[发明专利]转炉出钢过程检测与控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及冶金炼钢技术领域，特别是涉及一种转炉出钢过程检测与控制装置。

背景技术

在钢铁冶金行业，转炉炼钢具有节奏快、生产周期短、热效率高等特点，其产量占到我国炼钢总产量的85％以上。近年来，钢铁企业对提升产品档次、改善钢水质量、降低冶炼成本的要求越来越高。所以，转炉钢渣流入钢水包的问题越来越引起业界人士的关注。一方面，从经济角度看，钢渣层太厚不利于连铸机的操作，影响经济效益；另一方面，在转炉出钢过程中，由于大量钢渣从转炉混入钢包，钢水易被非金属物质所污染，因此会影响钢水的质量。为此，研究开发一种转炉钢水下渣检测系统，以尽量减少转炉出钢后期带出的钢渣量具有十分重要的意义。

目前，国内外冶金工作者在出钢下渣检测技术方面进行了大量研究和探索，开发出了一些下渣检测技术和方法，主要有电磁感应法和热图像法。电磁感应法是利用电磁感应原理，在出钢口埋入线圈传感器来检测炉渣。但该方法存在以下严重问题：第一，由于受出钢口形状的影响，经常发生误报现象，常导致操作工不得不用肉眼来观察钢流下渣情况；第二，采用新出钢口时，其功能一般在出了若干炉钢之后才会正常；第三，由于线圈传感器暴露在高温环境下，加上机械负荷较大，因此设备维护工作量大且困难。另外，其检测精度差、漏渣率高、能耗高、操作繁琐，不能自动控制钢包的钢渣厚度，也没有配套的挡渣手段。热图像检测方法目前也只是停留在初级阶段，即利用热图像辅助工人辨别钢水下渣情况，这种方法的缺点是：1、在转炉出钢时或加辅料时形成的烟雾会严重影响图像质量，进而影响下渣检测的准确率；2、功能单一，只能检测转炉出钢过程中的下渣量情况，对其他重要的工艺参数如下渣总量、出钢总量、温度趋向分析以及信号反馈等不能实现及时检测。而能够实现与启动挡渣装置联动的系统产品，目前更未见到。

总之，现有的出钢下渣检测系统都不能满足现代化生产工艺的要求，即使能辅助工人操作，也不能实现钢水下渣检测和自动挡渣联动，不仅影响产品质量，还降低了生产效率。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种检测准确、操作方便、渣量检测与挡渣联动的转炉出钢过程检测与控制装置。

为此，本发明的技术方案如下：

一种转炉出钢过程检测与控制装置，包括下渣检测单元和挡渣单元，所述下渣检测单元包括：防护套、成像单元、报警装置、显示器和工控机，所述防护套安装在转炉附近的适当位置处，防护套前端设有红外防护窗口；所述成像单元设置在所述防护套内，并由红外热成像仪和镜头组成，用于对转炉出钢口处的钢流进行红外视频采集和出钢过程监控；所述显示器为工控机的对话窗口，用于显示交流信息；所述工控机用于对红外热成像仪输出的红外视频图像信号进行计算处理，完成工艺参数的测定并根据设定的工艺参数指示所述报警装置发出报警信号并向挡渣单元发出控制信号，

所述挡渣单元包括挡渣器及用于对挡渣器的动作进行控制的气动控制单元，所述气动控制单元根据所述工控机发出的控制信号控制挡渣器的动作，通过挡渣器将钢渣吹回转炉内。

所述挡渣器安装在转炉炉体上，由挡渣器壳体及设置在挡渣器壳体内的气缸、传动机构和挡渣喷嘴组成，在接到所述工控机发出的控制信号后，所述气缸通过传动机构带动挡渣吹嘴快速旋转至工作位置，将钢渣吹回转炉内。

所述气动控制单元包括室内控制器、现场阀箱和现场操作箱，所述室内控制器对所述各单元的电源进行控制、显示系统参数状况、接收所述下渣检测单元的反馈信号并控制所述挡渣器执行挡渣操作；所述现场阀箱用于挡渣动作的程序控制和挡渣器壳体内部的冷却，其向所述挡渣器的壳体提供吹扫冷却用的压缩空气，向挡渣单元中的气动控制单元输送气动控制气体，向挡渣吹嘴输送挡渣用氮气；所述现场操作箱用于手动控制挡渣器完成挡渣操作。

所述红外热成像仪输出的视频数据信号通过一网络光端机传到所述的工控机，以保证成像质量。

所述红外防护窗口允许8～14μm的中远红外线通过，在所述红外防护窗口附近安装有高温衰减片，所述红外热成像仪和镜头的响应波段为8～14μm。

防护套的红外防护窗口处采用双气帘防护结构，该双气帘防护结构使用的压缩空气工作压力为0.4～0.6MPa，入口处温度为0～35℃。

另外，所述防护套通过一安装支架及设置在该安装支架上的半固定云台安装到转炉现场。