大包下渣检测应用

•4 应用效果分析
•4.1 报警率
• 大包下渣检测系统在湘钢五米板3号机与5号机都有应用，其中现 场配合使用了镭目的中包液位自动控制（替换VAI的中包液位控制），5 号机从去年10月份调试投入应用以来效果非常稳定，报警准确，报警率 高，5号机连续2次统计报警率如表1所示。
• 表1 报警率统计情况
统计
大包下渣检测应用
•振动式大包下渣自动检测系统 •在湘钢5米宽厚板的应用
•1 前言
• 钢包下渣检测已成为现代连铸生产和质量控制的重要技术之一，使 用此技术的主要优点有： •• 1）防止钢包过量下渣、提高钢水洁净度； • 2）提高连铸钢水浇铸收得率； • 3）改善大包操作工的劳动强度和工作环境。 • 目前国内外研制了多种下渣检测方法，如红外线技术检测、电磁感 应法检测、超声波检测等，但这些检测系统在安装、使用和维护过程中 的成本都较高。由于上述方法存在的不足以及投资及使用成本问题，我 们考虑了使用振动式下渣检测技术。
•2.1 成本问题
• 在没有使用镭目振动式大包下渣检测系统以前，一些对质量要求 特别高的钢种采用留钢操作来避免大包下渣，这样一来连铸的金属收得 率大大降低，同时由于称重的误差也不能完全避免下渣。 • 大包下渣检测系统可以根据不同钢种设计延迟关滑板操作。如果 以延迟3秒关闭计算，50分钟浇一炉钢，3000秒，一炉钢按130吨计算 ，每秒钟过钢量43公斤，每炉可多收得钢水130公斤，每天浇20炉钢， 一天即可多得钢水2.6吨，一年可多得钢水949吨；每吨钢水按成本 2000元计算，一套大包下渣检测系统一年可降耗节支：949吨×2000 元/吨=189.8万元。
BOF→LF→RH→CC，最后是BOF→LF→CC。
•2.1 质量问 题• 在没有下渣检测系统以前，湘钢采用肉眼看翻渣，看到长水口
附近翻渣发亮进行判断是否下渣，这种方法判断不是很准确，容易 导致大包大量下渣，大包下渣后渣容易卷入结晶器，导致钢板性能 及探伤出现问题。
•振动式大包下渣自动检测系统 •在湘钢5米宽厚板的应用
•振动式大包下渣自动检测系统 •在湘钢5米宽厚板的应用
•2• 湘钢5米宽厚板浇注过程中存在的主要问题
• 湘钢五米宽厚板厂主要产品为宽厚板，目前炼钢主要设备为： 120t转炉2座、120t LF双工位钢包炉3座、120t VD双工位真空脱气装 置一套，120tRH双工位真空脱气装置一套，直结晶器连续弯曲连续矫 直弧形板坯连铸机两台，转炉出钢量为135～145t。生产中有三条工艺 路线即分三种，一是BOF→LF→VD→CC，其次是
•2.1 质量问题
• 图1是5米宽厚板2011年上半年非计划的分布情况，其中性能占 到33%，探伤为7.3%。
• 图1 湘钢5米宽厚板2011年上半年非计划分布图
•振动式大包下渣自动检测系统 •在湘钢5米宽厚板的应用
•2.1 质量问题
•1）探伤问题
元素 重量 原子
百分 比
百分 比
O K 41.98 59.18
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•2.1 质量问题
••2）性能问题
• 图3 Z向浮云状断口
•图3为Z向浮云状断口的电 镜照片。断口中的深灰色区 域夹杂物较多，主要为颗粒 状的Al2O3，其次为CaO， 说明此区域为夹杂物富集区 。这种夹杂物富集严重影响 钢板的性能。
•振动式大包下渣自动检测系统 •在湘钢5米宽厚板的应用
• 信号分析过程： 上位机先对信号进行预处理，从时域、频域以及时 频结合方面综合进行小波包分析以提取有效信号特征，根据信号特征进 行下渣分析，当满足下渣特征时给出下渣报警。同时，图像处理模块进 行图像分析，分析标定区域是否有翻渣特征，当满足特征时给出翻渣报 警。
•3.4 系统•特振点动式大包下渣自动检测系统 •在湘钢5米宽厚板的应用
统计炉数准报率第一次Fra bibliotek115
95.7%
第二次
100
96%
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•4 应用效果分析
•4.2 探伤
• 在使用大包下渣检测系统之前，对质量要求高的钢种采用留钢操作，探伤 合格率在98~99.5%之间，但有很大波动，采用下渣检测后，采用大包检测报 警立即关滑板操作，探伤比较稳定，最近由于连铸抓金属收得率没有按照要求 来施行，探伤合格率有明显下降，见图８。
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•3 大包下渣自动检测系统的应用
•3.1 工作原理
• 在连铸过程中，钢包操作臂的振动与保护套内流动的钢液中含渣量 密切相关。在钢液从大包流入中间包的过程中，保护套管和与之相连的 操作臂会产生较强的振动，水口开度越大，钢液流量越大，振动就越剧 烈。而钢渣比重大约是钢液的三分之一，因此由钢渣流动与纯钢液流动 引起的振动必然有差异。所以理论上通过检测操作臂上的振动信号应该 能间接的监测保护套管内钢液流动状态的变化情况。由此产生了振动式 大包下渣自动检测系统来检测钢渣，见图4。
• 图８ 2011~2012年探伤情况
•振动式大包下渣自动检测系统 •在湘钢5米宽厚板的应用
•4 应用效果分析
•4.3 连铸金属收得率
• ５米宽厚板厂去年10月份5#铸机开始投入大包检测系统，去年在没有使用 大包下渣检测系统的1~10月份连铸平均金属收得率为97.36%，表2为使用大包 下渣检测系统后的数据，1~6月份平均收得率为97.46%，使用大包下渣检测系 统控制滑板的关闭，金属收得率约有提高。
• 图６ 振动式下渣检测系统原理图
• 图７ 大包工控制室界面
•33）.4中包 系液统位特•自振点动动控制式大包下渣自动检测系统 •在湘钢5米宽厚板的应用
• 使用了中包液位控制实现了全程自动控制：控制精度高， 达到正负0.3T，后期无需手动提升中包液位，可以全自动的提 升中包液位，滑板动作平稳。
•振动式大包下渣自动检测系统 •在湘钢5米宽厚板的应用
•1）三维监控及视频信号处理 • 软硬件结合，从三维立体空间全方面监测振动信号，两者综合 更加准确更加明显的突出了下渣特征，准确的给出报警信息，见图 ５。
• 图５ 信号分析处理图
•3.4 系统特•振点动式大包下渣自动检测系统 •在湘钢5米宽厚板的应用
•2）屏蔽处理及警戒线动态更新 • 对滑板动作、外界坐包等强烈冲击振动做分析及屏蔽处理，警 戒线动态更新处理，两者结合杜绝误报，达到准确报警，图６为多 次动滑板后的现场软件抓图（参见图７）。
月份
月平均值 %
• 表2 2012年连铸金属收得率
1月
2月
3月
4月
97.59
97.58
96.99
97.49
5月 97.67
平均 97.46
•振动式大包下渣自动检测系统 •在湘钢5米宽厚板的应用
•3 大包下渣自动检测系统的应用
•3.1 工作原理
• 图4 振动式下渣检测系统原理图
•3.23 硬软件•措振施动式大包下渣自动检测系统 •在湘钢5米宽厚板的应用
•3 大包下渣自动检测系统的应用
• 使用新型驻波放大机构，不是直接的将检测部分安装在操作臂上， 而是通过另外的增敏机构将信号增强，放大现场操作臂传递过来的振动 信号。增加了灵敏度，更加有效的突出了下渣特征。
Mg K 2.58 2.39
Al K 26.48 22.13
Si K 0.53 0.43
Ca K 27.67 15.57
Fe K 0.76 0.31
总量 100.0 0
• 图2 探伤不合夹杂物的电子图像及能谱
•图2是钢板探伤不合的电 镜分析，夹杂物的尺寸很 大在100um左右，成份主要 是钙铝酸盐，同时含有镁 、硅的复杂氧化物，与熔 渣成份很接近，因此可以 认为大包下渣引起。