7-7連鑄鋼包下渣檢測與控制系統(tǒng)的研究與應(yīng)用

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1、連鑄鋼包下渣檢測與控制系統(tǒng)的研制與應(yīng)用唐安祥Email：tangax@baosteel.com，申屠理鋒1，鐘志敏2，顧文斌2（1．寶山鋼鐵股份有限公司研究院自動化所，上海201900；2．寶山鋼鐵股份有限公司煉鋼廠，上海201900）摘要：本文介紹了我們自行開發(fā)研制的連鑄鋼包下渣檢測與控制系統(tǒng)，敘述了整個系統(tǒng)的基本組成及下渣檢測的原理，闡述了系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)和特點(diǎn)，同時介紹了系統(tǒng)的識別模型和軟件系統(tǒng)，并對本系統(tǒng)在寶鋼煉鋼廠的使用效果作了論述。關(guān)鍵詞：連鑄；下渣檢測；鋼包；控制系統(tǒng)中圖分類號：TP273文獻(xiàn)標(biāo)識碼：ADevelopmentandApplicationofLad

2、leslagDetection&ControlSysteminContinuousCastingTangAnxiang1,Shen-tuLifeng1,ZhongZhiming2,GuWenBin2（1．AutomationResearchDept,BaosteelCo.Ltd.ResearchInstitute,Shanghai,China,201900；2．SteelMakingPlant,BaosteelCo.Ltd,Shanghai,China,201900）Abstract:ThisarticleintroducesLadleslagDetection&Contr

3、olSysteminContinuousCasting,describesthecomponentsofthesystemandtheprincipleofslagdetection,elucidatesthekeytechnologiesandcharacteristicsofthesystem,presentstherecognitionmodelandthesoftwaresystem,anddiscussestheapplicationofthesysteminEAFcontinuouscastingofsteelmakingplantofBaosteel.Keyw

4、ords:ContinuousCasting,Slagdetection,Ladle,Controlsystem在連鑄的生產(chǎn)過程中，當(dāng)鋼包澆注即將結(jié)束時，浮于鋼水表面的鋼渣因漩渦作用而混著鋼水經(jīng)長水口流進(jìn)中間包。過量的鋼渣不僅會降低鋼水的純凈度，影響鋼坯質(zhì)量，甚至導(dǎo)致拉漏事故，而且會影響鋼水流動及減少中間包連澆爐數(shù)，同時還會加速中間包耐火材料的腐蝕，縮短其使用壽命，影響連鑄生產(chǎn)的進(jìn)行。為了提高中間包鋼水的純凈度,改善鑄坯質(zhì)量，減少鋼包中殘鋼量，延長中間包耐材壽命，增加連澆爐數(shù)等，均有必要對連鑄鋼包澆注后期進(jìn)行下渣自動檢測與控制。目前，比較成熟的產(chǎn)品主要采用電磁線圈檢測法。這

5、種方法把傳感器置于高溫的鋼水附近，需要頻繁更換傳感器，這樣產(chǎn)品的使用和維護(hù)成本較高，同時這種方法需要對全部鋼包或中間包等設(shè)備進(jìn)行局部的改造，費(fèi)用高昂。本系統(tǒng)采用振動檢測原理，傳感器安裝在操縱桿上，離鋼水較遠(yuǎn)，環(huán)境溫度不高，對設(shè)備的改動很少，安裝、使用和維護(hù)方便，投資和使用成本低。1．系統(tǒng)的基本組成及下渣檢測原理如圖1所示為連鑄鋼包下渣檢測與控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖，整個系統(tǒng)主要由安裝在機(jī)械臂上的振動傳感器、控制箱、控制柜，以及報警指示燈等組成。圖1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖鋼水從鋼包通過滑動水口、長水口流入中間包過程中，滑動水口是管路中的收縮部位，當(dāng)鋼水從滑動水口流入長水口時會產(chǎn)生瞬變過程，

6、從而引起長水口和與之相連的機(jī)械臂產(chǎn)生較強(qiáng)的振動。流過管道的介質(zhì)不同，引起管道的振動特征也不同。在鋼包出渣以前，流過長水口的是純凈的鋼水，而鋼包在澆鑄快結(jié)束時，流過長水口的是鋼水與鋼渣的混合物。由于鋼渣與鋼水相比，比重輕，熔點(diǎn)高，粘度大，純凈鋼水引起長水口振動的特征和鋼水與鋼渣混合物引起長水口振動的特征具有差別。本系統(tǒng)就是利用這種振動特征的差別來進(jìn)行下渣檢測的。系統(tǒng)整個工作過程如圖2所示：振動由長水口產(chǎn)生，經(jīng)過機(jī)械臂傳遞到傳感器，由傳感器檢測得到，并經(jīng)過放大、濾波等預(yù)處理，然后由采集卡采樣、A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號送入計算機(jī)，進(jìn)行分析處理、特征提取和模式識別。當(dāng)有鋼渣時系統(tǒng)自動優(yōu)

7、化關(guān)閉滑動水口，同時發(fā)出報警指示信號。圖2系統(tǒng)處理過程2．系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)及特點(diǎn)：本系統(tǒng)的核心是對振動信號的分析和處理，要能及時準(zhǔn)確判斷是否下渣，并從中提取出鋼渣流過長水口時的振動特征參數(shù)。連鑄澆注過程中的情況是比較復(fù)雜的，系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)主要有：1.在鋼包澆注過程中，中間包的液位會發(fā)生變化，鋼水液位的不穩(wěn)定會影響下渣檢測的準(zhǔn)確性。但中間包液位的自動控制在連鑄生產(chǎn)中也是一個難點(diǎn)，我們在研究和開發(fā)本系統(tǒng)的過程中，同時成功地開發(fā)研制了“連鑄中間包液位自動控制系統(tǒng)”，在寶鋼煉鋼廠取得了成功的應(yīng)用，系統(tǒng)性能穩(wěn)定，工作可靠，響應(yīng)