专利名称：钢水下渣检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种冶金容器下渣检测系统，尤其涉及一种结合振动检测元件、称重元件和红外摄像系统共同检测钢水容器下渣时刻的高效钢水下渣检测装置。
背景技术：
炼钢过程中，需要先经炼钢炉冶炼出钢水，然后将钢水倒入钢水包内精炼，再将钢水从钢水包浇至中间罐内注成钢坯。在每一个过程中，钢渣总是与钢水同时存在于相应的容器内，而在钢水从一个容器向另一个容器装入过程中，人们总是希望将尽可能多的钢水注入下一个容器而不希望钢渣进入。目前，没有比较理想的方法能够精确地检测下渣时刻，因而难以达到高成效的浇注效果。
实用新型内容针对现有钢水下渣时刻检测存在的问题，本实用新型的目的是提供一种能够准确检测下渣发生时刻的钢水下渣检测装置。
为达到上述目的，本钢水下渣检测装置包括一个下部有出口的钢水容器，钢水从所述容器流出，该钢水容器出口处有一个包含上下两个部件的滑动水口，所述滑动水口下方部件的下面焊接一个保护套管，所述保护套管内有一个长水口，且所述保护套管被一个机械手夹持，还包括一个由振动检测元件、称重元件、红外摄像机、放大器、至少一个滤波器以及程序控制器构成的检测系统；其中振动检测元件安装在机械手上或钢水容器出口处的滑动水口上，称重元件安装在钢水容器支点处，红外摄像机置于长水口的保护套管附近以监测接收钢水容器(图中未示出)内的钢水表面状况，称重元件与程序控制器连接，并向其传递钢水容器的重量信号，红外摄像机与程序控制器连接，并向其传递接收钢水容器(图中未示出)内的钢渣出现情况，振动检测元件依次通过放大器、滤波器与程序控制器连接，滑动水口与程序控制器连接，并由程序控制器控制其水口开关状况和开口大小，报警装置与程序控制器连接，由程序控制器驱动其发出报警信号。
进一步，所述振动检测元件为振动压电加速器。
进一步，所述振动检测元件为电容加速器。
进一步，所述振动检测元件为多普勒激光装置。
本实用新型所述的钢水下渣检测装置通过振动检测元件检测涡流卷渣和大包下渣发生时所产生的振动信号，同时结合称重元件和红外摄像灯作为振动检测系统的确认信息和调试依据，从而能精确地检测到卷渣涡流和/或下渣的发生时刻，在确保钢水最大收得率的同时阻止渣子混同钢水一起流出，大大提高了炼钢效果。
图1是本实用新型实施例所述钢水下渣检测装置的结构示意图；图2是本实用新型实施例所述振动信号的振幅随时间变化的振动特性曲线图。
具体实施方式
本实施例采用由钢包向中间罐浇注钢水过程中的下渣检测对本实用新型所述的钢水下渣检测装置作详细说明。
如图1所示，本实用新型实施例所述的钢水下渣检测装置包括一个下部有出口的钢包1，钢水从所述钢包流出，该钢包1出口处有一个包含上下两个部件的滑动水口2，所述滑动水口下方部件的下面焊接一个保护套管3，所述保护套管内有一个长水口4，且所述保护套管被一个机械手5夹持，还包括一个由振动压电加速器6、称重元件7、红外摄像机8、放大器9、包含一个高通滤波器101和一个低通滤波器102的滤波器10、程序控制器11以及报警装置12构成的检测系统；振动压电加速器6安装在机械手5或钢包1出口处的滑动水口2上，称重元件7安装在钢包1支点处，红外摄像机8置于长水口4的保护套管3附近，用于监测中间罐(图中未示出)内的钢水表面状况，称重元件7与程序控制器11连接，并向其传递所检测到的钢水容器的重量信号，红外摄像机8与程序控制器11连接，并向其传递中间罐钢水表面钢渣出现情况，振动压电加速器6依次通过放大器9、滤波器10与程序控制器11连接，滑动水口2与程序控制器11连接，并由程序控制器控制其水口开关状况和开口大小，报警装置12与程序控制器11连接，由程序控制器驱动其发出报警信号。
其中振动压电加速器作为振动检测元件使用，还可以用电容加速装置和多普勒激光装置代替。
本实用新型实施例所示的钢水下渣检测装置工作原理如下当钢水从钢水容器的出水口流出时会产生振动，所述振动被振动压电加速器6检测到并被转换成相应的电信号，该表示振幅的电信号经放大器9和包含高通滤波器101和低通滤波器102的滤波器10被反馈到程序控制器11，程序控制器11将检测到的振动信号与一个标准信号做比较分析以检测干扰振动的发生，当某一干扰发生时，警报装置12被驱动。如图2所示，曲线3表示振动信号的振幅y发生突变，偏离了表示标准信号振动特性的曲线1，说明有卷渣涡流和/或下渣发生，并以此突变作为检测涡流或下渣发生的条件。检测到上述干扰后，程序控制器11驱动报警装置12并控制滑动水口2的开关状态或开口大小，当滑动水口关闭时，钢水停止下流，图2中曲线4所示振动信号的振幅降为零。
所述钢包1的称重元件7将测量到的信号反馈到程序控制器11，通过该信号程序控制器能知道钢包中还有多少钢水。在浇注的最后，称重元件检测到的重量被作为一个检测下渣的参数供程序控制器判断下渣出现时刻使用。
所述红外摄像机对中间罐内的钢水表面进行适时监测。由于渣子比重仅为钢比重的1/2，所以任何渣子从水口流入中间罐时都会立即上浮并扰动保护套管周围的中间罐表面区域，呈现白亮渣面，这时红外摄像机将图像信息传递给程序控制器，表明下渣开始，程序控制器继而发出相应的指令。
实际上，当振动曲线发生突变时渣子一般并不立即出现，而是有一定的延迟，如果所述振动曲线一发生就关闭或调整滑动水口大小，势必影响钢水的收得率，上述测压元件7和红外摄像机8辅助振动加速器6弥补了仅靠振动信号振动特性曲线判断卷渣涡流和/或下渣出现时刻的不足，即当仅有振动信号的振动幅度发生突变时程序控制器并不向滑动水口2发出指令，只有当测压元件7和/或红外摄像机8同时也检测到上述相应信号时程序控制器11才发送命令控制滑动水口的开关操作，从而阻止渣子的下流，这就大大提高了下渣检测的精密度，也最大限度的保证了钢水的收得率。另外，当钢水从钢包流出时，可能以不同角度冲击长水口内壁，有时还可能不与内壁接触，这些瞬时过程都会影响振动信号的变化从而将其反映到振动特性曲线上，结合上述测压元件和红外摄像机可以避免出现上述瞬时过程时程序处理器仍对信号做出反映，提高了下渣检测系统的可靠性。
图2中振幅曲线2大致对应了滑动水口2的开口大小，开口越大振幅越大，反之亦然。
权利要求1.一种钢水下渣检测装置，其特征在于包括一个下部有出口的钢水容器，钢水从所述容器流出，该钢水容器出口处有一个包含上下两个部件的滑动水口，所述滑动水口下方部件的下面焊接一个保护套管，所述保护套管内有一个长水口，且所述保护套管被一个机械手夹持，还包括一个由振动检测元件、测压元件、红外摄像机、放大器、至少一个滤波器以及程序控制器构成的检测系统；其中振动检测元件安装在机械手或钢水容器出口处的滑动水口上，测压元件安装在钢水容器支点处，红外摄像机置于长水口的保护套管附近以监测接收钢水容器内的钢水表面状况，测压元件与程序控制器连接，并向其传递钢水容器的重量信号，红外摄像机与程序控制器连接，并向其传递接收钢水容器内的钢渣出现情况，振动检测元件依次通过放大器、滤波器与程序控制器连接，滑动水口与程序控制器连接，并由程序控制器控制其水口开关状况和开口大小，报警装置与程序控制器连接，并由程序控制器驱动其发出报警信号。
2.如权利要求1所述的钢水下渣检测装置，其特征在于所述振动检测元件为振动压电加速器。
3.如权利要求1所述的钢水下渣检测装置，其特征在于所述振动检测元件为电容加速器。
4.如权利要求1所述的钢水下渣检测装置，其特征在于所述振动检测元件为多普勒激光装置。
专利摘要本实用新型提供了一种钢水下渣检测装置，该钢水下渣检测装置将振动检测元件安装在钢水容器出口处的滑动水口或夹持保护套管的机械手上，以检测由于钢水下流而产生的振动信号，以振动特性曲线的突变作为检测卷渣涡流和/或下渣时刻出现的条件；所述钢水下渣检测装置还包括一个安装在钢水容器支点处称量钢水容器重量的称重元件和一个位于保护套管附近以监测接收钢水容器内的钢水表面状况的红外摄像装置，结合所述测压元件和红外摄像装置作为振动检测系统的确认信息和调试依据，从而精确地检测出卷渣涡流/下渣出现时刻，在确保钢水最大收得率的同时阻止渣子混同钢水一起流出，大大提高了下渣检测系统的精确度和可靠性，进一步提高了炼钢效果。
文档编号B22D2/00GK2652558SQ0320681
公开日2004年11月3日 申请日期2003年8月1日 优先权日2003年8月1日
发明者张继红 申请人:张继红