下渣检测技术在连铸钢包生产中的应用
钢包下渣优化的研究进展及应用
钢包下渣优化的研究进展及应用摘要：避免钢包下渣是连铸生产中重要的一环，其直接影响产品的质量和缺陷形成。
当下流行的三种钢包下渣检测方法被简述，分别是电磁感应、称重法、红外感应法。
通过论述各种方法的优缺点和优化途径，为钢包下渣检测过程提供指导，使其在连铸产品质量控制方面发挥更大的作用。
关键词：钢渣；优化；检测Research progress and application of slagging process optimizationof ladleYang Guiyu Li Wei Xu Xuzhong(Hanbao Steelmaking Plant, Handan, Hebei)Abstract: Avoiding ladle slagging is an important part of continuous casting production, which directly affects the quality of the product and defect formation. Three popular detection methods for ladle slagging are briefly described, which are electromagnetic induction, weighing method and infrared induction method. By discussing the advantages, disadvantages and optimization of each method, we provide guidance for the ladle slagging detection process, so that it can play a greater role in the control of continuouscasting product quality.Keywords: steel slag; optimization; testing1.引言在炼钢生产中，连铸是重中之重。
下渣检测技术在连铸钢包生产中的应用
的指标时， 系统 就 会 发 出报 警 信号 ， 从 而 提 示 钢 包操 作 工关 闭 滑 动 如 ： 用 手 紧握 住 操作 杆 、 卸配重、 扔 中包 保护 渣 、 推长 水Ｅ ｌ 、 长 水１ ３ ：
面下 降， 如 果 报 警灯 中 白色 、 黄色灯没亮， 可 点动 开 大 水 口开度 ， 使 液面 有略为上涨 趋势即可。 不 要 在 白色 、 黄 色 灯 亮 起 即 将 下 渣 时 再开 关 水 口， 否 则 系统 将 不 报警 。 （ ５ ） 传 感 器及其 线 缆 保 护 在 钢 水 浇 铸 过 程 中要 避 免钢 水直 接 流 到 传 感 器及其 线缆 上 ；
文章 编号 ： １ ６ ７ ４ — ０ ９ ８ Ｘ（ ２ ｏ １ ３ ） ０ ３ （ ｂ ） 一 ０ ０ ８ ６ — ０ １
等 干扰结 束ｌ ０ ｓ 后 再 重 新 打 开检 测 。当 随 着 市场 竞 争 的 加 剧 ， 各 大 钢 铁 公司 已经 把 目光 集 中在 高 端 以在 干 扰 期 间 关掉 检 测 ， 红灯 亮 ， 其余等 都灭， 下 渣 报 警 喇 叭 报警 ， 提 产 品 的研 发 上 ， 对 于 优 质 品种 钢 的 生 产 ， 钢 包 下 渣检 测 是 一 个 非 常 系统 检 测 到 下 渣 时 ，
可 以 关 闭水 Ｅ ｌ。 系统 报 警 状 关键的环节。 国内 外许 多 公司 为解 决 钢 包 下渣 预 报 问题 ， 先 后 开发 示 现 场 操 作人 员这 一包 钢 水 浇 注 结 束 ，
了超 声 波 检测 法 、 红外检测方法、 电磁 检 测 法 、 振 动 特 征 检 测 法 等 态四 秒 后 自动 解 除 。
布有 破碎 的时候。 操 作 人 员在 转 动 操 作 杆 时 ， 严 禁 缠 绕 传 感 器 线
钢包下渣检测系统在马钢特钢公司的应用
数据采集
否
＼
——…ｎ＃＊
信号预处理
小波包 变换计算
识别数据库 下渣判断
钢流信号 特征计算
3 下渣检测系统的实际运行效果
在没有使用大包下渣检测系统以前，为了保证特种钢坯的质量，不得不采用留钢操作过早地关闭钢包， 这样一来就减少了一炉钢水的浇注量，降低了铸坯收得率。自 2013 年 7 月马钢特钢公司连铸钢包下渣检 测装置正常投入大生产应用后，带来的实际效果也很显著。
（1）下渣检测报警可以提醒操作工在适当的时候关闭滑动水口，带来的最明显的效果就是连铸收得 率的提高，如图 3 中所示，收得率平均比以前提高 0.96%。
over[J].Iron and Steelmaker,1900,66:59-64. [3] Downey M,Conter J,Gordon P,Ladle-tundish slag detection using vibration measurements[J].Steel Times,1992,9:416-420. [4] 唐安祥，申屠理锋等. 连铸钢包下渣检测与控制系统的研制与应用[C]第八届全国连铸学术会议论文集;2003 年.
Application of Slag Carry-over Detection System for Ladle in Masteel-
Special Steel Company
Zhou Kang, Wang Guocai, Wang Minzhang
（Masteel- Special Steel Company，Maanshan, Anhui Province, 243002 China）
7-7连铸钢包下渣检测与控制系统的研究与应用
连铸钢包下渣检测与控制系统的研制与应用唐安祥1，申屠理锋1，钟志敏2，顾文斌2（1．宝山钢铁股份有限公司研究院自动化所，上海201900；2．宝山钢铁股份有限公司炼钢厂，上海201900）摘要：本文介绍了我们自行开发研制的连铸钢包下渣检测与控制系统，叙述了整个系统的基本组成及下渣检测的原理，阐述了系统的关键技术和特点，同时介绍了系统的识别模型和软件系统，并对本系统在宝钢炼钢厂的使用效果作了论述。
关键词：连铸；下渣检测；钢包；控制系统中图分类号：TP273文献标识码：ADevelopment and Application of Ladle slag Detection & ControlSystem in Continuous CastingTang Anxiang1, Shen-tu Lifeng1, Zhong Zhiming2, Gu WenBin2（1．Automation Research Dept , Baosteel Co. Ltd. Research Institute, Shanghai, China, 201900；2．Steel Making Plant , Baosteel Co. Ltd, Shanghai, China, 201900）Abstract:This article introduces Ladle slag Detection & Control System in Continuous Casting, describes the components of the system and the principle of slag detection, elucidates the key technologies and characteristics of the system, presents the r ecognition model and the software system, and discusses the application of the system in EAF continuous casting of steelmaking plant of Baosteel.Key words:Continuous Casting, Slag detection, Ladle, Control system在连铸的生产过程中，当钢包浇注即将结束时，浮于钢水表面的钢渣因漩涡作用而混着钢水经长水口流进中间包。
板坯连铸大包下渣自动检测技术探索与实践
注 ， 高 铸 坯 质 量 ， 连 铸 机 大 包 浇 注 采 用 水 口把 持 器 手 提 该 动 操 作 摘 挂 作 业 。而 大 包 浇 注 末 期 下 渣 判 断 则 完 全 依 靠 大 包 操 作 人 员 的 工 作 经 验 及 观 察 ，可 靠 性 不 高 。同 时 由 于
原有 水 口把持 器设计缺 陷 ， 大包 水 口安装顶 紧压 力不 足 ，
振 动来 完成 检测 。该 系统可 有效控 制杜 绝原 有人工 下 渣
检 测带 来的 种种 弊 端 。
三 、下渣 自动检测 系统工作原理
ＶＳ Ｏ Ｏ 铸 钢 包 下 渣 自动 监 测 系 统 通 过 感 受 机 械 Ｄ３ ０ 连 操 作 臂 的 振 动 来 检 测 连 铸 过 程 中的 下 渣 。在 钢 水 浇 注 过 程 中 ， 水 流 经 长 水 口注 入 中 间 包 时 ， 水 冲 击 长 水 口壁 钢 钢
在 生 产 过 程 中 曾 多次 出现 大 包 水 口上 部 翻 钢 等 问题 ，不 仅 对 生 产 组 织 影 响 较 大 ，同时 还 造 成 了 钢 水 的 二 次 氧 化 ， 影
响 到 铸 坯 质 量 。为 此 ， 厂 通 过 探 讨 摸 索 考 虑 将 原 有 水 口 该 把 持 器 升 级 为 液 压 水 口机 械 手 从 而 确 保 操 作 便 捷 、顶 紧 可 靠 ，同时 配 套 安 装 杭 州 谱 诚 ＶＳ ０ ０ 铸 钢 包 下 碴 自动 Ｄ３ ０ 连 检 测 系统 ，以实 现 大 包 恒 液 面 浇 注 及 下 渣 的 自动 检 测 。
比 重 相 差 较 大 ， 动 粘 度 也 不 相 同 ， 以 在 混 有 钢 渣 的 钢 流 所
流 穿过 长 水 口时 会 表 现 出 不 同 的振 动 特 性 系统 的 传 感 器
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
钢包下渣自动检测技术
钢包下渣自动检测技术理论研究和钢铁企业的生产实践表明，钢包中含氧化铁，氧化锰和氧化硅的炉渣从钢包流入中间包以后，会造成钢水铝和钛等易氧化合金元素的烧损，并产生氧化铝夹杂物，影响钢水的纯净度，并容易造成冷轧板和涂层板的表面质量问题，此外钢水的氧化铝还会造成水口堵塞，影响连铸多炉连浇。
为了避免钢包中炉渣进人中间包，许多生产优质钢的钢厂在连铸时采用钢包留钢浇钢，这样做虽然满足了质量要求，但牺牲了钢水的收得率。
德国亚琛大学钢铁冶金研究所从８０年代开始开发钢包下渣自动检测技术，并获得欧共体的资助。
他们用一种电磁方法来检测钢液的下渣。
在大包包底水口外围装上线圈（一级和二级线圈），当钢液通过接交流电的线圈时，就会产生涡流，这些涡流可改变磁场的强度，由于炉渣的导电性为钢水的千分之一，如果钢流中含有少量炉渣，涡流就会减弱，而磁场就会增强。
磁场强度的变化可通过二级线圈来检测。
这种低电压信号必须在钢厂的噪声环境中传输，以及所要求的信号必须经过过滤，产生一个能与其它测量数据相匹配的确定的和有用信号。
这一点可采用模拟与数字过滤器相集合以及一个温度补偿系统来达到。
系统的组件必须坚固耐用，能承受炼钢厂的苛刻环境。
德国蒂森钢铁公司于1987年首先在一台板坯连铸机采用了钢包下渣自动检测技术，取得了满意的结果。
后来德国亚琛大学钢铁冶金研究所的几位研究人员利用所开发成功的钢包下渣自动检测技术成立了Ａmepa公司，在世界上推广钢包下渣自动检测技术。
德国和法国大部分现代化板坯连铸机，大方坯连铸机和圆坯连铸机分别于９０年代初采用了Ａmepa公司的下渣自动检测技术，日本钢铁企业于９０年代初采用Ａmepa公司的下渣自动检测技术，到九十年代中期日本的大部分现代化板坯连铸机，大方坯连铸机和圆坯连铸机采用了Ａmepa。
公司的下渣自动检测技术，目前韩国浦项钢铁公司和中国台湾中钢公司的所有板坯铸机都采用了Ａmepa公司的下渣自动检测技术。
中国宝钢第二炼钢厂新建的两台板坯连铸机上也采用了这个技术，都取得了满意的使用效果。
大包下渣检测应用
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
振动式大包下渣自动检测系统 在湘钢5米宽厚板的应用
3.4 系统特点
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
月份
月平均值 %
1月 97.59
表22月2012年连铸金3属月收得率 4月
97.58
96.99
97.49
5月 97.67
平均 97.46
大包下渣检测应用.ppt
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。
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 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。
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下渣检测技术在连铸钢包生产中的应用
摘要：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，它对防止钢包过量下渣、提高钢水纯净度，提高连铸钢水浇铸收得率、改善大包操作工的劳动强度和工作环境均有明显的效果。
关键词：振动连铸下渣检测
中图分类号：tf777 文献标识码：a 文章编号：1674-098x（2013）03（b）-00-01
随着市场竞争的加剧，各大钢铁公司已经把目光集中在高端产品的研发上，对于优质品种钢的生产，钢包下渣检测是一个非常关键的环节。
国内外许多公司为解决钢包下渣预报问题，先后开发了超声波检测法、红外检测方法、电磁检测法、振动特征检测法等多种形式的钢包下渣检测技术。
其中基于振动原理的钢包下渣检测装置，由于设备安装方便、成本低、可靠性高、使用简单，已成为连铸钢包下渣检测领域的
主流。
1 钢包下渣振动检测原理
vsd2000连铸钢包下渣自动监测系统所采用的钢包下渣检测技术是基于振动原理的。
如图1所示，在操作臂上远离长水口的一端装上振动传感器，传感器通过信号线与控制器相连，这样钢水在长水口中流动时所引起的振动就会通过长水口传到操作臂上，并通过传感器把振动信号传
送到信号处理器内，然后经过特殊的信号处理与分析方法来判断钢水中是否含有钢渣，当钢水中含有的钢渣量达到了一定的指标时，系统就会发出报警信号，从而提示钢包操作工关闭滑动水口，停止浇注。
信号传感与采集设备是一台专门设计的振动传感器，安装在铸机钢包长水口机械手上，用来采集钢流通过机械手传递的振动信号，其性能的稳定是保证系统检测精度的关键。
2 安装操作
在大包浇注完毕前3～5 min，按下操作盒上的检测按钮，此时五色报警灯中的绿色灯将常亮，系统就进入检测状态。
此后，如有下渣系统就报警，报警喇叭响起，五色信号灯中最上面的红灯亮起，约6 s后报警自动解除。
需要注意的是，在系统投入检测后，应杜绝频繁开关水口以避免漏报。
如果某些干扰不可避免，则可以在干扰期间关掉检测，等干扰结束10 s后再重新打开检测。
当系统检测到下渣时，红灯亮，其余等都灭，下渣报警喇叭报警，提示现场操作人员这一包钢水浇注结束，可以关闭水口。
系统报警状态四秒后自动解除。
3 注意事项
（1）提前坐包
最好大包坐完后，再投入下渣检测。
如果大包还没到，而钢水快要浇完时，可以先打开检测。
待快坐包时，再按”检测”按钮取消检测。
等坐完包后再打开检测。
注意要等坐包过后约10 s左右，
待绿灯开始闪烁后再按下“检测”按钮，使系统投入检测，否则容易误报警。
（2）长水口插入中包液面须有足够深度
由于长水口出入中包液面的深浅对振动信号有较大影响，系统要求长水口插入中包液面的深度至少40 cm。
（3）避免对操作杆的冲击干扰
系统投入检测、绿灯亮后，避免对操作杆的强烈冲击干扰。
比如：用手紧握住操作杆、卸配重、扔中包保护渣、推长水口、长水口突然断裂、上下移动中包车以及对中包车的强烈冲击等。
（4）点动调节水口开度，使中包液位稳定
在整个浇注过程中，尤其是一包钢水的浇注末期，应尽量点动开关水口滑板，稳定中包液面，严禁大幅度开关水口。
在浇注末期，不可频繁调节水口大小，旋转灯亮起可点动操作水口。
中包液面下降，如果报警灯中白色、黄色灯没亮，可点动开大水口开度，使液面有略为上涨趋势即可。
不要在白色、黄色灯亮起即将下渣时再开关水口，否则系统将不报警。
（5）传感器及其线缆保护
在钢水浇铸过程中要避免钢水直接流到传感器及其线缆上；经常检查传感器冷却空气管道是否完好，每次浇铸开始前检查传感器的出气孔是否有气体喷出；在每次检修时最好换一下包裹在传感器及其套接的金属软管外面的石棉布，特别是发现原有石棉布有破碎的时候。
操作人员在转动操作杆时，严禁缠绕传感器线缆及冷却软管。
4 结语
vsd2000连铸钢包下渣自动检测系统使用后下渣报警检出率达到95%，可以有效降低中间包渣厚，提高钢水纯净度，极大地降低了劳动强度，完全满足现代工业应用的要求。
参考文献
[1] 李培玉，赵明祥.连铸钢包下渣检测方法的研究现状与进展[j].炼钢，2003（3）.
[2] 谭大鹏，李培玉.基于小波的钢液连铸下渣检测系统[j].机械工程学报，2007（2）.。