專(zhuān)利名稱(chēng)：氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐基于氧槍振動(dòng)的爐渣狀態(tài)檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐爐渣狀態(tài)檢測(cè)裝置，屬冶金技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐由于具有生產(chǎn)效率高、g低的特點(diǎn)，目前已成為一種主要的煉鋼設(shè)備。轉(zhuǎn)
爐在冶皿程中由氧槍向熔池中鋼水吹氧，轉(zhuǎn)爐熔池表面被渣層SM，渣層,化,不同而 變化。渣層由于泡沫化作用而發(fā)生厚度改變，爐渣的狀況^4U:可以用以下4種狀態(tài)來(lái)描述
a未熔或返干；b熔化；c泡沫化淹沒(méi)氧槍?zhuān)籨泡沫化嚴(yán)重發(fā)生噴濺。氧槍在吹^ii程中受到氧 氣流的反作用力、熔渣浮力、及不斷翻滾的熔渣泡沫沖擊力，從而產(chǎn)生振動(dòng)。爐渣熔做M 同，^+fe受到的作用力也不同，通常絲種力共同作用下的振動(dòng)JiJ氐頻振動(dòng)，其振幅與爐渣熔 化狀態(tài)相關(guān)，熔渣泡沫化旨大時(shí)，對(duì)氧槍的浮力和沖擊力也大。
在氧槍頂吹煉鋼過(guò)程中，爐渣狀態(tài)及氧槍控制麟鋼操作的核心。以前，判斷爐渣狀態(tài)^J 方l般是由工人,爐口，， ^^，作出判斷o由于這種方法不能準(zhǔn)確定量,映爐渣 熔化狀態(tài)，且轉(zhuǎn)爐經(jīng)常發(fā)生賺等異常情況，給生產(chǎn)造成很大損失。目前，gj^爐采用在爐 口安裝聲音^股備的方法，由聲音M1設(shè)備檢測(cè)氧氣流噪音強(qiáng)度，并以] 判斷爐渣狀態(tài)。 但由于這種方法厲于間接檢測(cè)方法，且存在轉(zhuǎn)爐煙罩下降及爐口積渣時(shí)噪音被阻斷不能準(zhǔn)確檢 測(cè)等問(wèn)題，因而其鵬受到很大限制。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提^種工作可靠、測(cè)量精度高的氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐基于ii^振動(dòng)的爐
渣狀態(tài)糊裝置o
本實(shí)用新型所稱(chēng)閫Si以下述^方案實(shí)現(xiàn)的
一種氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐基于氧槍振動(dòng)的爐渣狀態(tài)檢測(cè)裝置，它由測(cè)力傳感器2、稱(chēng)重儀表3、 PLC以及顯示器XS組成，所述測(cè)力傳感器2安裝于氧槍升降傳動(dòng)機(jī)構(gòu)1與氧槍4之間，其信 號(hào)輸出端接M儀表3的信號(hào)輸人端，所述M儀表3的信號(hào)輸出端接PLC的4信m人 端，所皿示器XS接PLC的信號(hào)輸出接口 。
上述氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐基于氧槍振動(dòng)的爐渣狀態(tài)檢測(cè)裝置，增設(shè)4，高度傳自9和~^ 氧氣流量傳感器10，它們的信號(hào)輸出端分別接PLC的一個(gè)信糊入端。
本實(shí)用新型通過(guò)一個(gè)測(cè)力傳感器來(lái)檢測(cè)氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐氧槍在吹'煉過(guò)程中垂直方向的振動(dòng) 信號(hào)，將該信號(hào)輸入到稱(chēng)重儀表中對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理、然后再輸送至PLC中進(jìn)行處敏嘶、并 在顯示器屏幕中將爐渣熔化狀態(tài)直觀顯示出來(lái)，當(dāng)發(fā)生泡沫或噴濺狀態(tài)時(shí)能及時(shí)給出醒目警 示。由于在轉(zhuǎn)爐煉鋼過(guò)程中，氧槍一赦W內(nèi)甚至熔渣之中，對(duì)爐渣狀態(tài)躲直接的反映， 同時(shí)受其它因素干擾少，因而檢測(cè)精度得到保障，實(shí)現(xiàn)了定量準(zhǔn)確ffll轉(zhuǎn)爐爐渣熔皿態(tài)。本 實(shí)用新型工作可靠，測(cè)量精度髙，大大提高了轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)效率，降低了轉(zhuǎn)爐煉鋼成本。以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作[步詳述o


圖1是本實(shí)用新型系統(tǒng)原理圖； 圖2是程序框圖3是實(shí)施例中測(cè)力傳感器采集的原始數(shù)據(jù)； 圖4是振幅變化曲線(xiàn)；
圖5是震動(dòng)參數(shù)N、 M以及氧槍高度H、氧壓P變化曲線(xiàn)；
圖6是轉(zhuǎn)爐爐渣熔化狀態(tài)曲線(xiàn)。
圖中各標(biāo)號(hào)為1、氧槍升降傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，2、測(cè)力傳感器，3、稱(chēng)重儀表，4、氧槍?zhuān)?、轉(zhuǎn)
爐，6、氣氣流，7、爐渣，8鋼水，9、靴高度傳感器，10、氧氣流量傳感器，XS、 M/f器。
具實(shí)施方式
圖1中，由測(cè)力傳感器2、稱(chēng)重儀表3、 PLC系統(tǒng)構(gòu)成了，重量測(cè)量裝置，它通過(guò)翻
氧槍重量的變M^!猴爐爐,化狀態(tài)，實(shí)際上就Jiii過(guò)檢測(cè)教槍振動(dòng)來(lái)反映轉(zhuǎn)爐爐渣熔化狀態(tài)。
具體iM，本實(shí)用新型利用安裝^掛氧槍的鋼絲繩^輪上的測(cè)力傳感器2采集,重 量信號(hào)，通idJM力傳感器2將重量信^f換為4 20mA標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，該信號(hào)被i憤機(jī)系^PLC 系鄉(xiāng)集。為保證繊販映繊振動(dòng)情況，測(cè)力傳感器2的響應(yīng)時(shí)間要求小于50ms。
檢測(cè)系統(tǒng)的軟f^成通過(guò)i"W機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部或PLC系統(tǒng)內(nèi)部的l^轉(zhuǎn)換、濾波、振幅檢測(cè) 等環(huán)節(jié)得到氧槍振動(dòng)值(重量變化量)，為了反映氧槍振動(dòng)的變化情況，振動(dòng)，積分以柱狀 圖形式和曲線(xiàn)形式輸出。柱狀圖基本上可以自為渣面的高度，而曲線(xiàn)圖可以顯示渣面的高度 變化的規(guī)律，這是t傲直觀的^方法。
本實(shí)用新型在tW修正系數(shù)k、 b時(shí)，使A取Amin、 Amax時(shí)，氧槍振動(dòng)參數(shù)N-k(A-b) 的值分別為-3和2， ^J^個(gè)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)艦程，目的是為了船面的計(jì)算有相同的i憤過(guò)程， 積分時(shí)間取2-30個(gè)諷槍振動(dòng)周期來(lái)獲得一個(gè)良好的積分響應(yīng)特性。
為了消除氧槍離和氧氣流量對(duì)氧槍振幅的影響，同Bt輸入該兩信號(hào)，X才輸出結(jié)果進(jìn)行修 正。本實(shí)用新型的^!l原JM: 、
轉(zhuǎn)爐氧槍4在m^過(guò)程屮向熔池屮鋼水8吹氧，轉(zhuǎn)爐熔池表面被渣層覆蓋，氧槍4在吹氧 過(guò)程中受到氧氣流的反作用力和熔渣的浮力、沖擊力作用，爐渣熔化狀態(tài)不同，織4受到的
作用力也不同，在;w力的共同作用下靴在爐內(nèi)通常會(huì)產(chǎn)生低頻的振動(dòng)，其振幅與爐渣靴
狀態(tài)相關(guān)。根據(jù)以上M，通過(guò),^4垂直振動(dòng)，經(jīng)信號(hào)處ffii程，消除氧氣流量的影響， 即可實(shí)郷中爐,皿態(tài)的定量測(cè)量。
測(cè)力傳感器和IM儀表要求能測(cè)量^:重量，輸出4~20mA信號(hào)，儀表響應(yīng)時(shí)間不大于 50mS。在轉(zhuǎn)爐^室安裝用于爐渣狀態(tài)檢測(cè)的工控計(jì)算機(jī)，ii^機(jī)配^f言號(hào)采集卡或信號(hào)采 集模塊，實(shí)現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換。靴重量信頓過(guò)儀表電纜儲(chǔ)到操作室工控計(jì)算社o
本實(shí)用新型增設(shè)的氧槍高度傳感器9和氧氣流量傳感器10，均可采用常用形式的傳感器、。 在工控機(jī)上編寫(xiě)數(shù)據(jù)處理軟件，處理后在計(jì)算機(jī)屏幕上顯示經(jīng)積分處理的柱狀圖和曲線(xiàn)
圖，衫凡態(tài)軟件中這樣的結(jié)棘方便H f碟他的結(jié)果也可以，只要在M/，時(shí)把它當(dāng)成(M00 就可以了。這樣就可以方便的，數(shù)值<20為未熔#干、數(shù)值20^0為熔化、數(shù)值40~60泡 沫化淹沒(méi)氧槍、數(shù)^1>60為,報(bào)瞀，Jft^ij，使圖形改變?yōu)榧t色，以達(dá)到預(yù)警的目的。
圖3是測(cè)力傳自實(shí)測(cè)的4實(shí)沲例的原始數(shù)據(jù)，通過(guò)圖2所示,ii^得到振幅圖4， 再經(jīng)槍位H和氧壓P修正得到振幅圖5，對(duì)圖5中的曲線(xiàn)進(jìn)行積分得到m結(jié)果圖6。圖中， P是氧壓、H為氧槍槍位、G是,重量、A是G的振幅、t是時(shí)間、N是氧槍振動(dòng)參數(shù)、M 是N的修正函數(shù)。
權(quán)利要求1、一種氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐基于氧槍振動(dòng)的爐渣狀態(tài)檢測(cè)裝置，其特征是，它由測(cè)力傳感器[2]、稱(chēng)重儀表[3]、PLC以及顯示器[XS]組成，所述測(cè)力傳感器[2]安裝于氧槍升降傳動(dòng)機(jī)構(gòu)[1]與氧槍[4]之間，其信號(hào)輸出端接稱(chēng)重儀表[3]的信號(hào)輸人端，所述稱(chēng)重儀表的信號(hào)輸出端接PLC的一個(gè)信號(hào)輸人端，所述顯示器[XS]接PLC的信號(hào)輸出接口。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐基于靴振動(dòng)的爐渣狀態(tài)鄉(xiāng)蝶置，其艦是，增 設(shè)"^h靴高度傳感器[9]和一氧氣流量傳麟10，它們的信號(hào)輸出端分別接PLC的4信 號(hào)輸入端o
專(zhuān)利摘要一種氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐基于氧槍振動(dòng)的爐渣狀態(tài)檢測(cè)裝置，屬冶金技術(shù)領(lǐng)域，用于解決準(zhǔn)確測(cè)量爐渣熔化狀態(tài)的問(wèn)題。其技術(shù)方案是它由測(cè)力傳感器、稱(chēng)重儀表、PLC以及顯示器XS組成，所述測(cè)力傳感器安裝于氧槍升降傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與氧槍之間，其信號(hào)輸出端接稱(chēng)重儀表的信號(hào)輸入端，所述稱(chēng)重儀表的信號(hào)輸出端接PLC的一個(gè)信號(hào)輸入端，所述顯示器XS接PLC的信號(hào)輸出接口。本實(shí)用新型工作可靠，測(cè)量精度高，大大提高了轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性，提高了生產(chǎn)效率，降低了煉鋼成本。
文檔編號(hào)C21C5/46GK201010664SQ200720100688
公開(kāi)日2008年1月23日 申請(qǐng)日期2007年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月26日
發(fā)明者常金寶, 李雙武, 羅志敏, 韓志杰, 高華軍 申請(qǐng)人:唐山鋼鐵股份有限公司