鋼包長水口諧振點平衡法鋼渣測量方法和裝置的製作方法

2023-04-22 15:57:01

專利名稱：鋼包長水口諧振點平衡法鋼渣測量方法和裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及連鑄鋼包出鋼時鋼水中夾帶鋼渣的測量方法和裝置。
背景技術：
為了提高鋼材的質量，降低成本，在煉鋼連鑄的生產過程中，要求大包(鋼包，以下簡稱大包)流入中間包鋼水中的鋼渣含量達到工藝要求的標準，為此，需要在大包上安裝鋼渣測量裝置，以便在鋼渣出現時及時關閉滑動水口。
目前使用的鋼渣測量裝置採用電磁線圈法,其測量原理是在大包滑動水口的出鋼口處安裝一個電磁線圈，在線圈中通入勵磁電源，當鋼渣出現時,線圈的磁通量會發生變化,從而引起電磁線圈的端電壓發生變
化，由此來檢測鋼渣從鋼包中流出的時刻。這種方法的缺點是:線圈要用特殊的合金材料製造,成本高。線圈安裝在鋼包滑動水口的上部工作環境溫度高，線圈的使用壽命有一定的限度,經常損壞，更換頻繁。同時在一些特定工藝場合不能採用電磁線圈的方法來測量，例如在VD爐冶煉過程中。

發明內容
本發明的目的在於提供一種鋼包長水口諧振點平衡法鋼渣測量方法和裝置，該測量方法和裝置能在連鑄生產過程中在線實時檢測連鑄鋼包出鋼時鋼包長水口的振動信號，從而獲得鋼水夾帶的鋼渣含量，以便在鋼渣含量達到設定值時及時關閉滑動水口，並發出報警和控制信號。
本發明是這樣實現的 一種鋼包長水口諧振點平衡法鋼渣測量方法，是根據鋼水和鋼渣在長水口中流動時產生的振動不同，建立鋼水和鋼渣的測量模型；測量模型是^ < ，Z) # (8)
式中"滑動水口的開度；
":大包內部鋼水直徑；
G:大包內部鋼水質量；
p:大包內部鋼水比重；
/:長水口長度；/z:鋼水黏度；
g:重力加速度；
當滑動水口的開度"如果滿足公式(8)的條件，長水口中流過的鋼水是層流，對管壁的衝擊振動比較小；當滑動水口的開度^不滿足公式(8)的條件，即滑動水口的開度J等於或大於公式(8)中的值時，表明鋼水中有鋼渣出現，由於鋼渣的擾動會在長水口中產生湍流引起管道激烈振動。
所述的鋼包長水口諧振點平衡法鋼渣測量方法，包括如下步驟第一、測量準備
(1) 安裝在鋼包底部的鋼包重量傳感器測量鋼包重量信號，傳感器輸出的電信號饋給鋼包重量信號處理器，鋼包重量信號處理器的輸出信號饋給中央控制櫃；
(2) 在中央控制櫃中，鋼包重量信號饋給數據採集卡轉換成數位訊號，送入計算機,計算機根據鋼包重量信號數據G和生產設備條件數據K分三類情況進行處理
A: K=0，返回步驟(1)等待K^l，其中K=0，生產設備沒準備好K-1，生產設備準備好；
B: K=l; G>a，返回步驟(1)等待G〈G1，其中Gl為鋼包重輸到中間包重量信號處理器，中間包重量信號處理器的輸出信號饋給中央控制櫃；
(4) 在中央控制櫃中，中間包重量信號饋給數據採集卡轉換成數位訊號送入計算機，計算機根據當前中間包重量值和長水口長度對應的中間包鋼水重量值，通過油缸操作滑動水口開度裝置調整滑動水口開度，固定長水口的長度；
(5) 根據當前鋼包鋼水的重量調整滑動水口的開度J，當開度"滿足
公式(8)，即開度d由小到大調整到"，D # 時，進入鋼
渣測量程序，否則返回步驟(3);第二、開始測量
(6) 安裝在中間包機械臂上的長水口振動測量傳感器，測量鋼包長水口的振動信號，傳感器輸出的電信號饋給振動信號處理器，振動信號處理器的輸出信號饋給中央控制櫃；
(7) 建立原始鋼渣模型階段，長水口的振動信號饋給中央控制櫃中的數據採集卡轉換成數位訊號送入計算機,計算機根據長水口的振動信號數據和生產工藝數據建立原始鋼渣模型；
(8) 在測量設備投入使用階段，長水口的振動信號饋給中央控制櫃中的數據採集卡轉換成數位訊號送入計算機，計算機根據長水口的振動信號數據和生產工藝數據在線建立模型並且與原始鋼渣模型比較，然後根據比較結果分三類情況進行處理
A:在線建立模型與原始鋼渣模型的距離為Ll時，即無鋼渣時，重新在線建立模型；
B:在線建立模型與原始鋼渣模型的距離為L2時，即有大量鋼渣，計算機發出報警信號；
C:在線建立模型與原始鋼渣模型的距離為L3時，即有少量鋼渣，進入滑動水口優化控制程序；
(9) 滑動水口優化控制程序結束後關閉滑動水口，測量程序結束。一種鋼包長水口諧振點平衡法鋼渣測量裝置，包括數據採集部分、
系統控制部分、執行和輔助裝置；
7數據採集部分包括安裝在鋼包迴轉臺的鋼包支架上的鋼包重量 傳感器，鋼包重量信號處理器；安裝在中間包車的中間包底座上的中 間包重量傳感器，中間包重量信號處理器；安裝在中間包機械臂上、 用於測量鋼包長水口振動信號的振動傳感器，振動傳感器信號處理器; 安裝在中央控制櫃中的數據採集卡；信號預處理器是將傳感器的電流 信號轉換為數據採集卡兼容的電壓信號，起到信號轉換的作用；數據 採集卡將採集到的模擬量信號通過A/D轉換為計算機能處理的數字
系統控制部分包括安裝在中央控制櫃中的計算機、數字量輸入/輸 出DI/0卡、信號隔離放大器、伺服放大器；數字量輸入/輸出DI/0卡 安裝在中央控制櫃的計算機上，用於接受開關量信號或輸出開關量控 制信號；信號隔離放大器將計算機的輸入/輸出信號與外界設備隔離； 計算機輸出信號接伺服放大器，伺服放大器接油缸；
執行和輔助裝置包括油缸、報警裝置和操作面板，油缸控制滑動 水口開度裝置，計算機輸出信號還接報警裝置，操作面板接計算機。
本發明的鋼包長水口諧振點平衡法鋼渣測量方法和裝置是根據管 道流體振動原理而設計，利用了管道流體產生的水錘現象來判斷鋼渣 流出大包的時刻，建立了鋼水和鋼渣的測量模型。將建立的鋼渣模型 放在計算機內存中，當設備投入使用後，在線測量鋼包長水口振動信 號，根據測量得到的振動信號提取特徵後在線建立鋼渣模型，並且與 計算機內存中的鋼渣模型比較，從而獲得鋼水夾帶的鋼渣含量，以便 在鋼渣含量達到設定值時中央控制系統發出控制信號及時關閉鋼包滑 動水口，避免鋼渣流入中間包，達到提高鋼水質量的目的，並且中央 控制系統發出報警信號。


圖1為本發明鋼包長水口諧振點平衡法鋼渣測量裝置結構示意圖2為本發明的長水口振動測量信號的處理流程圖3為本發明鋼包長水口諧振點平衡法鋼渣測量流程圖4為本發明的中間包鋼水液位控制流程中l鋼包(大包)，2鋼包重量傳感器，3油缸，4滑動水口，
5伺服放大器，6振動測量傳感器，7鋼包長水口， 8中間包，9中間包 重量傳感器，IO中間包重量信號處理器，ll振動信號處理器，12鋼包 重量信號處理器，13操作面板，14機械臂，15報警裝置，16中央控 制櫃。
具體實施例方式
下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步說明。 一種鋼包長水口諧振點平衡法鋼渣測量方法，是根據鋼水和鋼渣
在長水口中流動時產生的振動不同，建立鋼水和鋼渣的測量模型；測
量模型是
^ < 23舉； (8)
鋼水在管道中流動有兩種狀態， 一種是層流， 一種是湍流，層流 是穩定的流動，對管壁的衝擊力比較小，管道的振動能量也比較小， 這種情況發生在鋼水介質穩定流速比較小的情況下。當鋼渣出現時產 生的振動比較劇烈，根據鋼渣產生的振動特徵判斷鋼渣的流出時刻。 在鋼包澆鑄後期，鋼水在鋼包內部會形成漩渦，鋼渣被巻入鋼水，流 入中間包。在鋼渣沒有出現前希望長水口管道中是層流，當鋼渣出現 時由於鋼渣的擾動在長水口管道中出現湍流，由於湍流的出現引起管 道的劇烈振動，從而根據管道的測量模型判斷出鋼渣的流出時刻。 本發明的測量模型是根據管道流體振動原理而設計的。 在有壓流體經過管路中的閥門或收縮管道時，在閥門或收縮管道 的出口處會形成衝擊區，由於流體對管壁的衝擊作用使管道產生振動 並伴有錘擊聲，這種管道中介質或流速發生變化時引起的劇烈波動， 並且在整個管道長度範圍內傳播的現象稱之為水錘現象。對水錘現象 的研究表明，當管道的長度和管道兩端的壓力差及流過管道的介質不 變時，管道的振動規律不變。而當管道的長度和管道兩端的壓力差及 流過管道的介質變化時，管道的振動規律也發生變化，本發明利用了 管道流體產生的水錘現象來判斷鋼渣流出大包的時刻。
9由雷諾實驗可以知道，流體呈現何種運動狀態與管道直徑、流體 的黏度以及流體速度有關，如果管道直徑J以及流體運動黏度V—定， 則稱從層流變為湍流時的平均速度為上臨界速度，以^表示；從湍流
變為層流時的平均速度為下臨界速度以《表示，"〉W。如果管道直徑^ 或者流體運動黏度/,發生改變，但是無論J、 V、 ^怎樣變化，而相應 的無量綱數^ d"總是一定的。將^ J/v這一無量綱數稱為雷諾數^ 。 對應於上、下臨界速度有
雷諾數
上臨界雷諾數 & =^
下臨界雷諾數 & =^
雷諾通過對於圓管流動的測定得知 下臨界雷諾數 i 《=13800 ~ 40000
i e = 2320

以上說明圓管流動的下臨界雷諾數是一個定值，而層流轉為湍流 的上臨界雷諾數與外界的擾動有關。在鋼包的鋼水流出時，鋼渣沒有 出現時鋼水流動比較穩定，當鋼渣出現時發生湍流，因此選擇上臨界 雷諾數^作為是層流還是湍流流態的判別標準，即
札< 2320 ( 1 )
根據連鑄鋼包設備數據，計算出鋼水在長水口中產生層流的條件，
即
^ =，<2320 (2)
式中丄滑動水口的開度； 鋼水黏度；鋼水上臨界速度;
由公式(2)得u,^^
取"大包內部鋼水直徑； w滑動水口面積；
大包內部鋼水高度；
G:大包內部鋼水質量；
p:大包內部鋼水比重；
p:大包內部鋼水靜壓力:
/:長水口長度； 則有大包內部鋼水面積
formula see original document page 11(3)
formula see original document page 11
(4)
大包內部鋼水重量
由公式(5)得，大包內部鋼水高度: 2G
(5)
大包內部鋼水到達長水口出口處時的速度:
(6)
formula see original document page 11
(7)
對公式(7)進行運算，並將公式(3)代入，運算後，得到:
formula see original document page 11formula see original document page 12 其中g是重力加速度；
當滑動水口的開度c/如果滿足公式(8)的條件，長水口中流過的 鋼水是層流，對管壁的衝擊振動比較小；當滑動水口的開度d不滿足公 式(8)的條件，即滑動水口的開度d等於或大於公式(8)中的值時， 表明鋼水中有鋼渣出現，由於鋼渣的擾動就會在長水口中產生湍流引 起管道激烈振動。
由公式(8 )可以看出滑動水口的開度d是大包內部鋼水質量G和 長水口長度/函數。滑動水口的開度"、大包內部鋼水質量G可以通過 設定值實現，長水口一端固定在鋼包上，另一端浸在中間包的鋼水中， 長度/隨中間包的鋼水液位變化而變化，鋼渣的振動模型M是長水口的 振動頻率/和振動幅度a的函數M = F(/,一，振動頻率/是長水口長度/ 的函數/ = ^/)，改變長水口的長度/可以改變諧振頻率，也就改變了長 水口的振動模型；也就是說長水口的測量模型與鋼水和鋼渣的振動模 型是相對應的。要保證不同的鋼包有相似的振動模型，可以通過調整 滑動水口的開度"和長水口的長度/實現。
參見圖1， 一種鋼包長水口諧振點平衡法鋼渣測量裝置，包括數據 採集部分、系統控制部分、執行和輔助裝置；
數據採集部分包括安裝在鋼包1迴轉臺的鋼包支架上的鋼包重 量傳感器2，鋼包重量信號處理器12;安裝在中間包車的中間包8底
座上的中間包重量傳感器9，中間包重量信號處理器10;安裝在中間
包機械臂14上、用於測量鋼包長水口 7振動信號的振動測量傳感器6， 振動傳感器信號處理器ll;安裝在中央控制櫃16中的數據採集卡；信 號預處理器IO、 11、 12是將傳感器2、 6、 9的電流信號轉換為數據採 集卡兼容的電壓信號，起到信號轉換的作用，其中傳感器以4-20mA的 電信號輸出；數據採集卡將採集到的模擬量信號通過A/D轉換為計算 機能處理的數字量。系統控制部分包括安裝在中央控制櫃16中的計算機、數字量輸入 /輸出DI/0卡、信號隔離放大器、伺服放大器；數字量輸入/輸出DI/0 卡安裝在中央控制櫃16的計算機上，用於接受開關量信號或輸出開關 量控制信號；信號隔離放大器將計算機的輸入/輸出信號與外界設備隔
離，保證了現場信號和中央控制器信號互不幹擾，增加了系統的穩定
性；計算機輸出信號接伺服放大器5，伺服放大器5接油缸3。
執行和輔助裝置包括油缸3、報警裝置15和操作面板13，油缸3 是實現滑動水口 4控制的執行單元，用於打開和關閉滑動水口 4的操 作；操作面板13是提供給操作人員的簡易操作裝置，用於實現中間包 液位控制採用人工還是自動方式的切換，液位控制目標值的設定等功 能；報警裝置15是當測量到的鋼渣含量超過設定的極限範圍時發出報 警信號，同時提供聲音和發光兩種報警。
參見圖1，鋼水從大包1中流出後，經過滑動水口 4和長水口 7 構成的管路進入中間包8，滑動水口4是管路中的收縮部位，當鋼水從 滑動水口 4流入長水口 7時引起鋼水流速劇烈變化，從而導致長水口 7 劇烈振動。長水口 7的振動信號通過機械臂14傳遞到安裝在機械臂14 內部的傳感器6，傳感器6將振動能量轉換成電信號，經過振動信號處 理器11，送給中央處計算機，在中央處理計算機中分析計算得到鋼渣 百分比含量，計算結果與給定的鋼渣百分比含量值比較，當測量的鋼 渣含量大於給定值時，中央處理計算機發出報警信號，並且自動關閉 滑動水口4，完成測量和控制任務。由於流過管道的介質不同，引起管 道的振動模式也不同。大包1在澆鑄前期，流過長水口 7是純淨鋼水， 其測量模型是純淨鋼水引起的振動。大包1在澆鑄後期，鋼水在大包1 內會產生旋轉流動，在滑動水口 4的入口處形成旋渦，懸浮在鋼水上 面的鋼渣隨旋渦巻入鋼水流出長水口 7，此時，流過長水口 7是鋼水與 鋼渣的混合物，其測量模型是純淨鋼水與鋼渣引起的振動。利用這兩 種不同的測量模型可以判斷鋼渣是否從大包1中流出。
參見圖2，對於長水口 7振動測量信號的處理流程是振動測量傳 感器6檢測長水口 7的振動信號，振動信號經過濾波放大後饋給信號 分離部分，在信號分離部分將不同成分的信號劃分出來饋給信號特徵提取部分，根據不同的信號特徵進行在線建立模型，在模式識別程序 中將在線建立的鋼渣模型與給定的鋼渣模型比較，在控制輸出程序中 將識別的結果作為控制系統的輸入變量，控制系統關閉大包滑動水口 4 實現測量和控制。
一種鋼包長水口諧振點平衡法鋼渣測量方法，包括如下步驟
第一、測量準備
(1) 安裝在鋼包1底部的鋼包重量傳感器2測量鋼包重量信號，傳感
器2輸出的電信號饋給鋼包重量信號處理器12，鋼包重量信號處理器
12的輸出信號饋給中央控制櫃16;
(2) 在中央控制櫃16中，鋼包重量信號饋給數據採集卡轉換成數字 信號，送入計算機，計算機根據鋼包重量信號數據G和生產設備條件 數據K分三類情況進行處理
A: K=0，返回步驟(1)等待K^1;其中K=0，表明生產設備沒 準備好，K=l，表明生產設備準備好；
B: K=l; ( >G1，返回步驟(1)等待G〈a;其中Gl為鋼包
重量設定值；
C: K=l; G<Q，進入測量參數調整程序(3);
(3) 安裝在中間包8底部的中間包重量傳感器9，測量中間包的重量 並傳輸到中間包重量信號處理器10,中間包重量信號處理器10的輸出
信號饋給中央控制櫃16;
(4) 在中央控制櫃16中，中間包重量信號饋給數據採集卡轉換成數
字信號送入計算機，計算機根據當前中間包重量值和長水口長度對應 的中間包鋼水重量值，通過油缸3操作滑動水口開度裝置調整滑動水 口開度，固定長水口的長度。
(5) 根據當前鋼包鋼水的重量調整滑動水口的開度d，當開度J滿足 公式(8)，即滑動水口的開度d由小到大調整到"23，D # =
時，進入鋼渣測量程序，否則返回步驟(3)。 第二、開始測量
(6) 安裝在中間包機械臂14上的長水口振動測量傳感器6，測量鋼包長水口 7的振動信號，傳感器6輸出的電信號饋給振動信號處理器11， 振動信號處理器的輸出信號饋給中央控制櫃16。
(7)建立原始鋼渣模型階段，長水口 7的振動信號饋給中央控制櫃16 中的數據採集卡轉換成數位訊號送入計算機，計算機根據長水口的振 動信號數據和生產工藝數據建立原始鋼渣模型，並存入計算機內。
下面以一個鋼包的鋼水澆鑄完畢為一輪控制周期，其工作流程參
見圖3、圖4，步驟如下
(1) 當要澆注的鋼包進入工作位後，讀取工作條件信號K，控制系統 根據設定的參數及當前的現場工藝條件判斷是否可以進行中間包液位 控制，當K=l現場工藝條件滿足要求，可以進行液位控制後系統就進 入一輪中間包的液位控制流程。該澆鑄過程是鋼水從大包l中流出後， 經過滑動水口 4和長水口 7構成的管路進入中間包8，鋼水是純鋼水。
(2) 當進入中間包的液位控制流程後，參見圖4，首先測量中間包鋼 水重量，並根據鋼水重量計算出當前的液位高度；然後讀取設定的中 間包液位控制的目標值和控制精度；再根據液位測量值和設定範圍的 關係，進行相應控制，分為三類情況處理當測量值大於設定範圍即 中間包液位高度太高時，通過關小鋼包滑動水口減小流入中間包的鋼 水流量來進行降低液位高度操作；當測量值小於設定範圍即中間包液 位高度太小時，通過開大剛包滑動水口增大流入中間包鋼水流量來進 行升高液位高度操作；當測量值在設定範圍內時，需要根據液位的變 化趨勢，進行微調操作，使液位穩定在該範圍內。
(3) 檢測鋼包鋼水重量值Gl,當鋼包鋼水重量值達到設定值G2時， 且當前中間包重量值MG1達到中間包設定值MG2時，進入鋼渣測量 和控制流程，其中中間包重量設定值MG2的取值滿足公式(8);否 則繼續根據(2)的流程進行中間包液位檢測和控制。
(4) 進入鋼渣測量和控制流程後，按照給定的控制曲線控制中間包鋼 水液位達到指定位置。
(5) 讀取鋼包長水口振動信號，提取振動信號特徵，建立當前測量模 型M2。
(6) 將在線建立的測量模型M2與計算機內存中的標準模型Ml比較，兩個模型吻合則進入鋼包滑動水口優化控制程序，並且發出鋼渣出現 報警信號，現場指示燈開始閃爍，否則返回步驟(5)。
(7)進入滑動水口優化程序後，按照給定控制曲線完成鋼包滑動水口 控制，當滑動水口控制結束後，現場指示燈停止閃爍，本輪測量和控 製程序結束。
返回步驟(1)進入下一輪鋼渣測量和控制程序。
本發明提供了手動/自動切換功能，可以通過計算機人機界面在軟 件中設定，也可以通過遠程操作面板上的旋鈕進行切換。在手動狀態 下時，系統仍然進行和自動狀態下一樣的流程，不同的是只測量和工 作狀態跟蹤，而不進行控制操作。
本發明的系統主要由五個模塊組成數據採集模塊，數據處理模 塊、系統控制模塊、界面控制模塊、以及資源管理模塊。
數據採集模塊主要實現對鋼包長水口振動信號、鋼包重量信號、 中間包重量信號、工作條件信號的數據的採集和存貯功能，這是整個 系統功能得以實現的前提。
數據處理模塊是對採集到數據進行計算、分析和處理，在線建立 當前鋼包的鋼渣模型，並根據測量數據和給定參數和條件計算出控制
系統控制模塊的主要功能是實現系統執行部件的控制，包括鋼包 滑動水口控制和報警指示燈的輸出控制等功能。
界面控制模塊的主要功能是實現整個軟體系統所有人機界面的顯 示、切換和控制。實時的進行系統數據、曲線圖以及系統相關的提示 信息的顯示和刷新，提供用戶進行交互操作，實現對系統參數的設定 和修改等。
資源管理模塊主要的功能是對整個軟體系統的數據文件資源的管 理，主要包括對採集到的原始數據生成文件並存貯，歷史數據文件的 瀏覽、査看、列印功能，系統日誌文件的管理等。
1權利要求
1、一種鋼包長水口諧振點平衡法鋼渣測量方法，其特徵是根據鋼水和鋼渣在長水口中流動時產生的振動不同，建立鋼水和鋼渣的測量模型；測量模型是<![CDATA[ d 2320D 2g ( 2 G + lD2 ) --- ( 8 ) ]]>式中d滑動水口的開度；D大包內部鋼水直徑；G大包內部鋼水質量；ρ大包內部鋼水比重；l長水口長度；μ鋼水黏度；g重力加速度；當滑動水口的開度d如果滿足公式(8)的條件，長水口中流過的鋼水是層流，對管壁的衝擊振動比較小；當滑動水口的開度d不滿足公式(8)的條件，即滑動水口的開度d等於或大於公式(8)中的值時，表明鋼水中有鋼渣出現，由於鋼渣的擾動會在長水口中產生湍流引起管道激烈振動。
2、根據權利要求1所述的鋼包長水口諧振點平衡法鋼渣測量方法，其特徵是包括如下步驟第一、測量準備(1) 安裝在鋼包底部的鋼包重量傳感器測量鋼包重量信號，傳感器輸出的電信號饋給鋼包重量信號處理器，鋼包重量信號處理器的輸出信號饋給中央控制櫃；(2) 在中央控制櫃中，鋼包重量信號饋給數據採集卡轉換成數位訊號，送入計算機,計算機根據鋼包重量信號數據G和生產設備條件數據K分三類情況進行處理A: K=0，返回步驟(1)等待K4，其中K=0，生產設備沒準備 好K4，生產設備準備好；B: K=l; G>G1，返回步驟(1)等待G〈G1，其中Gl為鋼包重 量設定值；C: K=l; G<d，進入測量參數調整程序(3);(3) 安裝在中間包底部的中間包重量傳感器，測量中間包的重量並傳輸到中間包重量信號處理器，中間包重量信號處理器的輸出信號饋給中央控制櫃；(4) 在中央控制櫃中，中間包重量信號饋給數據採集卡轉換成數位訊號送入計算機，計算機根據當前中間包重量值和長水口長度對應的中 間包鋼水重量值，通過油缸操作滑動水口開度裝置調整滑動水口開度，固定長水口的長度；(5) 根據當前鋼包鋼水的重量調整滑動水口的開度d，當開度d滿足 公式(8)，即開度d由小到大調整到j = 2，" # 時，進入鋼渣測量程序，否則返回步驟(3); 第一、開始測量(6) 安裝在中間包機械臂上的長水口振動測量傳感器，測量鋼包長水 口的振動信號，傳感器輸出的電信號饋給振動信號處理器，振動信號 處理器的輸出信號饋給中央控制櫃；(7) 建立原始鋼渣模型階段，長水口的振動信號饋給中央控制櫃中的 數據採集卡轉換成數位訊號送入計算機,計算機根據長水口的振動信號 數據和生產工藝數據建立原始鋼渣模型；(8) 在測量設備投入使用階段，長水口的振動信號饋給中央控制櫃中 的數據採集卡轉換成數位訊號送入計算機，計算機根據長水口的振動信 號數據和生產工藝數據在線建立模型並且與原始鋼渣模型比較，然後 根據比較結果分三類情況進行處理A:在線建立模型與原始鋼渣模型的距離為LI時，即無鋼渣時，重新在線建立模型；B:在線建立模型與原始鋼渣模型的距離為L2時，即有大量鋼渣，計算機發出報警信號；C:在線建立模型與原始鋼渣模型的距離為L3時，即有少量鋼渣， 進入滑動水口優化控制程序； (9)滑動水口優化控制程序結束後關閉滑動水口，測量程序結束。
3、 一種鋼包長水口諧振點平衡法鋼渣測量裝置，其特徵在於包 括數據採集部分、系統控制部分、執行和輔助裝置；數據採集部分包括安裝在鋼包迴轉臺的鋼包支架上的鋼包重量 傳感器，鋼包重量信號處理器；安裝在中間包車的中間包底座上的中 間包重量傳感器，中間包重量信號處理器；安裝在中間包機械臂上、 用於測量鋼包長水口振動信號的振動傳感器，振動傳感器信號處理器; 安裝在中央控制櫃中的數據採集卡；信號預處理器是將傳感器的電流 信號轉換為數據採集卡兼容的電壓信號，起到信號轉換的作用；數據 採集卡將採集到的模擬量信號通過A/D轉換為計算機能處理的數字系統控制部分包括安裝在中央控制櫃中的計算機、數字量輸入/輸 出DI/0卡、信號隔離放大器、伺服放大器；數字量輸入/輸出DI/0卡 安裝在中央控制櫃的計算機上，用於接受開關量信號或輸出開關量控 制信號；信號隔離放大器將計算機的輸入/輸出信號與外界設備隔離； 計算機輸出信號接伺服放大器，伺服放大器接油缸；執行和輔助裝置包括油缸、報警裝置和操作面板，油缸控制滑動 水口開度裝置，計算機輸出信號還接報警裝置，操作面板接計算機。
全文摘要
本發明涉及連鑄鋼包出鋼時鋼水中夾帶鋼渣的測量方法和裝置。一種鋼包長水口諧振點平衡法鋼渣測量方法，是根據鋼水和鋼渣在長水口中流動時產生的振動不同，建立鋼水和鋼渣的測量模型；測量模型是(如圖)；當滑動水口的開度d如果滿足上式的條件，長水口中流過的鋼水是層流，對管壁的衝擊振動比較小；當滑動水口的開度d不滿足上式的條件，即滑動水口的開度d等於或大於上式中的值時，表明鋼水中有鋼渣出現，在長水口中產生湍流引起管道激烈振動。本發明能在線測量鋼包長水口振動信號，根據測量得到的振動信號在線建立鋼渣模型，並且與計算機內存中的鋼渣模型比較，從而在鋼渣含量達到設定值時及時關閉滑動水口，並發出報警和控制信號。
文檔編號G01N19/00GK101660993SQ200810042298
公開日2010年3月3日 申請日期2008年8月29日 優先權日2008年8月29日
發明者馮愛萍, 唐安祥, 立 張, 勇 王, 申屠理鋒, 蔣際歡, 邴建軍, 鍾志敏, 顧文兵 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司