转炉出钢下渣控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及冶金加工处理设备技术领域，具体涉及一种转炉出钢下渣控制系统。
【背景技术】
[0002]在转炉炼钢过程中，钢渣浮在钢水上面。转炉出钢，是通过作业人员逐步改变转炉倾角来实现转炉中的钢水的逐步排出。转炉出钢过程中，当大部分钢水排出后，钢水会在转炉的出钢口产生较强的涡流，该涡流会将浮在钢水表面的钢渣带出，钢渣流出会影响到出钢钢水的纯净度，多后续钢水精炼带来困难，或者造成浇铸钢件的性能下降。因此转炉出钢时，需要将挡在转炉内，控制出钢钢水中的下渣量。
[0003]现有的转炉出钢下渣量控制，主要通过作业人员的人工操作来控制，即在转炉出钢后期，作业人员根据钢水中的出渣情况，在出钢口添加挡渣球或者挡渣塞来控制出钢钢水中的下渣量。通过人眼判断钢水中出渣量，存在时滞性大，主观性强，存在较大不确定性。
[0004]流出钢水中含有的钢渣，其中，有15%是在出钢开始阶段流出的，有65 %是被出钢口产生的涡流带出的，有20 %是在出钢结束阶段流出的。因此，要有效控制出钢钢水中的流出钢渣量，需要及时掌握转炉出钢的各个阶段，针对所处阶段采取有效的挡渣方案，从而最大可能地降低出钢钢水中的钢渣量。
[0005]现有的转炉出钢下渣量检测方法主要有电阻法、噪音法、光谱法、电磁法，其中电磁法是比较准确且进入产业实用的转炉出钢下渣量检测方法。但电磁法存在受转炉周边环境的影响较大、误报率较高、电磁设备维护不方便的技术问题。
[0006]出钢转炉中的钢渣阻挡有采用浮球或者浮镖来实现的，有采用滑动闸阀来实现的，还有采用气动挡渣来实现的。浮球或者浮镖阻挡出钢转炉中的钢渣流出，是通过人工或者专用设备，将浮球或者浮镖封堵器投入靠近出钢口的炉内来实现的，由于需要根据出钢口的下渣情况来确定是否向转炉中投入浮球或者浮镖，因此时效性较差，导致挡渣效果较差。滑动闸阀系统和气动挡渣系统存在维护复杂、易于损坏、使用寿命短、价格昂贵等缺点。
[0007]目前，较先进的转炉出钢下渣控制系统，主要采用电磁法结合滑动闸阀、气动或挡渣镖系统挡渣，但存在系统结构复杂、价格昂贵易于损坏等技术问题。
[0008]针对电磁法存在上述问题，在转炉炼钢技术领域，开始出现一种基于红外热图像检测的转炉出钢下渣量检测方法，该检测方法所使用的设备包括成像镜头朝向转炉出钢口设置的红外摄像仪，设置在作业现场中控室的工控机、与工控机连接的显示器，工控机的母版上插接有视频采集卡，工控机的操作系统上安装有红外图像分析处理系统、转炉设备控制系统、及设备运行状态监测系统;还包括设置在转炉出钢作业现场的具有PLC控制器的摇炉机，工控机电连接PLC控制器;转炉出钢时，红外摄像仪实时采集出钢口的钢水图像数据，并传输给工控机，工控机对出钢口的红外图像分析处理系统实时分析传来的现场视频图像数据，判断钢水中的钢渣含量，当钢水中的钢渣含量超过阈值，转炉设备控制系统向摇炉机的PLC控制器发送摇炉指令信号，摇炉机按照摇炉指令信号摇炉，从而实现转炉出钢钢水下渣控制。
[0009]如公开号为CN101818228A的中国专利文献，公开一种转炉出钢下渣的控制系统，包括转炉、钢包、操作台，控制系统中设有下渣检测系统和自动抬炉控制系统，下渣检测系统包括红外热成像探测系统、图像分析处理系统。红外热成像探测系统包括红外光学模块、探测器模块、高速视频数据采集模块。红外光学模块是在距钢包20m?30m处设置70mm长焦距镜头;控制系统设置主控机柜设备、摇炉机柜设备;主控机柜设备包括高性能工业计算机及数据传输系统；自动抬炉控制系统采用PLC控制系统;PLC控制系统设在摇炉机柜设备中；抬炉脉冲信号传送至PLC控制系统后，PLC控制系统输出转炉角度信号，进行快速摇炉，控制下渣。该红外成像检测转炉出钢下渣的控制系统，利用红外摄像仪进行炉渣检测，实时监测转炉出钢状况，检测出转炉下渣情况，以便及时判断、及时摇炉、及时加挡渣球，从而减少转炉出钢下渣量。但该方案完全依赖红外摄像仪采集到出钢口现场红外视频图像数据进行下渣控制，非根据转炉出钢处于的阶段，实行及时、有效、针对性强的下渣控制。
[0010]综上所述，现有的转炉出钢下渣控制，均没有根据转炉出钢所处阶段进行针对性的下渣控制。
【实用新型内容】
[0011]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能根据转炉出钢所处阶段进行下渣控制的转炉出钢下渣控制系统，从而进一步提高转炉出钢下渣控制的有效性，降低出钢钢水中钢渣含量。
[0012]本实用新型解决技术问题所采用的技术方案是:
[0013]转炉出钢下渣控制系统，包括设置在转炉出钢作业现场的红外摄像仪、第一视频光端机、PLC控制器、倾角传感器、挡渣闸阀、与挡渣闸阀相配合的闸阀驱动装置，设置在中控室的第二视频光端机、扩展插槽安装有视频采集卡的工控机，与工控机通过显示接口连接的显示器;红外摄像仪电连接第一视频光端机，第一视频光端机光纤连接第二视频光端机，第二视频光端机的视频信号输出接口连接视频采集卡的视频信号输入接口，红外摄像仪的成像信号入口朝向转炉出钢口；工控机具有网络接口，工控机通过网络接口网络连接PLC控制器，PLC控制器电连接闸阀驱动装置，挡渣闸阀设置在转炉出钢口 ；倾角传感器设置在转炉炉体外，倾角传感器的RS232接口连接工控机的RS232接口。
[0014]进一步，闸阀驱动装置为液压油缸。
[0015]进一步，第一视频光端机、第二视频光端机均为数字视频光端机。
[0016]进一步，转炉出钢下渣控制系统，还包括设置在转炉出钢作业现场的报警器，报警器电连接PLC控制器。
[0017]进一步，转炉出钢下渣控制系统，还包括设置在转炉出钢作业现场的控制按钮盒，控制按钮盒电连接闸阀驱动装置。
[0018]本实用新型的转炉出钢下渣控制系统适用于转炉出钢，也适用火法转炉冶金的金属液出液下渣的控制。
[0019]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:
[0020]1、本实用新型的转炉出钢下渣控制系统，由于采用成像信号入口朝向转炉出钢口的红外摄像仪电连接第一视频光端机，第一视频光端机通过光纤连接第二视频光端机，第二视频光端机的视频信号输出接口连接工控机的视频采集卡的技术方案，其具有采用红外成像技术实时监看出钢口流出钢水中的钢渣情况，并及时、高保真地将实时现场情况转发，再对实时现场情况进行灰度分析，及时估算出钢水中的钢渣含量的技术作用，从而实现转炉出钢口流出钢水中的钢渣含量的实时有效监测、及时分析并发现流出钢水中的钢渣含量异常；由于采用工控机通过网络接口网络连接PLC控制器，PLC控制器电连接闸阀驱动装置，闸阀驱动装置联动配合设置在转炉出钢口的挡渣闸阀的技术方案，其具有在分析发现流出钢水中的钢渣含量异常后，在小于I秒的时间内关闭转炉出钢口的技术作用，从而实现在最短的时间内将钢渣封堵在转炉内，确保转炉下储钢水容器中的钢水保持很高的纯净度；由于采用设置在转炉炉体外的倾角传感器实时掌握