轉(zhuǎn)爐出鋼下渣控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及冶金加工處理設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種轉(zhuǎn)爐出鋼下渣控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中，鋼渣浮在鋼水上面。轉(zhuǎn)爐出鋼，是通過作業(yè)人員逐步改變轉(zhuǎn)爐傾角來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐中的鋼水的逐步排出。轉(zhuǎn)爐出鋼過程中，當(dāng)大部分鋼水排出后，鋼水會在轉(zhuǎn)爐的出鋼口產(chǎn)生較強(qiáng)的渦流，該渦流會將浮在鋼水表面的鋼渣帶出，鋼渣流出會影響到出鋼鋼水的純凈度，多后續(xù)鋼水精煉帶來困難，或者造成澆鑄鋼件的性能下降。因此轉(zhuǎn)爐出鋼時(shí)，需要將擋在轉(zhuǎn)爐內(nèi)，控制出鋼鋼水中的下渣量。
[0003]現(xiàn)有的轉(zhuǎn)爐出鋼下渣量控制，主要通過作業(yè)人員的人工操作來控制，即在轉(zhuǎn)爐出鋼后期，作業(yè)人員根據(jù)鋼水中的出渣情況，在出鋼口添加擋渣球或者擋渣塞來控制出鋼鋼水中的下渣量。通過人眼判斷鋼水中出渣量，存在時(shí)滯性大，主觀性強(qiáng)，存在較大不確定性。
[0004]流出鋼水中含有的鋼渣，其中，有15%是在出鋼開始階段流出的，有65 %是被出鋼口產(chǎn)生的渦流帶出的，有20 %是在出鋼結(jié)束階段流出的。因此，要有效控制出鋼鋼水中的流出鋼渣量，需要及時(shí)掌握轉(zhuǎn)爐出鋼的各個階段，針對所處階段采取有效的擋渣方案，從而最大可能地降低出鋼鋼水中的鋼渣量。
[0005]現(xiàn)有的轉(zhuǎn)爐出鋼下渣量檢測方法主要有電阻法、噪音法、光譜法、電磁法，其中電磁法是比較準(zhǔn)確且進(jìn)入產(chǎn)業(yè)實(shí)用的轉(zhuǎn)爐出鋼下渣量檢測方法。但電磁法存在受轉(zhuǎn)爐周邊環(huán)境的影響較大、誤報(bào)率較高、電磁設(shè)備維護(hù)不方便的技術(shù)問題。
[0006]出鋼轉(zhuǎn)爐中的鋼渣阻擋有采用浮球或者浮鏢來實(shí)現(xiàn)的，有采用滑動閘閥來實(shí)現(xiàn)的，還有采用氣動擋渣來實(shí)現(xiàn)的。浮球或者浮鏢阻擋出鋼轉(zhuǎn)爐中的鋼渣流出，是通過人工或者專用設(shè)備，將浮球或者浮鏢封堵器投入靠近出鋼口的爐內(nèi)來實(shí)現(xiàn)的，由于需要根據(jù)出鋼口的下渣情況來確定是否向轉(zhuǎn)爐中投入浮球或者浮鏢，因此時(shí)效性較差，導(dǎo)致?lián)踉Ч^差?；瑒娱l閥系統(tǒng)和氣動擋渣系統(tǒng)存在維護(hù)復(fù)雜、易于損壞、使用壽命短、價(jià)格昂貴等缺點(diǎn)。
[0007]目前，較先進(jìn)的轉(zhuǎn)爐出鋼下渣控制系統(tǒng)，主要采用電磁法結(jié)合滑動閘閥、氣動或擋渣鏢系統(tǒng)擋渣，但存在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格昂貴易于損壞等技術(shù)問題。
[0008]針對電磁法存在上述問題，在轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)領(lǐng)域，開始出現(xiàn)一種基于紅外熱圖像檢測的轉(zhuǎn)爐出鋼下渣量檢測方法，該檢測方法所使用的設(shè)備包括成像鏡頭朝向轉(zhuǎn)爐出鋼口設(shè)置的紅外攝像儀，設(shè)置在作業(yè)現(xiàn)場中控室的工控機(jī)、與工控機(jī)連接的顯示器，工控機(jī)的母版上插接有視頻采集卡，工控機(jī)的操作系統(tǒng)上安裝有紅外圖像分析處理系統(tǒng)、轉(zhuǎn)爐設(shè)備控制系統(tǒng)、及設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng);還包括設(shè)置在轉(zhuǎn)爐出鋼作業(yè)現(xiàn)場的具有PLC控制器的搖爐機(jī)，工控機(jī)電連接PLC控制器;轉(zhuǎn)爐出鋼時(shí)，紅外攝像儀實(shí)時(shí)采集出鋼口的鋼水圖像數(shù)據(jù)，并傳輸給工控機(jī)，工控機(jī)對出鋼口的紅外圖像分析處理系統(tǒng)實(shí)時(shí)分析傳來的現(xiàn)場視頻圖像數(shù)據(jù)，判斷鋼水中的鋼渣含量，當(dāng)鋼水中的鋼渣含量超過閾值，轉(zhuǎn)爐設(shè)備控制系統(tǒng)向搖爐機(jī)的PLC控制器發(fā)送搖爐指令信號，搖爐機(jī)按照搖爐指令信號搖爐，從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐出鋼鋼水下渣控制。
[0009]如公開號為CN101818228A的中國專利文獻(xiàn)，公開一種轉(zhuǎn)爐出鋼下渣的控制系統(tǒng)，包括轉(zhuǎn)爐、鋼包、操作臺，控制系統(tǒng)中設(shè)有下渣檢測系統(tǒng)和自動抬爐控制系統(tǒng)，下渣檢測系統(tǒng)包括紅外熱成像探測系統(tǒng)、圖像分析處理系統(tǒng)。紅外熱成像探測系統(tǒng)包括紅外光學(xué)模塊、探測器模塊、高速視頻數(shù)據(jù)采集模塊。紅外光學(xué)模塊是在距鋼包20m?30m處設(shè)置70mm長焦距鏡頭;控制系統(tǒng)設(shè)置主控機(jī)柜設(shè)備、搖爐機(jī)柜設(shè)備;主控機(jī)柜設(shè)備包括高性能工業(yè)計(jì)算機(jī)及數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)；自動抬爐控制系統(tǒng)采用PLC控制系統(tǒng);PLC控制系統(tǒng)設(shè)在搖爐機(jī)柜設(shè)備中；抬爐脈沖信號傳送至PLC控制系統(tǒng)后，PLC控制系統(tǒng)輸出轉(zhuǎn)爐角度信號，進(jìn)行快速搖爐，控制下渣。該紅外成像檢測轉(zhuǎn)爐出鋼下渣的控制系統(tǒng)，利用紅外攝像儀進(jìn)行爐渣檢測，實(shí)時(shí)監(jiān)測轉(zhuǎn)爐出鋼狀況，檢測出轉(zhuǎn)爐下渣情況，以便及時(shí)判斷、及時(shí)搖爐、及時(shí)加擋渣球，從而減少轉(zhuǎn)爐出鋼下渣量。但該方案完全依賴紅外攝像儀采集到出鋼口現(xiàn)場紅外視頻圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行下渣控制，非根據(jù)轉(zhuǎn)爐出鋼處于的階段，實(shí)行及時(shí)、有效、針對性強(qiáng)的下渣控制。
[0010]綜上所述，現(xiàn)有的轉(zhuǎn)爐出鋼下渣控制，均沒有根據(jù)轉(zhuǎn)爐出鋼所處階段進(jìn)行針對性的下渣控制。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0011]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種能根據(jù)轉(zhuǎn)爐出鋼所處階段進(jìn)行下渣控制的轉(zhuǎn)爐出鋼下渣控制系統(tǒng)，從而進(jìn)一步提高轉(zhuǎn)爐出鋼下渣控制的有效性，降低出鋼鋼水中鋼渣含量。
[0012]本實(shí)用新型解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0013]轉(zhuǎn)爐出鋼下渣控制系統(tǒng)，包括設(shè)置在轉(zhuǎn)爐出鋼作業(yè)現(xiàn)場的紅外攝像儀、第一視頻光端機(jī)、PLC控制器、傾角傳感器、擋渣閘閥、與擋渣閘閥相配合的閘閥驅(qū)動裝置，設(shè)置在中控室的第二視頻光端機(jī)、擴(kuò)展插槽安裝有視頻采集卡的工控機(jī)，與工控機(jī)通過顯示接口連接的顯示器;紅外攝像儀電連接第一視頻光端機(jī)，第一視頻光端機(jī)光纖連接第二視頻光端機(jī)，第二視頻光端機(jī)的視頻信號輸出接口連接視頻采集卡的視頻信號輸入接口，紅外攝像儀的成像信號入口朝向轉(zhuǎn)爐出鋼口；工控機(jī)具有網(wǎng)絡(luò)接口，工控機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)接口網(wǎng)絡(luò)連接PLC控制器，PLC控制器電連接閘閥驅(qū)動裝置，擋渣閘閥設(shè)置在轉(zhuǎn)爐出鋼口 ；傾角傳感器設(shè)置在轉(zhuǎn)爐爐體外，傾角傳感器的RS232接口連接工控機(jī)的RS232接口。
[0014]進(jìn)一步，閘閥驅(qū)動裝置為液壓油缸。
[0015]進(jìn)一步，第一視頻光端機(jī)、第二視頻光端機(jī)均為數(shù)字視頻光端機(jī)。
[0016]進(jìn)一步，轉(zhuǎn)爐出鋼下渣控制系統(tǒng)，還包括設(shè)置在轉(zhuǎn)爐出鋼作業(yè)現(xiàn)場的報(bào)警器，報(bào)警器電連接PLC控制器。
[0017]進(jìn)一步，轉(zhuǎn)爐出鋼下渣控制系統(tǒng)，還包括設(shè)置在轉(zhuǎn)爐出鋼作業(yè)現(xiàn)場的控制按鈕盒，控制按鈕盒電連接閘閥驅(qū)動裝置。
[0018]本實(shí)用新型的轉(zhuǎn)爐出鋼下渣控制系統(tǒng)適用于轉(zhuǎn)爐出鋼，也適用火法轉(zhuǎn)爐冶金的金屬液出液下渣的控制。
[0019]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:
[0020]1、本實(shí)用新型的轉(zhuǎn)爐出鋼下渣控制系統(tǒng)，由于采用成像信號入口朝向轉(zhuǎn)爐出鋼口的紅外攝像儀電連接第一視頻光端機(jī)，第一視頻光端機(jī)通過光纖連接第二視頻光端機(jī)，第二視頻光端機(jī)的視頻信號輸出接口連接工控機(jī)的視頻采集卡的技術(shù)方案，其具有采用紅外成像技術(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)看出鋼口流出鋼水中的鋼渣情況，并及時(shí)、高保真地將實(shí)時(shí)現(xiàn)場情況轉(zhuǎn)發(fā)，再對實(shí)時(shí)現(xiàn)場情況進(jìn)行灰度分析，及時(shí)估算出鋼水中的鋼渣含量的技術(shù)作用，從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐出鋼口流出鋼水中的鋼渣含量的實(shí)時(shí)有效監(jiān)測、及時(shí)分析并發(fā)現(xiàn)流出鋼水中的鋼渣含量異常；由于采用工控機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)接口網(wǎng)絡(luò)連接PLC控制器，PLC控制器電連接閘閥驅(qū)動裝置，閘閥驅(qū)動裝置聯(lián)動配合設(shè)置在轉(zhuǎn)爐出鋼口的擋渣閘閥的技術(shù)方案，其具有在分析發(fā)現(xiàn)流出鋼水中的鋼渣含量異常后，在小于I秒的時(shí)間內(nèi)關(guān)閉轉(zhuǎn)爐出鋼口的技術(shù)作用，從而實(shí)現(xiàn)在最短的時(shí)間內(nèi)將鋼渣封堵在轉(zhuǎn)爐內(nèi)，確保轉(zhuǎn)爐下儲鋼水容器中的鋼水保持很高的純凈度；由于采用設(shè)置在轉(zhuǎn)爐爐體外的傾角傳感器實(shí)時(shí)掌握