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，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，存在時滯性大，主觀性強，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)確且進入產(chǎn)業(yè)實用的轉(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、誤報率較高、電磁設(shè)備維護不方便的技術(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現(xiàn)的，有采用滑動閘閥來實現(xiàn)的，還有采用氣動擋渣來實現(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)存在維護復(fù)雜、易于損壞、使用壽命短、價格昂貴等缺點。
[0007]目前，較先進的轉(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、與工控機連接的顯示器，工控機的母版上插接有視頻采集卡，工控機的操作系統(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，工控機電連接PLC控制器;轉(zhuǎn)爐出鋼時，紅外攝像儀實時采集出鋼口的鋼水圖像數(shù)據(jù)，并傳輸給工控機，工控機對出鋼口的紅外圖像分析處理系統(tǒng)實時分析傳來的現(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)向搖爐機的PLC控制器發(fā)送搖爐指令信號，搖爐機按照搖爐指令信號搖爐，從而實現(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，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)置主控機柜設(shè)備、搖爐機柜設(shè)備;主控機柜設(shè)備包括高性能工業(yè)計算機及數(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)，利用紅外攝像儀進行爐渣檢測，實時監(jiān)測轉(zhuǎn)爐出鋼狀況，檢測出轉(zhuǎn)爐下渣情況，以便及時判斷、及時搖爐、及時加擋渣球，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)進行下渣控制，非根據(jù)轉(zhuǎn)爐出鋼處于的階段，實行及時、有效、針對性強的下渣控制。
[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)爐出鋼所處階段進行針對性的下渣控制。
【實用新型內(nèi)容】
[0011]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種能根據(jù)轉(zhuǎn)爐出鋼所處階段進行下渣控制的轉(zhuǎn)爐出鋼下渣控制系統(tǒng)，從而進一步提高轉(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、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、擴展插槽安裝有視頻采集卡的工控機，與工控機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，第一視頻光端機光纖連接第二視頻光端機，第二視頻光端機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；工控機具有網(wǎng)絡(luò)接口，工控機通過網(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接口連接工控機的RS232接口。
[0014]進一步，閘閥驅(qū)動裝置為液壓油缸。
[0015]進一步，第一視頻光端機、第二視頻光端機均為數(shù)字視頻光端機。
[0016]進一步，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)場的報警器，報警器電連接PLC控制器。
[0017]進一步，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，本實用新型的有益效果是:
[0020]1、本實用新型的轉(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，第一視頻光端機通過光纖連接第二視頻光端機，第二視頻光端機的視頻信號輸出接口連接工控機的視頻采集卡的技術(shù)方案，其具有采用紅外成像技術(shù)實時監(jiān)看出鋼口流出鋼水中的鋼渣情況，并及時、高保真地將實時現(xiàn)場情況轉(zhuǎn)發(fā)，再對實時現(xiàn)場情況進行灰度分析，及時估算出鋼水中的鋼渣含量的技術(shù)作用，從而實現(xiàn)轉(zhuǎn)爐出鋼口流出鋼水中的鋼渣含量的實時有效監(jiān)測、及時分析并發(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秒的時間內(nèi)關(guān)閉轉(zhuǎn)爐出鋼口的技術(shù)作用，從而實現(xiàn)在最短的時間內(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時掌握