[发明专利]一种连铸结晶器加渣自动监控系统及方法

说明书

本发明公开了一种连铸结晶器加渣自动监控系统及方法，该连铸结晶器加渣自动监控方法中，图像分析处理单元通过对钢水液位检测单元检测的结晶器钢水液位信息以及浇口图像检测单元采集的结晶器浇口图像信息进行分析处理，获得结晶器内的渣面及渣层信息，当结晶器内的渣面及渣层信息超过图像分析处理单元内设定的报警阈值时发出报警信号；加渣控制单元根据报警信号，自动增大或减少加渣量。本发明的连铸结晶器加渣自动监控系统及方法，能够解决渣位监测盲区以及运行可靠性不足的问题，代替加渣现场的人工监控作业，提升安全性及劳动效率。

技术领域

本发明涉及连铸过程检测与控制技术，更具体地说，涉及一种连铸结晶器加渣自动监控系统及方法。

背景技术

炼钢连铸领域中，结晶器是连铸关键核心设备，主要用于将液态钢水凝结成初生坯壳；其中保护渣是添加到结晶器内钢水表面的一种粉末状或颗粒状非金属化合物，保护渣的添加对连铸生产稳定顺行和钢水浇铸质量的提高有着密切关系，通常在浇铸过程中需要不断往结晶器内添加保护渣，以补充保护渣在钢水浇铸过程中的消耗，保持适当的渣层厚度，起到润滑、保温、填补空隙、防止钢水氧化的作用。

随着钢厂自动化程度的提升，传统的人工加渣方式已经逐渐被自动加渣设备替代，加渣机可以定量地将保护渣送入结晶器，从而减轻了工人的劳动负荷；但是这种添加方式目前面临的一个主要问题是缺少能自动监控保护渣添加量状态的手段，当加渣机给出的保护渣添加量与动态变化的保护渣消耗量不匹配时，就容易发生钢水表面缺渣引发漏钢事故，或者发生加渣过量引发夹渣质量缺陷，因此目前钢厂基本上还是需要依靠人工监测手段，即由操作人员靠近结晶器的钢水浇口，对钢水表面渣况进行目测检查监视，并根据目测的渣况，对加渣机的保护渣添加量进行人工调整；此种方式，无法完全消除操作人员在加渣区域的作业负担，操作人员面临一定的安全风险，而且严重制约了连铸生产自动化程度以及生产效率的进一步提升。

目前国内外针对上述问题也做了相关研究，申请号201720778665.4公开了一种基于厚度检测的结晶器保护渣自动添加系统，包括保护渣厚度检测控制盒和保护渣添加控制部分，保护渣厚度检测控制盒设置在结晶器上方，主要由激光扫描仪、多普摄像仪构成，实现对结晶器内保护渣层实际厚度Δh的检测；保护渣添加控制部分主要由PID模块、变频器、电机构成，PID模块根据保护渣层的实际厚度Δh和设定符合工艺要求的渣层厚度hs的比较，控制变频器来改变电机的转速以调节加渣量稳定渣层厚度；该申请需要设置激光投射装置，装置复杂、安装调整困难，由于结晶器和上方中间包之间净空十分狭窄，且有水口和加渣机喷嘴的遮挡，对于大量小断面连铸机的结晶器来说，渣面往往不可见，渣位存在监测盲区，因此难以适用。另外也有采用红外测距传感器或激光测距传感器安装在浇口熔渣层厚度测量传感器来测量出保护渣熔渣层厚度；此种方案需要将传感器安装在加渣机靠近结晶器浇口的上方，离高温钢水过近，传感器运行环境恶劣，寿命极难保证，制约了检测的可靠性和稳定性。

发明内容

针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的是提供一种连铸结晶器加渣自动监控系统及方法，能够解决渣位监测盲区以及运行可靠性不足的问题，代替加渣现场的人工监控作业，提升安全性及劳动效率。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一方面提供了一种连铸结晶器加渣自动监控系统，包括：

钢水液位检测单元，用于检测结晶器内的钢水液位信息；

浇口图像检测单元，用于采集结晶器内的浇口图像信息；

图像分析处理单元，用于对钢水液位信息以及浇口图像信息分析处理得到结晶器内的渣面及渣层信息，当结晶器内的渣面及渣层信息超出设定的报警阈值时发出报警信号；

加渣控制单元，用于根据图像分析处理单元传递的报警信号，自动增大或减少加渣量。

较佳的，所述钢水液位检测单元包括涡流型或放射源型钢水液位计。