[发明专利]一种结晶器保护渣熔渣层厚度自动测量与调节装置及方法

说明书

本发明公开了一种结晶器保护渣熔渣层厚度自动测量与调节装置及方法，装置包括加渣机、检测系统和控制系统；测量系统安装在加渣机两螺旋输料管的出料口处；控制系统固定安装在加渣机的小车上；方法包括熔渣层厚度自动测量方法和熔渣层厚度自动调节方法；本发明在螺旋输送自动加渣机前端加入保护渣熔渣层厚度测量传感器，可以在加渣机自动布料的过程中，使用超声波熔渣层厚度测量传感器测量出保护渣熔渣层厚度这一关键数据，并且测量快捷、方便、精确；本发明将保护渣熔渣层厚度测量出来后，可编程控制器结合控制算法进行分析、计算，及时调整电机相关运动参数，实现螺旋输送自动加渣机闭环控制，实现智能加渣，保证保护渣投撒均匀。

技术领域

本发明属于工业测量技术领域，具体涉及一种结晶器保护渣熔渣层厚度测量与调节装置及方法。

背景技术

在连铸生产过程中，结晶器内钢水表面需要覆盖一定厚度的保护渣。当保护渣投撒至钢水表面后，从高温钢水中吸收热量后快速熔化，在钢水表面形成一层熔渣层，随着加渣量的增加，熔渣层厚度也不断增加；当熔渣层达到一定厚度后，部分未达到熔化温度的保护渣在熔渣层上方形成固渣层。结晶器内熔渣层在连铸过程中起到非常重要的作用，如绝热保温、防止钢水二次氧化、吸收夹杂物、润滑等。所以，为了保证在铸坯表面不出现翻皮、夹杂、裂纹等缺陷，充分发挥保护渣作用，得到高质量的铸坯，必须对保护渣熔渣层厚度进行检测。

目前常用的保护渣厚度检测装置一般采用将多种不同熔点的金属丝插入结晶器内，然后测量不同金属丝熔化后的剩余长度，从而得到保护渣各层的厚度。专利号为2006100285209的发明专利利用铜、铝和钢三种不同熔点的金属丝来测量结晶器内保护渣厚度，这种测量方法在每次测量后都需要更换金属丝，无法实现快速简便测量。相比于“三丝法”测量保护渣厚度，专利号为2016107296829的发明专利采用激光测距来测量保护渣厚度，可以实现便捷测量；但是由于激光照射到保护渣表面就反射回来，测出的是熔渣层和固渣层的厚度，无法分离得到熔渣层厚度这一关键的信息。

发明内容

本发明旨在克服现有的测量方式无法快速、精确、自动测量熔渣层厚度，提供一种结晶器保护渣熔渣层厚度测量与调节装置及方法，提高测量精度，实现按需加渣。

本发明的装置所采用的技术方案是：一种结晶器保护渣熔渣层厚度自动测量与调节装置，其特征在于：包括加渣机、检测系统和控制系统；

所述检测系统将检测信号传递给控制系统内的熔渣层厚度测量分析仪，所述检测系统将检测到的信号反馈给控制系统，实现闭环控制；

所述控制系统将所述检测系统及传感器反馈回来的信号，分析、计算，调节变频器参数，实现对电机的控制；

所述检测系统安装在所述加渣机两螺旋输料管的出料口处；所述控制系统固定安装在所述加渣机的小车上。

本发明的方法所采用的技术方案是：一种结晶器保护渣熔渣层厚度自动测量与调节方法，其特征在于，包括熔渣层厚度自动测量方法和熔渣层厚度自动调节方法；

所述熔渣层厚度自动测量方法，包括以下步骤：

步骤A1：熔渣层厚度测量分析仪初始化，并进行参数设置；设置第一螺旋输料管和第二螺旋输料管摆开过程中需要测量次数n；

步骤A2：加渣机开始工作，第一超声波熔渣层厚度测量传感器、第二超声波熔渣层厚度测量传感器进行检测，熔渣层厚度测量分析仪计算出熔渣层厚度，记为D₀(0，d₀)，第一螺旋输料管和第二螺旋输料管摆动过程中实际测量次数i赋值为0；

步骤A3：第一螺旋输料管和第二螺旋输料管摆动过程中实际测量次数i赋值为i+1；

步骤A4：在拉绳位移传感器检测第一螺旋输料管和第二螺旋输料管出料口中心沿结晶器长度方向移动间隔Δx，拉绳位移传感器测量一次，记为D_i(i*Δx，d_i)；