一种KR法炼钢脱硫钢水液面高度检测系统及方法 |
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| 申请号 | CN201610389938.6 | 申请日 | 2016-06-06 | 公开(公告)号 | CN105861782A | 公开(公告)日 | 2016-08-17 |
| 申请人 | 大峘集团有限公司; | 发明人 | 王昌正; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种KR法炼 钢 脱硫 钢 水 液面高度检测系统及方法，该系统包括脱硫搅拌头，脱硫搅拌头固定在卷扬小车上，卷扬小车固定在卷扬升降轨道上，卷扬升降轨道固定在平台 支架 上，硫钢水包位于平台支架下方，卷扬机通过卷扬 钢丝绳 连接卷扬小车，在钢结构平台支架底部固定高温摄像机，高温摄像机通过 图像分析 处理模 块 连接PLC系统，PLC系统与固定在卷扬机 输出轴 上的 定位 编码器 连接，该方法采用高温摄像机摄取脱硫搅拌头插入钢水液面时钢水液面的 亮度 变化图像，自动识别搅拌头进入钢水液面，PLC系统读取此时定位编码器的数据，从而得出钢水液面的高度。本发明解决了现有钢水液面高度检测设备及方法存在的误差大、结果不稳定的问题。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种KR法炼钢脱硫钢水液面高度检测系统，包括脱硫搅拌头(5)和脱硫钢水包(6)，其特征在于：所述脱硫搅拌头(5)固定在卷扬小车(4)上，卷扬小车(4)固定在卷扬升降轨道(3)上，卷扬升降轨道(3)固定在钢结构平台支架(2)上，脱硫钢水包(6)位于钢结构平台支架(2)下方，在钢结构平台支架(2)顶部固定卷扬机(1)，卷扬机(1)通过卷扬钢丝绳连接卷扬小车(4)，通过卷扬机(1)带动卷扬小车(4)沿卷扬升降轨道(3)做升降运动，在钢结构平台支架(2)底部固定高温摄像机(8)，高温摄像机(8)通过图像分析处理模块(9)连接PLC系统(10)，PLC系统(10)与固定在卷扬机(1)输出轴上的定位编码器(7)连接。 |
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| 说明书全文 | 一种KR法炼钢脱硫钢水液面高度检测系统及方法技术领域背景技术[0002] KR搅拌脱硫工艺是将浇注耐材形成的十字型搅拌桨，经烘烤后插入定量的铁水罐中旋转，使铁水产生漩涡，然后向铁水漩涡区投入定量的脱硫剂，使脱硫剂和铁水中硫在不断搅拌的漩涡中发生脱硫反应。搅拌脱硫工艺最大的特点是具有极好的脱硫动力学条件，脱硫效率高。 [0003] 为了达到最好的脱硫动力学条件和脱硫效果，十字型搅拌桨插入铁水罐中钢水液面的深度有很高的要求，因此检测炼钢生产过程中实际钢水液面高度很重要，而传统的接触式和非接触式检测方法都有局限性，主要存在的问题是：接触式的检测设备如重锤等因钢水的高温，钢水的温度通常在1400度左右，检测设备本身故障率高、检修困难、维护成本高、误差大；非接触式的检测方法如超声波检测，因现场生产环节恶劣，仪表安装困难、维护难度大、抗干扰能力差，检测结果影响因素多，不稳定；另外，有的工业现场利用称重的方法通过理论计算来推算出钢水液面的高度，此方法在钢包耐火材料没有消耗的情况下可以作为参考，在实际生产过程中，因为钢包数量较多，根据生产工艺不同及使用状况，损耗情况根本无法统计，通过称重的方法计算出来的高度误差很大。 发明内容[0004] 发明目的：本发明目的是提供一种KR法炼钢脱硫钢水液面高度检测系统及方法，以解决现有钢水液面高度检测设备及方法存在的误差大、结果不稳定的问题。 [0005] 为了实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：一种KR法炼钢脱硫钢水液面高度检测系统，包括脱硫搅拌头和脱硫钢水包，所述脱硫搅拌头固定在卷扬小车上，卷扬小车固定在卷扬升降轨道上，卷扬升降轨道固定在钢结构平台支架上，硫钢水包位于钢结构平台支架下方，在钢结构平台支架顶部固定卷扬机，卷扬机通过卷扬钢丝绳连接卷扬小车，通过卷扬机带动卷扬小车沿卷扬升降轨道做升降运动，在钢结构平台支架底部固定高温摄像机，高温摄像机通过图像分析处理模块连接PLC系统，PLC系统与固定在卷扬机输出轴上的定位编码器连接。 [0006] 根据上述检测系统的KR法炼钢脱硫钢水液面高度检测方法：通过卷扬机带动卷扬小车沿卷扬升降轨道下降，在卷扬小车下降至脱硫搅拌头开始插入脱硫钢水包的钢水液面时，钢水液面上方钢渣层会首先破坏，从而露出钢水，钢水和钢渣的温度不同，此时钢水液面亮度会产生变化，高温摄像机摄取钢水液面的亮度变化图像，图像处理系统根据图像自动识别脱硫搅拌头接触到钢水液面，向PLC系统发出脱硫搅拌头接触钢水液面的信号，PLC系统读取此时的定位编码器数据，从而得出此时脱硫搅拌头的位置，此位置高度即为钢水液面的高度。 [0007] 有益效果：本发明通过高温摄像机监控钢包液面的变化，通过图像处理系统进行分析，在搅拌头开始插入钢水液面的时候，钢渣层会首先破坏，根据钢渣和钢水液面亮度的变化，图像处理系统自动识别搅拌头开始进入钢水液面，并将该信号发送给PLC系统，PLC系统记录此时定位编码器的数据，此数据即为钢水液面的高度，脱硫系统因而能够精确控制搅拌头插入深度，合理设定搅拌转速，优化脱硫动力学性能，提高脱硫效率；本发明检测系统是基于图像处理技术而设计的，该检测系统采用非接触式，不受钢包耐材消耗，搅拌头耐材消耗等影响。附图说明 [0008] 图1为本发明KR法炼钢脱硫钢水液面高度检测系统结构示意图； [0009] 图2为脱硫搅拌头插入钢水液面后工作原理示意图； [0010] 图中：1-卷扬机，2-钢结构平台支架，3-卷扬升降轨道，4-卷扬小车，5-脱硫搅拌头，6-脱硫钢水包，7-定位编码器，8-高温摄像机，9-图像分析处理模块，10-PLC系统，11-钢水液面，12-钢渣层。具体实施方式： [0011] 下面结合附图对本发明做更进一步的解释。 [0012] 如图1所示，本发明的一种KR法炼钢脱硫钢水液面高度检测系统，包括脱硫搅拌头5和脱硫钢水包6，所述脱硫搅拌头5固定在卷扬小车4上，卷扬小车4固定在卷扬升降轨道3上，卷扬升降轨道3固定在钢结构平台支架2上，脱硫钢水包6位于钢结构平台支架2下方，在钢结构平台支架2顶部固定卷扬机1，卷扬机1通过卷扬钢丝绳连接卷扬小车4，通过卷扬机1带动卷扬小车4沿卷扬升降轨道3做升降运动，在钢结构平台支架2底部固定高温摄像机8，高温摄像机8通过图像分析处理模块9连接PLC系统10，PLC系统10与固定在卷扬机1输出轴上的定位编码器7连接。 [0013] 根据上述检测系统的KR法炼钢脱硫钢水液面高度检测方法：通过卷扬机1带动卷扬小车4沿卷扬升降轨道3下降，如图2所示，在卷扬小车4下降至脱硫搅拌头5开始插入脱硫钢水包6的钢水液面11时，钢水液面11上方钢渣层12会首先破坏，从而露出钢水，钢水和钢渣的温度不同，此时钢水液面11亮度会产生变化，高温摄像机8摄取钢水液面11的亮度变化图像，图像处理系统9根据图像自动识别脱硫搅拌头5接触到钢水液面11，向PLC系统10发出脱硫搅拌头5接触钢水液面11的信号，PLC系统10读取此时的定位编码器7数据，从而得出此时脱硫搅拌头5的位置，此位置高度即为钢水液面11的高度。 [0014] 最后，将记录的脱硫搅拌头5位置自动导入自动控制系统，从而能够精确控制脱硫搅拌头5插入深度，从而合理设定搅拌转速，优化脱硫动力学性能，提高脱硫效率。 [0015] 上述检测钢水液面的方法是基于图像处理技术而设计的，该方法采用非接触式测量，不受脱硫钢水包6耐材消耗，脱硫搅拌头5耐材消耗等影响。 [0016] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。 |
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