[實用新型]一種鐵水脫硫攪拌裝置振動監測系統

有效

• 申請號: 201720781368.5
• 申請日: 2017-06-30
• 公開（公告）號: CN207182047U
• 公開（公告）日: 2018-04-03
• 發明（設計）人: 李培玉;沈國振;吳鴻秒
• 申請（專利權）人: 杭州譜誠泰迪實業有限公司
• 主分類號: G05B19/048
• 分類號: G05B19/048
• 代理公司: 杭州中成專利事務所有限公司33212
• 代理人: 周世駿

技術領域

本實用新型是關于鋼鐵冶金自動化控制領域，特別涉及一種鐵水脫硫攪拌裝置振動監測系統。

背景技術

在現代化鋼鐵生產中，爐外鐵水脫硫是至關重要的一個環節。脫硫劑的配方和工藝流程是影響脫硫效果的兩個因素，相對于配方的選擇，工藝流程對脫硫效果起決定性作用,恰當的脫硫工藝可以提高脫硫劑的利用率和脫硫效率。脫硫工藝主要包括以下幾個步驟：首先將從高爐運輸來的鋼水傾倒在轉爐鐵水罐，然后過跨到轉爐過跨罐，然后進行扒渣脫硫，處理完畢后進行后扒渣和測溫取樣，最后進行吊包倒入轉爐。

KR脫硫法是鐵水脫硫的主要方法之一。此法是使用耐火材料包圍攪拌槳，將攪拌槳浸入轉爐內鐵水，混入事先稱量好的脫硫劑，用電機帶動攪拌軸、攪拌槳在鋼包內旋轉，使脫硫劑和鐵水充分混合，通過化學反應去除鐵水中的硫成分。

KR脫硫站在生產過程中理論上攪拌頭、鐵水罐與水平面完全垂直，攪拌頭的中心與鐵水罐中心完全重合，鐵水罐和攪拌頭各處受力將是均勻的，此時不會產生大的振動。但在實際攪拌過程中由于要加入固體介質、溫度變化及化學反應，再考慮到機械效率及其慣性力矩，攪拌頭、鐵水罐、傾翻車中心不可能在同一位置，而且理論上攪拌頭不應該晃動，但實際上由于受力的不均勻，攪拌頭制作時產生的誤差，同時由于攪拌器導軌在安裝過程中允許的誤差，綜合在一起，攪拌頭與地面有著一定的垂直度誤差，在生產中處于圓周運動。這樣，攪拌頭運動到各個方向所受到的反作用力會進行有規律的與其反向產生固定的差值變化，這種作用力進而通過攪拌頭升降導軌框架傳遞到整個攪拌系統，從而引起整個攪拌系統的振動，導致攪拌槳脫落問題。

上文提到的攪拌槳頭脫落的問題，不但對脫硫工藝帶來巨大的安全隱患，而且嚴重影響生產效率，更嚴重的是，當攪拌頭脫落到鐵水中會導致鋼鐵的品質嚴重下降，造成更大的經濟損失，同時阻礙了KR脫硫技術的進一步推廣應用。所以需要建立一套監測系統來有效監測KR脫硫裝置的運行狀態，提前避免人員傷亡事故和經濟損失的發生。

最近幾十年，鋼鐵冶煉過程中機械設備故障診斷相關技術取得快速長足發展，隨著技術的不斷發展，設備診斷監測系統已經成為機械設備運行監控的主要軟件之一，在理論研究相關方面有三個方向：

為鋼鐵冶煉機械設備系統建立數學模型，此方法主要通過建立設備的數學模型進行分析，運用等價空間方程、濾波器、參數模型估計手段進行分析，工作過程中需要和整個控制系統相互結合，最終建立設備運行監測、系統修復及重建的故障診斷流程，但是這種方法需要建立高精度的數學模型，不具有普適性。

以處理輸出信號為基礎的故障診斷方法，利用快速傅里葉或者小波變換手段將輸出信號進行處理，對信號的特征進行理論分析，提取異常信號，及時采取措施進行故障診斷并發出預警，例如位移傳感器采集的是位移信號，對此信號進行實時監測，一旦信號異常，表示設備運行出現狀況及早采取措施。

建立在人工智能的基礎上的鋼鐵冶煉設備故障診斷方法，隨著數字信號處理方法和數學建模的不斷發展，人工智能診斷成為機械設備故障診斷的趨勢，獲得了顯著的效果，其理論主要運用了模糊數學理論、人工神經網絡預測，是解決大型復雜設備故障診斷的主要方法。

實用新型內容

本實用新型的主要目的在于克服現有技術中的不足，提供一種鐵水脫硫攪拌裝置振動監測系統。為解決上述技術問題，本實用新型的解決方案是：

提供一種鐵水脫硫攪拌裝置振動監測系統，包括數據采集模塊(DCM)、工業現場控制單元(IFCU)、工業現場輔助單元(IFAU)、系統控制單元(IMCU)；

所述數據采集模塊中集成有激光位移傳感器、振動傳感器；振動傳感器設置在KR攪拌平臺上，且振動傳感器設有三組，分散布置在KR攪拌平臺四周，用于采集冶金工業現場的KR攪拌平臺的振動信號；激光位移傳感器安裝于KR攪拌平臺支架上正對KR攪拌軸的位置，且激光位移傳感器設有兩個，兩個激光位移傳感器的測量位置在水平面上相互正交排布，用于采集KR攪拌軸的軸心平面X-Y方向的位移信號；數據采集模塊通過屏蔽電纜與工業現場控制單元連接；