣檢測技術和擋渣技術。

轉爐自動下渣檢測方法目前主要有電阻法、噪音法、光譜法、電磁法等。 在上述各種轉爐自動下渣檢測方法中，比較準確并達到實用化的主要有電磁法。 但電磁法存在受工作環境影響大、誤報率高、維護不方便等缺點。

封堵出鋼口的方法，20世紀70年代初采用浮球系統，20世紀80年代初采 用浮鏢系統，后來又發展了滑動閘閥系統和氣動擋渣系統等。封堵出鋼口的方 法中，浮球和浮鏢系統需要采用人工或專門設備將封堵器投入爐內靠近出鋼口 的熔池中，由于無法準確及時地發現轉爐下渣情況，導致擋渣效果較差。滑動 閘閥系統和氣動擋渣系統存在維護復雜、易于損壞、使用壽命短、價格昂貴等 缺點。

目前，國內外開發的轉爐出鋼下渣檢測結合擋渣的技術，主要采用電磁法 結合滑動閘閥、氣動或擋渣鏢系統擋渣，均存在系統復雜、價格昂貴、易于損 壞等缺陷。因此需要開發新型轉爐出鋼控渣系統，以降低出鋼下渣量。

發明內容

本發明所要解決的第一個問題是提供一種轉爐出鋼下渣的控制系統，其目 的是實現轉爐下渣在線自動檢測以及實現快速自動抬爐，控制出鋼下渣量。

為了實現上述目的，本發明采取的技術方案為：

本發明所提供的轉爐出鋼下渣的控制系統，包括轉爐、鋼包、操作臺，所 述的控制系統中設有下渣檢測系統和自動抬爐控制系統，所述的下渣檢測系統 包括紅外熱成像探測系統、圖像分析處理系統。

所述的紅外熱成像探測系統包括紅外光學模塊、探測器模塊、高速視頻數 據采集模塊。

所述的紅外光學模塊采用純鍺摻雜金及單面鍍膜法，對位于光學系統最前 端的觀測窗鍺片進行處理，控制其在保持對可見光的95％以上的衰減率的情況 下，對8～14微米波段的紅外輻射有40％～60％的透過率。

所述的探測器模塊采用多晶硅微輻射計為基本單元的非制冷焦平面感應元 件作為探測器模塊的前端系統，進行光電轉換、電信號讀出處理；采用FPGA 高速視頻處理電路構成探測器模塊的后端系統，提供場頻為50Hz的高清紅外熱 像視頻信號輸出，輸出格式采用PAL模擬視頻標準。

所述的紅外光學模塊是在距鋼包20m～30m處設置70mm長焦距鏡頭。

所述的高速視頻數據采集模塊使用12bit高速AD采樣，以及高速并行總線 技術對原始模擬視頻信號進行高速高精度的采樣。

所述的控制系統設置主控機柜設備、搖爐機柜設備；所述的主控機柜設備 包括高性能工業計算機及數據傳輸系統；所述的自動抬爐控制系統采用PLC控 制系統；所述的PLC控制系統設在搖爐機柜設備中；抬爐脈沖信號傳送至PLC 控制系統后，PLC控制系統輸出轉爐角度信號，進行快速搖爐，控制下渣。

所述的搖爐機柜設備還包括報警器。

本發明所要解決的第二個問題是以上所述的轉爐出鋼下渣的控制系統采用 的控制方法，采用了下面的技術方案：

所述控制方法的步驟為：

a、出鋼25s前，所述的下渣檢測系統進入出鋼監測階段；