專利名稱：檢測和控制鋼水中的熔渣的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及熔渣4企測和控制技術(shù)，具體涉及一種檢測和控制從 大包經(jīng)長水口流至中包的鋼水中的熔渣的裝置以及一種才企測和控制 /人大包經(jīng)長水口流至中包的鋼水中的熔渣的方法。
背景技術(shù)：
在連鑄冶煉過考呈中，在鋼水乂人大包流出的末期將有熔渣隨鋼水 流到中包。為了保證中包鋼水的純凈度，需要對大包流至中包的熔 渣進(jìn)行4全測和控制。目前4交通用的纟企測^支術(shù)有電》茲法和振動法。電 》茲法的第一個^:點是電,茲傳感器安裝在大包上水口周圍的高溫區(qū)， 電磁傳感器受高溫烘烤壽命較短，而且傳感器一旦損壞，需要等到
大包中修時(周期通常為一周)更換，影響檢測設(shè)備的連續(xù)運行；
電磁法的第二個缺點是安裝傳感器需要對大包座磚和基準(zhǔn)板改裝， 而改裝的工作量比較大。這兩個缺點影響電》茲測渣技術(shù)的廣泛推廣。 振動法的第 一個缺點是連鑄現(xiàn)場的振動源干擾嚴(yán)重，即使在檢渣期
間限制大包滑板的調(diào)節(jié)以及眾多機(jī)電設(shè)備的啟動，振動測逢r設(shè)備還 會出現(xiàn)提前誤報警，這將使大包余鋼量過多而嚴(yán)重影響大包鋼水的 利用率；振動法的第二個缺點是鋼水和含渣鋼水在振動傳感器中引 起的振動信號差別不太顯著而漏報警，使中包內(nèi)的渣層過厚，影響 中包鋼水的純凈度。這些缺點導(dǎo)致電磁法和振動法發(fā)出的下渣報警 信號只是提示操作人員手動終止大包中的含渣鋼水向中包的轉(zhuǎn)移， 而手動纟喿作相對下渣^^艮警信號的延遲又增加了從大包流入中包的熔渣量。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上所述的一個或多個問題，本發(fā)明提出了一種檢測和控 制乂人大包經(jīng)長水口流至中包的鋼水中的熔渣的裝置以及檢測和控制 從大包經(jīng)長水口流至中包的鋼水中的熔渣的方法，旨在提供一種既 便于安裝，且使用壽命長，又不會受到環(huán)境干擾提前誤報警的檢測 和控制大包流至中包的熔渣的裝置和方法。
根據(jù)本發(fā)明 一個方面的用于檢測鋼水中的熔渣的裝置包括傳 感器，用于獲取中包中的鋼水覆蓋層表面的 一種以上的形貌信息并 將形貌信息發(fā)送給信號處理機(jī)；以及信號處理機(jī)，用于根據(jù)形貌信 息來確定是否有炫渣出現(xiàn)，并在確定有熔渣出現(xiàn)的情況下發(fā)出下渣 報警信號以及停止鋼水和熔渣經(jīng)由長水口從大包流入中包的控制信 號。其中，鋼水和熔渣經(jīng)由長水口從大包流入中包，熔渣的密度小 于鋼水的密度。
其中，傳感器可以是普通光學(xué)攝像器件，也可以是對紅外線敏 感的攝像器件。
其中，形貌信息包括以下信息中的至少一種信息中包中在長 水口附近的鋼水覆蓋層的局部表面的高度信息以及中包中在長水口 附近的鋼水覆蓋層的局部表面的亮度信息。
其中，信號處理機(jī)用于在亮度信息超過亮度預(yù)定值的情況下發(fā) 出亮度報警信號。信號處理機(jī)用于在高度信息超過高度預(yù)定值的情 況下發(fā)出高度報警信號。
傳感器通過測定長水口與中包中的鋼7jc覆蓋層表面的交界線位 置的變化來檢測高度信息。根據(jù)本發(fā)明另 一個方面的用于才企測鋼水中的熔渣的方法包才舌以
下步驟步驟一，獲取中包中的鋼水覆蓋層表面的一種以上的形貌 信息；
步驟二，才艮據(jù)形貌信息來確定是否有熔渣出現(xiàn)；以及
步驟三，在確定有熔渣出現(xiàn)的情況下發(fā)出下渣報警信號以及停 止鋼水和熔渣經(jīng)由長水口從大包流入中包的控制信號。其中，鋼水 和熔渣經(jīng)由長水口從大包流入中包，熔渣的密度小于鋼水的密度。
其中，形貌信息包括以下信息中的至少一種信息中包中在長 水口附近的鋼水覆蓋層的局部表面的高度信息以及中包中在長水口 附近的鋼水覆蓋層的局部表面的亮度信息。在步驟三中，在亮度信 息超過亮度預(yù)定值的情況下發(fā)出亮度報警信號。在步驟三中，在高 度信息超過高度預(yù)定值的情況下發(fā)出高度報警信號。
其中，在步驟一中，可以通過測定長水口與中包中的鋼水覆蓋 層表面的交界線位置的變化來檢測高度信息。
通過本發(fā)明，提供了既便于安裝，且使用壽命長，又不會受到 環(huán)境干擾提前誤報警的檢測和控制從大包流至中包的熔渣的裝置和 方法。


此處所i兌明的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申
請的一部分，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并 不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中
圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的用于檢測和控制從大包經(jīng)長水口流 至中包的鋼水中的熔渣裝置的4匡圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的用于檢測和控制從大包經(jīng)長水口流 至中包的鋼水中的熔渣的方法的流程圖；以及
圖3是根據(jù)本發(fā)明實施例的用于檢測和控制從大包經(jīng)長水口流 至中包的鋼水中的熔渣的裝置具體應(yīng)用的示意圖。
具體實施例方式
下面參考附圖，詳細(xì)說明本發(fā)明的具體實施方式
。
在本發(fā)明的一個實施例中，用傳感器測定大包伸入到中包鋼水 中的長水口附近中包鋼水覆蓋層局部表面高度的升高和亮度的加 大，信號處理機(jī)對傳感器信號進(jìn)行處理，并根據(jù)中包鋼水覆蓋層局 部表面升高和加亮的程度發(fā)出下渣報警信號以及驅(qū)動滑板機(jī)構(gòu)關(guān)閉 大包水口的控制信號。
在本發(fā)明的一個實施例中，利用高度和亮度這兩個物理量對大 包流入中包的熔渣進(jìn)行檢測，遠(yuǎn)離高溫區(qū)因而壽命長又便于安裝的 傳感器對這兩個物理量的信號進(jìn)行4企測，由信號處理機(jī)分別處理， 根據(jù)分別處理的結(jié)果發(fā)出獨立的報警信號。這兩種方法相互補(bǔ)充提 高報警率。由于熔渣的比重僅是鋼水的1/3,從大包流入中包的炫渣 將會在大包長水口附近向上浮動，使中包鋼水覆蓋層表面先局部升 高，該升高值遠(yuǎn)大于大包鋼水流入中包的沖擊力引起的中包鋼水覆 蓋層的波動，可及時地發(fā)出可靠的下渣報警信號；進(jìn)而火紅的熔渣 突石皮中包鋼水覆蓋層表面而突然加大亮度，并及時地發(fā)出可靠的下 渣報警信號。下渣引起的中包鋼7jc覆蓋層表面的升高比表面的加亮 提前約0.6秒檢測到。在發(fā)出下渣報警信號的同時發(fā)出驅(qū)動滑板機(jī) 構(gòu)關(guān)閉大包水口的控制信號。高度>^艮警信號的高可靠性和亮度報警 信號的高可靠性以及兩種方法互相補(bǔ)充的高報警率，是用報警信號 控制滑板機(jī)構(gòu)關(guān)閉大包水口的技術(shù)基礎(chǔ)。大包下渣上浮引起的中包鋼水覆蓋層局部表面高度的上升和亮 度的加強(qiáng)可用普通攝像器件觀測。
熔渣相對鋼水的亮度在紅外波段更顯著，應(yīng)用對紅外敏感的攝 像器件可提高大包下渣檢測裝置的分辨能力。
在應(yīng)用測渣技術(shù)減少下渣量而使中包鋼水覆蓋層較薄的情況 下，受長水口顫動的作用，中包鋼水覆蓋層在長水口周圍形成熔融 發(fā)亮的環(huán)圈，這個環(huán)圏是大包流至中包的鋼水中的熔渣受鋼水浮力 作用上浮并沖破中包鋼7K覆蓋層的突破口 ，使熔融的環(huán)圈及其附近 先升高繼而突破覆蓋層局部表面而使亮度突增。
圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的用于檢測和控制從大包經(jīng)長水口流 入中包的鋼水中的熔渣的裝置的框圖。如圖1所示，才艮據(jù)本發(fā)明實
施例的用于^r測和控制/人大包經(jīng)長水口流入中包鋼水中的熔渣的裝 置包括傳感器102,用于獲取中包中的鋼水覆蓋層表面的一種以 上的形貌信息并將形貌信息發(fā)送給信號處理機(jī)104;以及信號處理 機(jī)104,用于根據(jù)形貌信息來確定是否有熔渣出現(xiàn)，并在確定有熔 渣出現(xiàn)的情況下發(fā)出報警信號以及停止鋼水和熔渣經(jīng)由長水口從大 包流入中包的控制信號。其中，鋼水和熔渣經(jīng)由長水口/人大包流入 中包，熔渣的密度小于鋼水的密度。
其中，傳感器102可以是普通光學(xué)掘/像器件，也可以是對紅外 線敏感的攝像器件。
其中，形貌信息包括以下信息中的至少一種信息中包中在長 水口附近的鋼水覆蓋層的局部表面的高度信息以及中包中在長水口 附近的鋼水覆蓋層的局部表面的亮度信息。
其中，信號處理機(jī)104在亮度信息超過亮度預(yù)定值的情況下發(fā) 出亮度報警信號。信號處理機(jī)104在高度信息超過高度預(yù)定值的情況下發(fā)出高度 報警信號。
傳感器通過測定長水口與中包中的鋼水覆蓋層表面的交界線位 置的變化來檢測高度信息。
圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的用于檢測和控制從大包經(jīng)長水口流 入中包的鋼水中的熔渣的方法的流程圖。如圖2所示，才艮據(jù)本發(fā)明 實施例的用于檢測和控制從大包經(jīng)長水口流入中包的鋼水中的熔渣 包4舌以下步驟
步驟S202，獲取中包中的鋼水覆蓋層表面的一種以上的形貌信
息；
步驟S204，根據(jù)形貌信息來確定是否有熔渣出現(xiàn)；以及
步驟S206,在確定有熔渣出現(xiàn)的情況下發(fā)出報警信號以及停止 鋼水和熔渣經(jīng)由長水口 /人大包流入中包的控制信號。
其中，鋼水和熔渣經(jīng)由長水口乂人大包流入中包，熔淹的密度小 于鋼水的密度。
其中，形貌信息包括以下信息中的至少一種信息中包中在長 水口附近的鋼水覆蓋層的局部表面的高度信息以及中包中在長水口 附近的鋼水覆蓋層的局部表面的亮度信息。
在步驟S206中，在亮度信息超過亮度預(yù)定值的情況下發(fā)出亮 度報警信號。在步驟S206中，在高度信息超過高度預(yù)定值的情況下 發(fā)出高度報警信號。其中，在步驟S202中，可以通過測定長水口與中包中的鋼水 覆蓋層表面的交界線位置的變化來檢測高度信息。
在本發(fā)明的一個實施例中，提出了一種在大包中的鋼水經(jīng)長水 口流至中包的過程中檢測熔渣出現(xiàn)的裝置，包括觀測中包鋼水覆蓋 層表面的傳感器和信號處理機(jī)，其中，傳感器檢測從大包伸入到中 包鋼水中的長水口附近中包鋼水覆蓋層局部表面高度的上升及亮度 的加強(qiáng)，信號處理機(jī)分別處理高度及亮度信號并分別發(fā)出標(biāo)志下渣 的高度報警信號和亮度報警信號以及驅(qū)動滑板機(jī)構(gòu)關(guān)閉大包水口的 控制信號。觀測中包鋼水覆蓋層表面的傳感器可以是普通光學(xué)攝像 器件。觀測中包鋼水覆蓋層表面的傳感器也可以是對紅外敏感的攝 像器件。
其中，可以觀測中包鋼水覆蓋層表面的傳感器通過測定長水口 與中包鋼水覆蓋層表面交界線位置的變化來檢測中包鋼水覆蓋層局 部表面的上升高度。
圖3是根據(jù)本發(fā)明實施例的用于檢測鋼水中的熔渣的裝置具體 應(yīng)用的示意圖。如圖3所示，大包3中的鋼水4從大包3底部經(jīng)長 水口 6流至中包7的鋼水9中的過程中出現(xiàn)熔渣的才全測裝置系統(tǒng)圖。 含熔渣的鋼水流至中包的鋼水9中熔渣受浮力作用將向上浮動，引 起長水口 6附近中包鋼水覆蓋層8局部表面上升，最終突破覆蓋層 8局部表面而使表面亮度加強(qiáng)。攝像器(傳感器)l對長水口 6附近 中包鋼7jc覆蓋層8表面及接近覆蓋層8的長水口 6處進(jìn)行觀測，信 號處理機(jī)2對攝像器1的觀測信號進(jìn)行處理，分別給出長水口 6附 近中包鋼水覆蓋層局部表面高度和亮度的增加值并及時發(fā)出高度升 高報警信號及亮度增加報警信號以及驅(qū)動大包滑板機(jī)構(gòu)5關(guān)閉大包 水口的控制信號。長水口 6顫動導(dǎo)致中包鋼水覆蓋層8圍繞長水口 6形成熔融的 環(huán)圏。當(dāng)進(jìn)入中包鋼水9的熔渣向上浮動時，熔融的環(huán)圈就成了炫 渣上浮并沖出中包鋼水覆蓋層8的突破口 ，使環(huán)圈及其附近先上浮 繼而增亮并在環(huán)圈附近出現(xiàn)4交大面積紅亮的熔渣。熔融的環(huán)圈和上 浮至覆蓋層8局部表面的熔渣和鋼7jc〉'昆合液4交亮而長水口 6 4交暗， 長水口 6與環(huán)圏的交界線圖3中的P容易分辨。當(dāng)長水口 6附近中 包鋼水覆蓋層8局部表面升高時，攝像器1觀測的交界線P的仰角 a 10將加大。攝像器1觀測仰角a 10的變化來測定鋼水覆蓋層8 局部表面的上升高度，同時測定覆蓋層局部表面增亮的程度。信號 處理機(jī)2根據(jù)高度升高的程度和亮度加亮的程度分別發(fā)出報警信號 以及驅(qū)動大包滑^反^/L構(gòu)5關(guān)閉大包水口的控制信號。
以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對 于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本 發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均 應(yīng)包含在本發(fā)明的^f呆護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于檢測并控制鋼水中的熔渣的裝置，其中，所述鋼水和所述熔渣經(jīng)由長水口從大包流入中包，所述熔渣的密度小于所述鋼水的密度，其特征在于，包括傳感器，用于獲取所述中包中的鋼水覆蓋層表面的一種以上的形貌信息并將所述形貌信息發(fā)送給信號處理機(jī)；以及所述信號處理機(jī)，用于根據(jù)所述形貌信息來確定是否有所述熔渣出現(xiàn)，并在確定有所述熔渣出現(xiàn)的情況下發(fā)出下渣報警信號以及停止所述鋼水和所述熔渣經(jīng)由所述長水口從所述大包流入所述中包的控制信號。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述傳感器為普通 光學(xué)攝像器件。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述傳感器為對紅 外線敏感的攝像器件。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述形貌信息包括 以下信息中的至少 一種信息所述中包中在所述長7jc 口附近的 鋼水覆蓋層的局部表面的高度信息以及所述中包中在所述長 水口附近的鋼水覆蓋層的局部表面的亮度信息。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述信號處理機(jī)還 用于在所述亮度信息超過亮度預(yù)定值的情況下發(fā)出亮度報警 信號。
6. 才艮據(jù)權(quán)利要求4或5所述的裝置，其特征在于，所述信號處理 機(jī)還用于在所述高度信息超過高度預(yù)定值的情況下發(fā)出高度 報警信號。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述傳感器通過測 定所述長水口與所述中包中的鋼水覆蓋層表面的交界線位置 的變化來檢測所述高度信息。
8. —種用于4企測并控制鋼水中的熔渣的方法，其中，所述鋼水和 所述熔渣經(jīng)由長水口乂人大包流入中包，所述熔渣的密度小于所 述鋼水的密度，其特4i在于，包括以下步艱朵步驟一，獲取所述中包中的鋼水覆蓋層表面的一種以上的 形貌信息；步驟二 ，才艮據(jù)所述形貌信息來確定是否有所述熔渣出現(xiàn)；步驟三，在確定有所述熔渣出現(xiàn)的情況下發(fā)出下渣報警信 號以及停止所述鋼水和所述熔渣經(jīng)由所述長水口從所述大包 流入所述中包的控制信號。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述形貌信息包括 以下信息中的至少一種信息所述中包中在所述長水口附近的 鋼水覆蓋層的局部表面的高度信息以及所述中包中在所述長 水口附近的鋼水覆蓋層的局部表面的亮度信息。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，在所述步驟三中， 在所述亮度信息超過亮度預(yù)定值的情況下發(fā)出亮度報警信號。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的方法，其特征在于，在所述步驟 三中，在所述高度信息超過高度預(yù)定值的情況下發(fā)出高度報警 信號。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，在所述步驟一中，通過測定所述長水口與所述中包中的鋼水覆蓋層表面的交界 線位置的變化來4企測所述高度信息。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種用于檢測鋼水中的熔渣的裝置和方法，其中，根據(jù)本發(fā)明的用于檢測從大包經(jīng)長水口流入中包的鋼水中的熔渣的裝置包括傳感器，用于獲取中包中的鋼水覆蓋層表面的一種以上的形貌信息并將形貌信息發(fā)送給信號處理機(jī)；以及信號處理機(jī)，用于根據(jù)形貌信息來確定是否有熔渣出現(xiàn)，并在確定有熔渣出現(xiàn)情況下發(fā)出下渣報警信號以及停止鋼水和熔渣經(jīng)由長水口從大包流入中包的控制信號。其中，鋼水和熔渣經(jīng)由長水口從大包流入中包，熔渣的密度小于鋼水的密度。通過本發(fā)明，提供了既便于安裝，且使用壽命長，又不會受到環(huán)境干擾提前誤報警的檢測并停止熔渣從大包流至中包的裝置和方法。
文檔編號B22D46/00GK101306466SQ20081010859
公開日2008年11月19日 申請日期2008年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月2日
發(fā)明者田志恒 申請人:田志恒;田 陸;田 立