转炉的实时炉渣状态监测装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种转炉的实时炉渣状态监测装置，通过监测设置在炉口的探测杆的振动状态，计算炉口每一时刻的炉气流量，并根据该炉气流量判定转炉的实时炉渣状态，响应快、精度高，且安装成本低、自动化程度高，能够快速精确的感知转炉内部的炉渣反应情况，为后续决策控制提供精准的有效依据，进一步提高钢水质量、生产效率和安全性。生产效率和安全性。生产效率和安全性。

【技术实现步骤摘要】
转炉的实时炉渣状态监测装置


[0001]本专利技术涉及冶金行业的检测领域，尤其涉及一种转炉的炉渣状态监测装置。

技术介绍

[0002]转炉通过化渣有效去除钢水中的硫、磷等有害元素，是炼钢工艺中的主体设备，更是高品质钢生产和成本控制的重要环节。但是，转炉的化渣过程中，可能出现渣液面过低，即炉渣中固相物质比例增加，液相物质比例降低的“返干”现象，造成化渣不充分，影响钢生产质量和生产成本；也可能出现渣液面过高，即固相物质比例降低，液相物质比例增加的“喷溅”现象，造成严重的经济损失和人员损伤。因此，在此过程中，需要根据化渣状态，即转炉内的炉渣状态及时调整氧枪高度、提枪或加入矿石等含铁量高的化渣剂等，防止“返干”和“喷溅”现象的发生。
[0003]如何及时了解转炉化渣过程中的当前炉渣状态是冶金行业中的一个重要监测指标。现有技术中的炉渣状态监测装置主要有四：一是，人工判定法：熟练的窑炉工根据转炉内发出的吹炼噪声进行人工判断，但是人的工作状态不稳定，且受外部噪声及炉子形状等外部环境因素影响很大，判定结果不精确；二是，图像分析法：拍摄炉口处的图像或视频，进行图像分析，由于拍摄需要时间，且仅仅是在炉口拍摄，不能及时了解炉内情况，所以判定时间相对滞后；三是炉气分析法：采集炉口的炉气，进行成分分析，与图像分析法一致，判定时间滞后，通常需要延时10分钟以上，且安装成本高；四是，氧枪振动监测法：实时监测氧枪振动状态，但是因氧枪直径大，监测精度不高，判定结果不稳定。
[0004]因此，如何提供一种响应快、精度高、成本低的炉渣状态监测装置，是目前冶金行业中的一个重要技术问题。

技术实现思路

[0005]为提供一种响应快、精度高、成本低的炉渣状态监测装置，本专利技术提供了一种转炉的实时炉渣状态监测装置，包括：
[0006]探测杆8，设置在所述转炉的炉口；
[0007]传感单元9，与所述探测杆8连接，用于实时监测所述探测杆8的每一时刻的振动状态A
(t)
；
[0008]信号处理单元10，与所述传感单元9连接，用于根据所述探测杆8的每一时刻的振动状态A
(t)
，计算所述炉口每一时刻的炉气流量B
(t)
；
[0009]控制单元11，与所述信号处理单元10连接，用于根据所述炉口的每一时刻的炉气流量B
(t)
，判断所述转炉的实时炉渣状态C
(t)
。
[0010]进一步地，所述探测杆8，包括：
[0011]探测杆头81、探测杆体82和安装孔83；
[0012]所述探测杆头81，设置在所述探测杆体82的前端端部；
[0013]所述安装孔83，设置在所述探测杆体的后端端部，用于安装所述传感单元9。
[0014]进一步地，所述信号处理单元10，包括采样子单元101、处理子单元102和计算子单元103；
[0015]所述采样子单元101，与所述传感单元9和所述处理子单元102连接，用于采样接收所述探测杆8的每一时刻的振动状态A
(t)
并发送至处理子单元102；
[0016]所述处理子单元102，还与所述计算子单元103连接，用于根据所述探测杆8的每一时刻的振动状态A
(t)
，分析得出所述探测杆8的每一时刻的振动频率P
(t)
和振动幅度Q
(t)
；
[0017]所述计算子单元103，还与所述控制单元11连接，用于根据所述探测杆8的每一时刻的振动频率P
(t)
和振动幅度Q
(t)
，计算所述炉口每一时刻的炉气流量B
(t)
发送至控制单元11。
[0018]进一步地，所述计算子单元103，利用公式1计算炉口每一时刻的炉气流量B
t
；
[0019]B
(t)
＝(L1*P
(t)
+L2*Q
(t)
)/S
ꢀꢀꢀ
(1)
[0020]其中，B
(t)
为炉口在时刻t时的炉气流量，L1、L2为修正系数，P
(t)
为探测杆8在时刻t时的振动频率，Q
(t)
为探测杆8在时刻t时的振动幅度，S为转炉系数。
[0021]进一步地，所述控制单元11，包括：第一计算子单元111、第二计算子单元112、第一判定子单元113、第二判定子单元114、和第三判定子单元115；
[0022]所述第一计算子单元111，与所述信号处理单元10和所述第二计算子单元112连接，用于将炉口在时刻t时的炉气流量B
t
减去炉口在时刻t
‑
1时的炉气流量B
t
‑1，得到炉口在时刻t时的炉气瞬时变化量
△
B
t
；
[0023]所述第二计算子单元112，还与所述第一判定子单元113、第二判定子单元114、和第三判定子单元115连接，用于将炉口在时刻t时的炉气瞬时变化量
△
B
t
与第一预设阈值和第二预设阈值比较，并将比较结果发送至所述第一判定子单元113、第二判定子单元114、和第三判定子单元115；所述第一预设阈值小于所述第二预设阈值；
[0024]所述第一判定子单元113，在所述炉气瞬时变化量
△
B
t
小于所述第一预设阈值时，判定所述转炉的实时炉渣状态为返干状态；
[0025]所述第二判定子单元114，在所述炉气瞬时变化量
△
B
t
大于所述第二预设阈值时，判定所述转炉的实时炉渣状态为喷溅状态；
[0026]所述第三判定子单元115，在所述炉气瞬时变化量
△
B
t
大于等于所述第一预设阈值，且小于等于所述第二预设阈值时，判定所述转炉的实时炉渣状态为正常状态。
[0027]进一步地，所述控制单元11还包括：
[0028]信号发送子单元116，与所述第一判定子单元113、第二判定子单元114、、第三判定子单元115和所述转炉连接，用于根据所述转炉的实时炉渣状态C
(t)
，向所述转炉发出控制信号。
[0029]进一步地，所述探测杆8，包括在所述转炉的炉口设置的N个与炉口水平面平行的第一探测杆8A；
[0030]所述传感单元9，用于实时监测N个第一探测杆8A的每一时刻的振动状态a
N(t)
，记振动状态A
(t)
＝a
1(t)
，a
2(t)
……
a
N(t)
；
[0031]所述信号处理单元10，用于根据N个第一探测杆的每一时刻的振动状态a
N(t)
，计算每个第一探测杆处的每一时刻的炉气流量b
N(t)
；再利用公式本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种转炉的实时炉渣状态监测装置，其特征在于，包括：探测杆(8)，设置在所述转炉的炉口；传感单元(9)，与所述探测杆(8)连接，用于实时监测所述探测杆(8)的每一时刻的振动状态A
(t)
；信号处理单元(10)，与所述传感单元(9)连接，用于根据所述探测杆(8)的每一时刻的振动状态A
(t)
，计算所述炉口每一时刻的炉气流量B
(t)
；控制单元(11)，与所述信号处理单元(10)连接，用于根据所述炉口的每一时刻的炉气流量B
(t)
，判断所述转炉的实时炉渣状态C
(t)
。2.根据权利要求1所述的实时炉渣状态监测装置，其特征在于，所述探测杆(8)，包括：探测杆头(81)、探测杆体(82)和安装孔(83)；所述探测杆头(81)，设置在所述探测杆体(82)的前端端部；所述安装孔(83)，设置在所述探测杆体的后端端部，用于安装所述传感单元(9)。3.根据权利要求1所述的实时炉渣状态监测装置，其特征在于，所述信号处理单元(10)，包括采样子单元(101)、处理子单元(102)和计算子单元(103)；所述采样子单元(101)，与所述传感单元(9)和所述处理子单元(102)连接，用于采样接收所述探测杆(8)的每一时刻的振动状态A
(t)
并发送至处理子单元(102)；所述处理子单元(102)，还与所述计算子单元(103)连接，用于根据所述探测杆(8)的每一时刻的振动状态A
(t)
，分析得出所述探测杆(8)的每一时刻的振动频率P
(t)
和振动幅度Q
(t)
；所述计算子单元(103)，还与所述控制单元(11)连接，用于根据所述探测杆(8)的每一时刻的振动频率P
(t)
和振动幅度Q
(t)
，计算所述炉口每一时刻的炉气流量B
(t)
发送至控制单元(11)。4.根据权利要求3所述的实时炉渣状态监测装置，其特征在于，所述计算子单元(103)，利用公式(1)计算炉口每一时刻的炉气流量B
(t)
；B
(t)
＝(L1*P
(t)
+L2*Q
(t)
)/S
ꢀꢀ
(1)其中，B
(t)
为炉口在时刻t时的炉气流量，L1、L2为修正系数，P
(t)
为探测杆(8)在时刻t时的振动频率，Q
(t)
为探测杆(8)在时刻t时的振动幅度，S为转炉系数。5.根据权利要求1所述的实时炉渣状态监测装置，其特征在于，所述控制单元(11)，包括：第一计算子单元(111)、第二计算子单元(112)、第一判定子单元(113)、第二判定子单元(114)、和第三判定子单元(115)；所述第一计算子单元(111)，与所述信号处理单元(10)和所述第二计算子单元(112)连接，用于将炉口在时刻t时的炉气流量B
(t)
减去炉口在时刻t
‑
1时的炉气流量B
(t
‑
1)
，得到炉口在时刻t时的炉气瞬时变化量
△
B
(t)
；所述第二计算子单元(112)，还与所述第一判定子单元(113)、第二判定子单元(114)、和第三判定子单元(115)连接，用于将炉口在时刻t时的炉气瞬时变化量
△
B
(t)
与第一预设阈值和第二预设阈值比较，并将比较结果发送至所述第一判定子单元(113)、第二判定子单元(114)、和第三判定子单元(115)；所述第一预设阈值小于所述第二预设阈值；所述第一判定子单元(113)，在所述炉气瞬时变化量
△
B
(t)
小于所述第一预设阈值时，判定所述转炉的实时炉渣状态为返干状态；
所述第二判定子单元(114)，在所述炉气瞬时变化量
△
B
(t)
大于所述第二预设阈值时，判定所述转炉的实时炉渣状态为喷溅状态；所述第三判定子单元(115)，在所述炉气瞬时变化量
△
B
(t)
大于等于所述第一预设阈值，且小于等于所述第二预设阈值时，判定所述转炉的实时炉渣状态为正常状态。6.根据权利要求5所述的实时炉渣状态监测装置，其特征在于，所述控制单元(11)还包括：信号发送子单元(116)，与所述第一判定子单元(113)、第二判定子单元(114)、、第三判定子单元(115)和所述转炉...

【专利技术属性】
技术研发人员：王君君，谭霁宬，杜开发，贺灵骄，卢宗光，常丹，
申请(专利权)人：衡阳镭目科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：