[發明專利]一種大包下渣的自動檢測系統及方法

無效

• 申請號: 201010601407.1
• 申請日: 2010-12-23
• 公開（公告）號: CN102527969A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 桑建偉;代東明;叢壯
• 申請（專利權）人: 北京中遠通科技有限公司
• 主分類號: B22D11/16
• 分類號: B22D11/16;G01N29/036
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及工業鋼包下渣檢測技術，尤其涉及大包下渣的自動檢測系統及方法。?

背景技術

在鋼包向中間包澆注過程中為防止鋼水二次氧化，一般采用長水口保護鋼流。?

為了控制中間包鋼渣含量，減小其中的下渣量，在鋼包澆注接近終了時，很多鋼廠采用如下方式來檢測鋼包下渣情況。?

一是提前拆去長水口，根據鋼水和鋼渣的顏色，通過人工肉眼觀察的方法來判斷是否下渣。?

這種方法雖然簡單，但會產生很多不良影響。并且，由于提前拆除長水口，大包澆鑄末期的鋼水將被二次氧化。?

由于鋼水和鋼渣均為熾熱狀態，工作環境惡劣，操作工難以準確判斷是否下渣，當鋼流基本達到全渣時，才能分辨出下渣，然后關閉滑動水口，此時已有大量的鋼渣進入中間包。為避免此種情況的發生，操作者不得不提前關閉水口，尤其對要求嚴格的鋼種更是如此。這樣就會造成鋼包中殘鋼量上升，鋼水收得率的降低。?

因人工判斷下渣主觀性較大，有時會導致中間包鋼渣量增加，而鋼渣對中間包的耐火材料有很大浸蝕作用，會縮短中間包耐火材料和滑動水口滑板的壽命。此外，強氧化性爐渣進入中間包內鋼水全氧量增加，造成鑄坯缺陷。而且長期用肉眼觀察鋼流下渣情況，會對操作者的眼睛造成傷害或使其面部灼傷，不利于對工人的勞動保護。?

二是為提高中間包鋼水的純凈度，改善鑄坯質量，降低鋼包的殘鋼量以?及延長中間包襯耐材料壽命等，在鋼包澆注后期對下渣進行自動檢測與控制。?

目前，國內外對鋼包下渣情況進行自動檢測的方法很多，如稱重檢測法、電磁檢測法、超聲波檢測法和紅外檢測法，振動檢測法等。其中電磁檢測法和振動檢測法已在國內外不少鋼鐵企業中得到實際應用。?

大包下渣的電磁檢測法，其原理是利用鋼水與鋼渣磁導率的不同來檢測鋼渣。當高頻電流通過第一個線圈，線圈中心又有鋼流流過時，鋼流將有磁場產生。國內的武鋼、寶鋼等鋼鐵公司等都在進行研制及試生產。但在使用過程中暴露出不少問題，其中最突出的一點是，現有的方法需要將傳感器線圈埋在鋼包座磚水口附近，這就需要對連鑄車間所有鋼包進行改造，而且傳感器線圈位于出鋼口附近，因環境溫度較高，其使用壽命也會受到嚴重影響，因此使用此系統的制造和維護的費用都很高。?

大包下渣的振動檢測法，其最初的實踐來源于鋼水澆注的現場。在連鑄過程中，經驗豐富的操作工可以通過澆鑄末期所感受到的鋼包長水口操作臂振動的變化而先于視覺觀察，由此判斷出鋼包是否下渣。大量的現場經驗也證明了操作臂的振動與長水口內流動的鋼水和鋼渣量密切相關。事實上，在鋼水從鋼包流入到中間包的過程中，長水口管和與之相連的操作臂會產生較強的振動，水口開度越大，使得鋼水流量越大，則振動就越劇烈；而鋼渣比重大約是鋼水的三分之一，因此由鋼渣流動與純鋼水流動引起的振動必然會有差異。因此，理論上通過檢測操作臂的振動應能夠間接地檢測長水口內鋼水流動狀態的變化情況。?

上述大包下渣的振動檢測法的核心是對振動信號的分析和處理，要能及時準確判斷鋼流中是否混有鋼渣，并從中提取出鋼渣特征參數，發出見渣信號。由于澆注過程中的振動情況比較復雜，影響操作臂振動的因素很多，譬如，鋼包滑動水口的開度對振動信號的影響；在鋼包澆注末期的坐鋼包過程對整個鋼包回轉臺帶來的沖擊對操作臂振動的影響；一些操作環境，諸如：開關水口、鋼包升降、燒水口周圍結瘤、扔保溫劑等，都會對操作臂振動帶來影響；因操作臂結構不同導致系統傳遞系數不同，使得僅依賴于振動信號監測的系統難以設置該傳遞系數，故在操作臂結構不同的系統中表現差異巨?大。?

因此，在通過操作臂采集到的振動信號中，由于包括了大量的與鋼渣特征無關的信息，振動信號如果不經過處理，將無法判斷大包是否下渣，從而無法根據該判斷對大包澆注進行控制。?

綜上所述可知，現有的鋼包下渣情況自動檢測的各種方法在實際應用中存在難以克服的問題，必然會影響到大包下渣的判斷及其對滑動水口的控制。?

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種大包下渣的自動檢測系統及方法，能夠及時、準確地判斷大包下渣。?

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種大包下渣的自動檢測系統，包括依次連接的音頻傳感器、音頻信號預處理裝置以及主控裝置，其中：?

音頻傳感器，用于采集鋼水及鋼渣流出水口時相應的聲音信號，并轉換成相應的模擬波形輸出至音頻信號預處理裝置；?

音頻信號預處理裝置，用于將對應于鋼水及鋼渣聲音信號的模擬波形轉換成相應的數字信號輸出至主控裝置；?