专利名称：炼钢炉下渣检测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及炼钢连铸技术领域，特别地，涉及炼钢炉下渣检测装置。
背景技术：
在炼钢连铸领域，需要把炼钢炉中的钢水转移到另一个容器中如把钢水从转炉或电炉转移到钢包(大包)中，在钢水转移过程中会伴随渣(钢渣或熔渣)进入下一道工序从而影响钢材的质量。减少炼钢炉出钢时的下渣量不仅可以减少钢水回磷，提高钢水收得率，还能减少钢水中的夹杂物，提高钢水洁净度，并可减少钢包的粘渣和耐材的消耗，延长钢包使用寿命，降低炼钢成本。为此，需要一种下渣检测装置在钢水流中的出现渣且渣的含量超过允许值时立即停止炼钢炉继续向钢包倾倒钢水。众所周知，在炼钢炉把钢水转移到钢包的过程中，会有三个阶段渣伴随钢水转移到钢包，第一个阶段发生在钢水转移的初始阶段，第二个阶段发生在钢水转移的中期阶段，该阶段出钢过程形成漩涡卷渣，第三个阶段发生在钢水转移的末期，对第一阶段、第二阶段和第三阶段渣伴随钢水一起转移到钢包的过程分别简称前期下渣、中期下渣和末期下渣。为了控制和减少渣从炼钢炉转移到钢包中的含量且获得钢水的最大利用率，通常鉴于第一阶段和第二阶段下渣时因炼钢炉里还有大量的钢水而不停止从炼钢炉里继续向钢包转移钢水。现有的下渣检测装置对三个阶段的下渣都能检测，且把在前期下渣和中期下渣时检测到渣的含量超过允许值进行屏蔽不输出声光报警或/和抬炉信号，但中期下渣由于出钢口的腐蚀使出钢口逐步变粗导致出钢时间变短很难屏蔽，常对后期下渣造成干扰。现有下渣检测装置主要有电磁法和摄像器法，电磁法是在炼钢炉的出钢口周围布置电磁线圈，利用钢水和渣有不同的磁导率来判别渣的出现。电磁法需要改造出钢口，且出钢口周围温度高，钢渣粉尘多，环境非常恶劣，安装维护极为不方便。摄像器法是通过摄像器远距离非接触地对钢水流进行摄像，并根据钢水及渣对光谱的不同辐射值而判定钢流中渣的含量。所以，摄像器法正逐步取代电磁法，但目前摄像器法都只采用含有一个图像传感器的摄像器如US6129888使用一个红外相机，CNlOl 149338A使用一个CXD的技术方案。由于钢水和渣与炼钢炉壁及其周围背景的亮度值相差非常大，一个摄像器要么只能检测钢水流中的渣且常受干扰，要么只能清晰地监测钢包、炼钢炉壁及其周围背景，而不能同时兼顾检测钢水流中的渣和清晰地监测钢包、炼钢炉壁及其周围背景，防止不了中期下渣检测产生的干扰，看不清楚钢包到达设定位置是否允许炼钢炉向钢包转移钢水以及不能对钢包、炼钢炉壁及其周围背景很好地着色实现不了好看的需求。因此，有必要提供一种防止中期下渣干扰、高可靠报警率、识别钢包到达设定位置以及对钢包、炼钢炉壁及其周围背景着好看色彩的下渣检测装置。
发明内容本发明目的在于提供一种炼钢炉下渣检测装置，以解决受中期下渣干扰、报警率不可靠、不能识别钢包到达设定位置以及对钢包、钢水、炼钢炉着色难看的技术问题。[0006]为实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了炼钢炉下渣检测装置，包括摄像器，包含两个图像传感器，其中一个图像传感器主要用于获取从炼钢炉向钢包转移钢水和钢水流中渣的图像信息，另一个图像传感器主要用于获取钢包、炼钢炉壁及其周围背景的图像信息；计算机，用于处理摄像器获取的图像信息；监视器，用于监视摄像器获取的图像信息和计算机处理后的状态信息。进一步地，摄像器是指由一个镜头和两个图像传感器集成于一体的摄像器。进一步地，图像传感器为C⑶传感器。进一步地，图像传感器为CMOS传感器。进一步地，计算机处理摄像器获取的图像信息包括计算机根据钢包、炼钢炉壁及其周围背景的图像信息确定钢包是否到达设定位置并在确定钢包到达设定位置的情况下发出允许炼钢炉向钢包转移钢水的信号。进一步地，计算机处理摄像器获取的图像信息包括计算机根据钢包、炼钢炉壁及其周围背景的图像信息确定炼钢炉是否到达设定位置并在确定炼钢炉到达设定位置的情况下发出允许下渣报警信号。进一步地，计算机根据钢包、炼钢炉壁及其周围背景的图像信息对钢包、炼钢炉壁及其周围背景依据灰度值进行着色。进一步地，计算机根据钢水和钢水流中渣的图像信息确定钢水流中渣的含量是否超过允许值并在确定钢水流中渣的含量超过允许值时发出下渣报警信号。进一步地，计算机确定同时出现下渣报警信号和允许下渣报警信号后发出停止从炼钢炉向钢包转移钢水和渣的信号。本发明具有以下有益效果使用包含两个图像传感器的摄像器能同时兼顾检测钢水流中的渣和清楚地监测钢包、炼钢炉壁及其周围背景，1，一个图像传感器以短曝光时间监测钢水和渣，有利于渣和钢水的辨别，提高下渣检测报警率；2，另一个图像传感器以长曝光时间监测钢包、炼钢炉壁及其周围背景，一方面能在炼钢炉向钢包转移钢水之前看清钢包到达设定位置替代传统的人工判断，降低劳动强度并防止操作人员误判把炼钢炉的钢水转移到钢包外面造成浪费和损坏其它设备；另一方面，看清炼钢炉是否到达设定位置并在确定炼钢炉到达设定位置的情况下发出允许下渣报警信号，有利于防止中期下渣干扰、提高可靠报警率；此外，长的曝光时间图像能更清楚地看到钢包、炼钢炉壁，更利于计算机对其进行着色便于操作人员监视出钢状态。除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。 下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中图I是本发明优先实施例的转炉下渣检测装置图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。本发明提供了炼钢炉下渣检测装置，包括摄像器，包含两个图像传感器，其中一个图像传感器主要用于获取从炼钢炉向钢包转移钢水和渣的图像信息，另一个图像传感器主要用于获取钢包、炼钢炉壁及其周围背景的图像信息。为进一步理解本发明，本实施例炼钢炉用转炉、一个镜头和两个CCD图像传感器的摄像器来进行说明。如图I所示，转炉101炼好钢水后绕轴104旋转到一定的角度如80°C使钢水103 经出钢口 105转移到钢包106中，该过程简称为出钢。由于渣102的密度比钢水103的低而浮在钢水上面，在出钢快结束时(此时转炉的角度到了 95°C)渣102会随着钢水103 —起转移到钢包106中，当钢水流中渣的含量超过允许值时需要停止出钢以阻止更多的渣进入钢包。摄像器107由一个镜头107a和两个CCD 107b、107c组成，CCD 107b主要用于获取钢包、转炉壁及其周围背景的图像信息，CCD 107c主要用于获取钢水和钢水流中渣的图像信息。由于钢包、转炉壁及其周围的亮度非常小，为获得它们清楚的图像需要把CCD 107b 对应的光学参数曝光时间增长；而由于钢水和渣的亮度非常大，为获得可辨别的钢水和渣的图像信息，需要把CCD 107c对应的光学参数曝光时间减短。现有一个CCD图像传感器组成的摄像器不能同时兼顾检测钢水流中的渣和清晰地监测钢包、转炉壁及其周围背景并得到好的图像质量，要么要舍弃一部分钢水流的图像质量要么要舍弃一部分钢包、转炉壁及其周围背景图像的清晰度。摄像器107获得的图像信息通过电缆108送给计算机110处理。计算机对摄像器 107获得的图像信息进行处理包括确定钢包106到达设定位置发出允许转炉101向钢包转移钢水103的信号，确定转炉101到达设定位置发出允许下渣报警信号，确定钢水流中渣的含量超过允许值发出下渣报警信号，以及确定允许下渣报警信号和下渣报警信号同时出现发停止从转炉101向钢包106转移钢水和渣的信号。该停止从转炉向钢包转移钢水和渣的信号包括自动启动实施转炉挡渣/导渣的信号或转炉自动抬炉信号。上述停止从转炉向钢包转移钢水和渣的信号也可通过电缆108输送到报警器111发出声光报警以提示操作人员手动停止从转炉101向钢包继续转移钢水和渣；计算机110对摄像器107获得的图像信息进行处理还包括对钢包106、转炉壁101及其周围背景依据灰度值进行着色，图像越清楚着色效果越好即越好看。钢包106和转炉101到达设定位置的确定可分别在钢包106和转炉 101上找一个固定的参考位，在钢包和转炉的运动轨迹的设定位置上做标志，当参考位到达设定位置时分别发出钢包106和转炉101到达设定位置的信号。在钢包106到达设定位置时才能从转炉101向钢包转移钢水；在转炉101到达设定位置时才能发下渣报警信号，这能有效防止中期下渣的干扰、提高可靠的报警率。监视器109可以显示来自(XD107b、107c的图像信息，优选地，只显示(XD107b的图像信息，也可通过提取(XD107C钢流和(XD107b除钢流外的图像并对他们进行合成的方式显示，便于操作人员从监视器上监视及检测系统准确判断钢包到达设定位置才开始从转炉向钢包转移钢水和转炉到达设定位置后才允许下渣报警。监视器109还可监视计算机处理后的状态信息，该状态信息可包括系统正常、故障，下渣报警，出钢时间等。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求1.炼钢炉下渣检测装置，其特征在于，包括摄像器，包含两个图像传感器，其中一个图像传感器主要用于获取从炼钢炉向钢包转移钢水和钢水流中渣的图像信息，另一个图像传感器主要用于获取钢包、炼钢炉壁及其周围背景的图像信息；计算机，用于处理所述摄像器获取的图像信息；监视器，用于监视所述摄像器获取的图像信息和所述计算机处理后的状态信息。
2.如权利要求I所述的炼钢炉下渣检测装置，其特征在于，所述摄像器是指由一个镜头和两个图像传感器集成于一体的摄像器。
3.如权利要求1-2任一所述的炼钢炉下渣检测装置，其特征在于，所述图像传感器为 C⑶传感器。
4.如权利要求1-2任一所述的炼钢炉下渣检测装置，其特征在于，所述图像传感器为 CMOS传感器。
5.如权利要求I所述的炼钢炉下渣检测装置，其特征在于，所述计算机处理所述摄像器获取的图像信息包括所述计算机根据所述钢包、炼钢炉壁及其周围背景的图像信息确定所述钢包是否到达设定位置并在确定所述钢包到达设定位置的情况下发出允许炼钢炉向钢包转移钢水的信号。
6.如权利要求I所述的炼钢炉下渣检测装置，其特征在于，所述计算机处理所述摄像器获取的图像信息包括所述计算机根据所述钢包、炼钢炉壁及其周围背景的图像信息确定所述炼钢炉是否到达设定位置并在确定所述炼钢炉到达设定位置的情况下发出允许下渣报警信号。
7.如权利要求5或6所述的炼钢炉下渣检测装置，其特征在于，所述计算机根据所述钢包、炼钢炉壁及其周围背景的图像信息对钢包、炼钢炉壁及其周围背景依据灰度值进行着色。
8.如权利要求I所述的装置，其特征在于，所述计算机根据所述钢水和钢水流中渣的图像信息确定所述钢水流中渣的含量是否超过允许值并在确定所述钢水流中渣的含量超过允许值时发出下渣报警信号。
9.如权利要求8所述的炼钢炉下渣检测装置，其特征在于，所述计算机确定同时出现所述下渣报警信号和允许下渣报警信号后发出停止从炼钢炉向钢包转移所述钢水和渣的信号。
专利摘要本实用新型提供了一种炼钢炉下渣检测装置。炼钢炉下渣检测装置包括摄像器，包含两个图像传感器，其中一个图像传感器主要用于获取从炼钢炉向钢包转移钢水和钢水流中渣的图像信息，另一个图像传感器主要用于获取钢包、炼钢炉壁及其周围背景的图像信息；计算机，用于处理所述摄像器获取的图像信息；监视器，用于监视所述摄像器获取的图像信息和所述计算机处理后的状态信息。本实用新型提供的炼钢炉下渣检测装置，可防止中期下渣干扰、能识别钢包到达设定位置以及对钢包、炼钢炉壁及其周围背景着好看色彩。
文档编号B22D2/00GK202350922SQ201120432368
公开日2012年7月25日 申请日期2011年11月4日 优先权日2011年11月4日
发明者田志恒 申请人:衡阳镭目科技有限责任公司