專利名稱：鋼包底吹噴粉漏鋼檢測裝置及漏鋼檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鋼鐵精煉技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種鋼包底吹噴粉漏鋼檢測裝置及漏鋼檢測方法。
背景技術(shù)：
鋼包底吹噴粉精煉是新興的一項具有創(chuàng)造性和廣闊應用前景的新技術(shù)，但由于鋼包底噴粉工作環(huán)境比鋼包底吹氬攪拌環(huán)境惡劣，鋼包底噴粉工藝提出后面臨著諸多技術(shù)問題待解決。目前，噴粉工藝中主要采用縫隙式噴粉元件實現(xiàn)底噴粉，正常噴吹冶煉，為將粉劑以一定動能噴吹到鋼包熔池內(nèi)，必然要求噴粉元件縫隙有一定的寬度，這與噴粉元件安全性相背離，因為噴粉元件縫隙較寬鋼液容易滲透縫隙而引發(fā)漏鋼事故，為避免發(fā)生漏鋼事故，噴粉元件縫隙又要盡量窄些，這一對矛盾引發(fā)了人們對噴粉元件安全性和可行性設計的思考，保證噴粉元件安全可靠地工作，是推廣應用鋼包底噴粉工藝的前提，于是漏鋼檢測和防漏鋼設計成為人們研究的焦點。噴粉元件處在高溫惡劣的工作環(huán)境當中，不僅受高溫鋼水的侵蝕，而且受粉氣流嚴重的磨蝕，噴粉元件縫隙內(nèi)鋼液滲漏情況檢測極為困難，底部噴吹元件埋于爐底，鋼液滲漏情況靠目測很難掌握，通過爐底探測器測量漏鋼情況和噴吹元件損耗情況曾被廣泛采用，由于這類探測器需停爐進行，耗時費事影響生產(chǎn)，已基本上被淘汰。目前，應用于轉(zhuǎn)爐的預報噴吹元件熔損的方法為在噴吹元件不同高度，相間埋入若干對熱電偶，每對相隔一定間距，用補償導線通過端子箱與儀表連接，工作時儀表連續(xù)顯示和記錄每對熱電偶的溫度， 當某一對熱電偶溫度過高時就顯示和記錄報警，借用于此類儀表，操作者即可系統(tǒng)掌握每爐鋼冶煉過程中每對熱電偶的溫度，從而掌握噴粉元件的熔損規(guī)律和熔損狀況，以便采取相應的措施，但此類儀表不能很好的應用于鋼液滲漏情況的檢測，工作使用中的噴粉元件縫隙內(nèi)鋼液滲漏情況檢測尚不能實現(xiàn)。目前，對噴粉元件縫隙內(nèi)鋼液滲漏情況的研究主要停留在理論分析和對使用或?qū)嶒灪髧姺墼馄史治鰧用嫔希ぷ魇褂弥械耐笟獯u縫隙內(nèi)鋼液滲漏情況檢測仍然是一項技術(shù)難題。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有裝置存在的不足，本發(fā)明提出一種鋼包底吹噴粉漏鋼檢測裝置，通過埋入耐火材料中的電極，采集電信號，實現(xiàn)噴粉元件縫隙內(nèi)鋼液滲漏情況的檢測。本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的本發(fā)明一種鋼包底吹噴粉漏鋼檢測裝置，包括鋼包底噴粉元件、信號采集電路、信號放大電路、處理器和報警器，其中，鋼包底噴粉元件其內(nèi)部填充耐火材料，耐火材料中均勻分布若干縫隙；其連接關(guān)系為鋼包底噴粉元件的輸出端連接信號采集電路的輸入端，信號采集電路的輸出端連接信號放大電路的輸入端，信號放大電路的輸出端連接處理器的輸入端，處理器的輸出端連接報警裝置；所述的信號采集電路由電極、電源、電流表和保護電阻組成，其連接關(guān)系為將電極成對的埋入耐火材料的縫隙內(nèi)壁，以一對電極為例，第一電極近鋼液端埋在耐火材料縫隙內(nèi)壁距鋼液Iitl處，第一電極另一端通過第一導體連接信號采集電路的第一輸入端，第二電極近鋼液端埋在耐火材料縫隙內(nèi)壁距鋼液h處，第二電極另一端通過第二導體連接信號采集電路的第二輸入端，第一電極與第二電極平行相對，信號采集電路的第一輸入端連接電流表的輸入端，電流表的第一輸出端連接信號放大電路的第一輸入端，電流表的第二輸出端連接保護電阻的一端，保護電阻的另一端連接電源的一端，電源的另一端連接信號采集電路的第二輸入端，再同時連接信號放大電路的第二輸入端；所述的信號放大電路采用分壓式偏置放大電路，由三極管、電阻和電容組成，其中，電阻由第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻組成，電容由第一電容、第二電容、第三電容組成，其連接關(guān)系如下第一電容的一端連接信號放大電路的第一輸入端，第一電容的另一端連接第一電阻的一端、第二電阻的一端和三極管的基極，第一電阻的另一端連接第三電阻的一端和信號放大電路電源&，三極管的集電極連接第三電阻的另一端、第二電容的一端，第二電容的另一端連接信號放大電路的第一輸出端，三極管的發(fā)射極連接第四電阻的一端、第三電容的一端，第二電阻的另一端、第四電阻的另一端、第三電容的另一端同時連接信號放大電路的第二輸出端，并接地；采用鋼包底吹噴粉漏鋼檢測裝置的漏鋼檢測方法包括以下步驟步驟1 采集漏鋼檢測裝置的電壓信號和電流信號；步驟1-1 工作開始，接通電路，采集到的初始電壓信號為Utl和電流信號Itl,執(zhí)行步驟2 ；步驟1-2 工作當中，連續(xù)采集電壓信號Ui和電流信號Ii ；步驟2 將步驟1采集的電壓信號通過電壓偏置放大電路放大，電壓放大的倍數(shù) Au，按如下公式計算
權(quán)利要求
1.一種鋼包底吹噴粉漏鋼檢測裝置，其特征在于包括鋼包底噴粉元件、信號采集電路、信號放大電路、處理器和報警器，其中，鋼包底噴粉元件其內(nèi)部填充耐火材料，耐火材料中均勻分布若干縫隙；其連接關(guān)系為鋼包底噴粉元件的輸出端連接信號采集電路的輸入端，信號采集電路的輸出端連接信號放大電路的輸入端，信號放大電路的輸出端連接處理器的輸入端，處理器的輸出端連接報警裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼包底吹噴粉漏鋼檢測裝置，其特征在于所述的信號采集電路由電極、電源、電流表和保護電阻組成，其連接關(guān)系為將電極成對的埋入耐火材料的縫隙內(nèi)壁，第一電極近鋼液端埋在耐火材料縫隙內(nèi)壁距鋼液&處，第一電極另一端通過第一導體連接信號采集電路的第一輸入端，第二電極近鋼液端埋在耐火材料縫隙內(nèi)壁距鋼液 %處，第二電極另一端通過第二導體連接信號采集電路的第二輸入端，第一電極與第二電極平行相對，其它電極的連接方式與此相同，信號采集電路的第一輸入端連接電流表的輸入端，電流表的第一輸出端連接信號放大電路的第一輸入端，電流表的第二輸出端連接保護電阻的一端，保護電阻的另一端連接電源的一端，電源的另一端連接信號采集電路的第二輸入端，再同時連接信號放大電路的第二輸入端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼包底吹噴粉漏鋼檢測裝置，其特征在于所述的信號放大電路采用分壓式偏置放大電路，由三極管、電阻和電容組成，其中，電阻由第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻組成，電容由第一電容、第二電容、第三電容組成，其連接關(guān)系如下 第一電容的一端連接信號放大電路的第一輸入端，第一電容的另一端連接第一電阻的一端、第二電阻的一端和三極管的基極，第一電阻的另一端連接第三電阻的一端和信號放大電路電源&，三極管的集電極連接第三電阻的另一端、第二電容的一端，第二電容的另一端連接信號放大電路的第一輸出端，三極管的發(fā)射極連接第四電阻的一端、第三電容的一端， 第二電阻的另一端、第四電阻的另一端、第三電容的另一端同時連接信號放大電路的第二輸出端，并接地。
4.采用權(quán)利要求1所述的鋼包底吹噴粉漏鋼檢測裝置進行漏鋼檢測的方法，其特征在于包括以下步驟步驟1 采集漏鋼檢測裝置的電壓信號和電流信號；步驟1-1 工作開始，接通電路，采集到的初始電壓信號為Utl和電流信號Itl，執(zhí)行步驟2 ；步驟1-2 工作當中，連續(xù)采集電壓信號Ui和電流信號Ii ；步驟2 將步驟1采集的電壓信號通過電壓偏置放大電路放大，電壓放大的倍數(shù)Au，按如下公式計算A _ U1 _ PjRqIIRl)“U1he式中，Ui為放大器輸出電壓；Ui為漏鋼檢測裝置采集電壓信號；β為電流放大倍數(shù)； 為晶體管的輸入電阻；上式中的負號表示輸出電壓與采集電壓相位相反；步驟3 對步驟2處理過的電壓數(shù)字信號進行分析方法為利用采集到的電壓信號值和電流信號值，確定漏鋼裝置的電阻值，進而確定鋼液在噴粉元件縫隙內(nèi)滲漏深度h 步驟3-1 若檢測到的電壓信號與采集到的初始電壓信號相等，縫隙間電阻值為無窮大，則未發(fā)生鋼液滲漏，執(zhí)行步驟1-2 ；步驟3-2 若檢測到電壓信號發(fā)生變化，則發(fā)生漏鋼，利用檢測到的電壓信號確定耐火材料縫隙間電路的總阻值R，公式如下
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的漏鋼的檢測方法，其特征在于步驟3-2所述的電極上端距鋼液距離hQ，其取值范圍為hQ = Imm 50mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的漏鋼的檢測方法，其特征在于步驟4所述的鋼包底吹噴粉漏鋼檢測裝置的臨界漏鋼深度為h。，其取值范圍為h。= 5mm 50mm。
全文摘要
一種鋼包底吹噴粉漏鋼檢測裝置及漏鋼檢測方法，屬于鋼鐵精煉技術(shù)領(lǐng)域，包括鋼包底噴粉元件、信號采集電路、信號放大電路、處理器和報警器，工作時，首先采集電壓和電流信號；然后將電壓信號放大；對電壓數(shù)字信號進行分析若漏鋼深度h≥系統(tǒng)的臨界漏鋼深度hc，發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)連續(xù)性漏鋼，啟動報警系統(tǒng)，增強噴吹強度，冶煉結(jié)束立即更換噴粉元件；若漏鋼深度h＜系統(tǒng)的臨界漏鋼深度hc，則發(fā)生可逆轉(zhuǎn)連續(xù)性或非線性漏鋼，增強噴吹強度，使縫隙間壓強增大，縫隙間滲入鋼液被噴出縫隙；克服了惡劣工作環(huán)境下漏鋼檢測困難的問題，工作不受噴粉限制，可以對噴粉過程安全性進行全程檢測，對鋼液滲漏情況跟蹤預報，避免發(fā)生漏鋼事故。
文檔編號C21C7/04GK102305552SQ20111023479
公開日2012年1月4日 申請日期2011年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月16日
發(fā)明者朱苗勇, 程中福 申請人:東北大學