[發(fā)明專利]鋼包底吹噴粉漏鋼檢測裝置及漏鋼檢測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110234793.X
• 申請日: 2011-08-16
• 公開（公告）號: CN102305552A
• 公開（公告）日: 2012-01-04
• 發(fā)明（設計）人: 朱苗勇;程中福
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: F27D21/04
• 分類號: F27D21/04;G01M3/16;C21C7/04
• 代理公司: 沈陽東大專利代理有限公司 21109
• 代理人: 梁焱

1.一種鋼包底吹噴粉漏鋼檢測裝置，其特征在于：包括鋼包底噴粉元件、信號采集電路、信號放大電路、處理器和報警器，其中，鋼包底噴粉元件其內(nèi)部填充耐火材料，耐火材料中均勻分布若干縫隙；其連接關系為：鋼包底噴粉元件的輸出端連接信號采集電路的輸入端，信號采集電路的輸出端連接信號放大電路的輸入端，信號放大電路的輸出端連接處理器的輸入端，處理器的輸出端連接報警裝置。

2.根據(jù)權利要求1所述的鋼包底吹噴粉漏鋼檢測裝置，其特征在于：所述的信號采集電路由電極、電源、電流表和保護電阻組成，其連接關系為：將電極成對的埋入耐火材料的縫隙內(nèi)壁，第一電極近鋼液端埋在耐火材料縫隙內(nèi)壁距鋼液h₀處，第一電極另一端通過第一導體連接信號采集電路的第一輸入端，第二電極近鋼液端埋在耐火材料縫隙內(nèi)壁距鋼液h₀處，第二電極另一端通過第二導體連接信號采集電路的第二輸入端，第一電極與第二電極平行相對，其它電極的連接方式與此相同，信號采集電路的第一輸入端連接電流表的輸入端，電流表的第一輸出端連接信號放大電路的第一輸入端，電流表的第二輸出端連接保護電阻的一端，保護電阻的另一端連接電源的一端，電源的另一端連接信號采集電路的第二輸入端，再同時連接信號放大電路的第二輸入端。

3.根據(jù)權利要求1所述的鋼包底吹噴粉漏鋼檢測裝置，其特征在于：所述的信號放大電路采用分壓式偏置放大電路，由三極管、電阻和電容組成，其中，電阻由第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻組成，電容由第一電容、第二電容、第三電容組成，其連接關系如下：第一電容的一端連接信號放大電路的第一輸入端，第一電容的另一端連接第一電阻的一端、第二電阻的一端和三極管的基極，第一電阻的另一端連接第三電阻的一端和信號放大電路電源E_C，三極管的集電極連接第三電阻的另一端、第二電容的一端，第二電容的另一端連接信號放大電路的第一輸出端，三極管的發(fā)射極連接第四電阻的一端、第三電容的一端，第二電阻的另一端、第四電阻的另一端、第三電容的另一端同時連接信號放大電路的第二輸出端，并接地。

4.采用權利要求1所述的鋼包底吹噴粉漏鋼檢測裝置進行漏鋼檢測的方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1：采集漏鋼檢測裝置的電壓信號和電流信號；

步驟1-1：工作開始，接通電路，采集到的初始電壓信號為u₀和電流信號I₀，執(zhí)行步驟2；

步驟1-2：工作當中，連續(xù)采集電壓信號u_i和電流信號I_i；

步驟2：將步驟1采集的電壓信號通過電壓偏置放大電路放大，電壓放大的倍數(shù)A_u，按如下公式計算：

Au=-Uiui=-β(RC//RL)rbe]]>

式中，U_i為放大器輸出電壓；u_i為漏鋼檢測裝置采集電壓信號；β為電流放大倍數(shù)；r_be為晶體管的輸入電阻；上式中的負號表示輸出電壓與采集電壓相位相反；

步驟3：對步驟2處理過的電壓數(shù)字信號進行分析：方法為：利用采集到的電壓信號值和電流信號值，確定漏鋼裝置的電阻值，進而確定鋼液在噴粉元件縫隙內(nèi)滲漏深度h：

步驟3-1：若檢測到的電壓信號與采集到的初始電壓信號相等，縫隙間電阻值為無窮大，則未發(fā)生鋼液滲漏，執(zhí)行步驟1-2；

步驟3-2：若檢測到電壓信號發(fā)生變化，則發(fā)生漏鋼，利用檢測到的電壓信號確定耐火材料縫隙間電路的總阻值R，公式如下：

R=UiAuIi---(1)]]>

式中，I_i為電流表采集數(shù)據(jù)；

設縫隙間鋼液滲漏深度為h，則漏鋼引入的電路總阻值R′可按縫隙間鋼液阻值計算，即

R′=ρTδ(h-h0)B---(2)]]>

式中，ρ_T為鋼液在T(K)時電阻率；δ為縫隙寬度；h為鋼液滲入縫隙深度；h₀為電極近鋼液端距鋼液距離；B為縫隙長度；

由與公式(1)和公式(2)可知，R′＝R，計算縫隙間鋼液滲漏深度h，公式如下：

h=ρTδBAuIiUi+h0]]>

步驟4：設鋼包底吹噴粉漏鋼檢測裝置的臨界漏鋼深度為h_c：

若漏鋼深度h≥系統(tǒng)的臨界漏鋼深度h_c，則發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)連續(xù)性漏鋼，執(zhí)行步驟6；

若漏鋼深度h＜系統(tǒng)的臨界漏鋼深度h_c，則發(fā)生可逆轉(zhuǎn)連續(xù)性或非線性漏鋼，執(zhí)行步驟5；

步驟5：增強噴吹強度，使縫隙間壓強增大，縫隙間滲入鋼液被噴出縫隙，執(zhí)行步驟1-2；

步驟6：啟動報警系統(tǒng)，正在使用中的噴粉元件增強噴吹強度，冶煉結束立即更換噴粉元件。