專利名稱：轉爐副槍液位測量系統的制作方法
技術領域：
本發明關于轉爐測量技術領域，特別是關于轉爐副槍鋼水冶煉的測量技術，具體的講是一種轉爐副槍液位測量系統。
背景技術：
轉爐副槍可用在鋼水冶煉過程中，它從轉爐中獲取實際數據，可以檢測鋼水熔池和凝固溫度，氧含量和熔池液位高度，可在轉爐處于直立位置時進行鋼水取樣，而無需中斷吹氧過程，這對于保持冶煉過程穩定具有極大的意義。轉爐內熔池鐵水液面的位置，是決定氧槍吹煉高度和副槍測定位置的前提，需根據工藝要求的氧槍高度和副槍插入深度對吹煉過程進行控制和測定。因此，鐵水液面位置數值準確與否，直接影響轉爐煉鋼過程和鋼的質量。現有技術中，轉爐副槍一般通過其上的復合探頭來測量鋼水液面，復合探頭主要有如下兩種形式一種是在探頭前裝設有兩個電極，當探頭與金屬液面接觸時即導通電路，根據副槍此時的槍位，測量出熔池液面值；一種是采用定氧探頭，當探頭經過鋼液-渣層界面時，鋼液溫度及氧活度產生躍變，利用氧勢變化及此時副槍的槍位確定出鋼液面。副槍系統使用的上述兩種測液位探頭存在如下技術問題測量的成功率均很低，而且無法測量出熔池中渣層的厚度。通常電極型液位探頭測成率約40%，定氧型液位探頭測成率約60%-80%，如此勢必會增加煉鋼生產成本，降低了生產效率,上述兩種形式的測液位探頭均不能很好的滿足副槍功能的要求。

發明內容
為了克服現有技術存在的上述問題，本發明提供了一種轉爐副槍液位測量系統，通過將鐵心線圈集成在副槍 復合型探頭中，解決了現有技術中的電極型/定氧型測液位探頭測量成功率低的技術問題，且有利于提高煉鋼效率，降低成本，節能降耗。本發明的目的是，提供一種轉爐副槍液位測量系統，所述的轉爐副槍液位測量系統具體包括副槍1、與所述的副槍相連接的補償導線2、信號處理器3、與所述的副槍相連接的提升馬達4以及可編程邏輯控制器PLC5，其中，所述的副槍I，包括槍體11以及復合式探頭12，所述的復合式探頭12包括外套管121、信號輸出插件122、設置在所述的外套管121內的鐵芯123以及線圈124，所述的線圈124纏繞所述的鐵芯123且與所述的信號輸出插件122相連接，所述的副槍I用于插入轉爐時實時采集爐膛內的反饋電壓，并通過所述的補償導線2將所述的反饋電壓發送至所述的信號處理器3 ;所述的提升馬達4，內部設置有編碼器41，用于實時采集所述的復合式探頭12插入轉爐的運行高度；所述的PLC5，用于將所述的運行高度發送至所述的信號處理器3 ;所述的信號處理器3，用于根據所述的運行高度以及所述的反饋電壓確定出熔池液位的高度以及渣層厚度。優選的，所述的線圈124以及所述的鐵芯123固定在所述的外套管121的內壁上。優選的,所述的線圈124表面涂有絕緣層。
優選的，所述的線圈124為銅線。優選的，所述的轉爐副槍液位測量系統還包括與所述的信號處理器3相連接的顯示裝置6，用于實時顯示并存儲所述的反饋電壓、運行高度、熔池液位的高度以及渣層厚度。優選的，所述的顯示裝置6為計算機。優選的，所述的信號處理器具體包括曲線繪制單元，用于根據所述的運行高度以及所述的反饋電壓繪制電壓-高度曲線；躍變點確定單元，用于分析所述的電壓-高度曲線，確定出躍變點；熔池液位高度確定單元，用于根據所述的躍變點確定所述的熔池液位的高度；渣層厚度確定單元，用于根據所述的躍變點確定出渣層厚度。本發明的有益效果在于，提供了一種轉爐副槍液位測量系統，通過將鐵心線圈集成在副槍復合型探頭中，解決了現有技術中的電極型/定氧型測液位探頭測量成功率低的技術問題，有利于提高煉鋼效率，降低成本，節能降耗，且效果穩定，測成率高，不僅能準確地測量出鋼水液面高度，也能準確的測量出渣層厚度。


為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單·地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發明實施例提供的一種轉爐副槍液位測量系統的結構示意圖；圖2為本發明實施例提供的一種轉爐副槍液位測量系統中復合式探頭的連接示意圖；圖3為本發明實施例提供的一種轉爐副槍液位測量系統中信號處理器的結構框圖；圖4為根據反饋電壓以及運行高度繪制出電壓-高度的關系曲線圖。
具體實施例方式下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。本發明的主要目的在于，克服現有技術的副槍測液位探頭存在的局限性，而提供一種新的轉爐副槍液位測量系統，所要解決的技術問題是使其具有高測成率的測量鋼水液位功能，同時也能準確的測定出液面渣層厚度，從而更加適于實用。圖1為本發明實施例提供的一種轉爐副槍液位測量系統的結構示意圖，由圖1可知，本發明提供的一種轉爐副槍液位測量系統具體包括副槍1、與所述的副槍相連接的補償導線2、信號處理器3、與所述的副槍相連接的提升馬達4以及可編程邏輯控制器PLC5 ；所述的副槍1，用于插入轉爐時實時采集爐膛內的反饋電壓，并通過所述的補償導線2將所述的反饋電壓發送至所述的信號處理器3 ；所述的提升馬達4，內部設置有編碼器41，用于實時采集所述的復合式探頭12插入轉爐的運行高度；所述的PLC5，用于將所述的運行高度發送至所述的信號處理器3 ；所述的信號處理器3，用于根據所述的運行高度以及所述的反饋電壓確定出熔池液位的高度以及渣層厚度。圖2為本發明實施例提供的一種轉爐副槍液位測量系統中復合式探頭的連接示意圖，由圖1、圖2可知，所述的副槍I具體包括槍體11以及復合式探頭12，其中，所述的復合式探頭12包括外套管121、信號輸出插件122、設置在所述的外套管121內的鐵芯123以及線圈124，所述的線圈124纏繞所述的鐵芯123且與所述的信號輸出插件122相連接。在本發明的其他實施方式中，所述的線圈124表面可涂有絕緣層，更具體的，所述的線圈124可為銅線，形成鐵心線圈，其軸線平行于復合式探頭的中心線，鐵芯和線圈固定于副槍探頭外套管121的內腔端部，在具體的實施方式中，可由水泥將其粘在外套管11的內壁上。圖3為本發明實施例提供的一種轉爐副槍液位測量系統中信號處理器的結構框圖，由圖3可知，所述的信號處理器具體包括曲線繪制單元301，用于根據所述的運行高度以及所述的反饋電壓繪制電壓-高度曲線；躍變點確定單元302，用于分析所述的電壓-高度曲線，確定出躍變點。熔池液位高度確定單元303，用于根據所述的躍變點確定所述的熔池液位的高度。渣層厚度確定單元30 4，用于根據所述的躍變點確定出渣層厚度。對于轉爐而言，轉爐爐膛內氛圍從上至下分別為空氣層、渣層以及鋼液層。當副槍探頭在空氣中下降時，此時采集的反饋電壓接近于一恒定值，設為A。當副槍的復合式探頭由空氣層進入渣層區域時，反饋電壓將出現躍變，設此時的運行高度為H1,當復合式探頭進入渣層區域并在渣層區域內下降時，反饋電壓數值基本保持不變，設復合式探頭在渣層區域的反饋電壓為B。當復合式探頭由渣層進入到鋼液層時，反饋電壓會出現第二次躍變，設此時的運行高度為H2，當復合式探頭進入鋼液區域并在鋼液區域內下降時，此時對應的反饋電壓的數值基本保持不變，設為C。因此，根據反饋電壓以及運行高度可以繪制電壓-高度曲線，并通過分析電壓-高度曲線確定出發生躍變的躍變點。根據躍變點即可確定出熔池液位高度以及渣層厚度。在該實施方式中，熔池液位高度為H2，渣層厚度為H1-Hy在本發明的其他實施方式中，所述的轉爐副槍液位測量系統還包括與所述的信號處理器3相連接的顯示裝置6，用于實時顯示并存儲所述的反饋電壓、運行高度、熔池液位的高度以及渣層厚度。在具體的實際應用中，所述的顯示裝置6可通過具有存儲及顯示功能的其他設備來實現，諸如計算機。如此，可通過顯示裝置實時查看不同時期的熔池液位的高度以及渣層厚度。下面結合具體的實施例，詳細介紹本發明提供的一種轉爐副槍液位測量系統。在具體的實施例中，要測量副槍液位，還需要配備的設備有副槍升降系統、副槍水平移位及探頭拆裝系統等成套副槍設備設施，副槍升降系統負責副槍及探頭升降動作使探頭插入、離開熔池，水平移位系統負責將副槍及探頭移至裝卸位，利用探頭拆裝裝置在裝卸位完成副槍探頭的更換作業。該液位測量探頭相當于對原有副槍系統功能的完善，所以此處僅簡單描述了原副槍系統與副槍探頭的工作關系。
本發明提供的轉爐副槍液位測量系統，在該實施例中的工作過程如下1、副槍開始測量工作時，復合式探頭隨副槍向轉爐爐膛內插入；2、當復合式探頭在空氣中下降時，復合式探頭的反饋電壓值是一個恒定值。3、復合式探頭離開空氣層進入渣層區域時，反饋電壓將出現躍變，此時提升馬達采集副槍的運行高度為8. 710米，反饋電壓的數值躍變減小，之后復合式探頭在渣層區域內下降時，該數值基本保持不變。4、當復合式探頭由渣層進入到鋼液時，反饋電壓值將出現第二次躍變，此時提升馬達采集副槍的運行高度為8. 290米，反饋電壓的數值再次躍變減小，之后復合式探頭在鋼液內運行，反饋電壓基本保持不變，直至副槍開始提升。5、副槍通過補償導線將反饋電壓發送至信號處理裝置，信號處理裝置在連續記錄反饋電壓變化的同時，也通過PLC記錄副槍的運行高度，從而根據反饋電壓以及運行高度繪制出電壓-高度的關系曲線圖，如圖4所示。

6、信號處理裝置自動對圖4中的曲線圖進行分析，確定出兩次躍變點出現的位置，分別為圖4中所示的躍變點一和躍變點二，根據該躍變點得出熔池液位高度為8. 290米，渣層厚度為O. 420米。7、信號處理裝置將熔池液位高度以及渣層厚度發送至顯示裝置即計算機，由計算機進行存儲并顯示。由上述的測量結果可知，本次進行的測量過程，驗證了本發明提供的一種轉爐副槍液位測量系統，適應性強，能夠精準地測量出轉爐熔池渣層厚度、鋼水液面高度，并且測量成功率可達90%以上，有利于提高煉鋼效率，降低成本，節能降耗。此外，本發明轉爐副槍液位測量系統中的復合式探頭還可分別集成到測溫取樣定碳TSC、測溫取樣定氧TS0、測溫取樣TS等復合探頭中，以滿足鋼廠工藝需要。因此，本發明提供的一種轉爐副槍液位測量系統，通過將鐵心線圈集成在副槍復合型探頭中，與現有技術中的電極型/定氧型測液位探頭相比，不但解決了現有技術中的電極型/定氧型測液位探頭測量成功率低的技術問題，而且有利于提高煉鋼效率，降低成本，節能降耗，效果穩定，測成率高，不僅能準確地測量出鋼水液面高度，也能準確的測量出
渣層厚度。此外，本發明提供的一種轉爐副槍液位測量系統，可集成在各種類型的副槍復合型探頭中，適應性強，能夠精準地測量出轉爐熔池渣層厚度、鋼水液面高度，并且測量成功率可達90%以上，有利于提高煉鋼效率，降低成本，節能降耗。綜上所述，本發明提供的一種轉爐副槍液位測量系統，具有如下技術效果(I)本發明的轉爐副槍液位測量系統效果穩定，測成率高，不僅能準確地測量出鋼水液面高度，也能準確的測量出渣層厚度；(2)本發明的轉爐副槍液位測量系統對鋼液面及渣層厚度測量值準確穩定，有利于操作人員掌握轉爐內襯情況，及時維護爐襯，提高轉爐生產效率；(3)本發明的轉爐副槍液位測量系統適應性廣，可以與各種副槍復合探頭集合，以滿足冶煉需求。本發明中應用了具體實施例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發明的方法及其核心思想；同時，對于本領域的一般技術人員，依據本發明的思想，在具體實施方式
及應用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理解為對本發明的限制。`
權利要求
1.一種轉爐副槍液位測量系統，其特征是，所述的轉爐副槍液位測量系統具體包括副槍(I)、與所述的副槍相連接的補償導線(2)、信號處理器(3)、與所述的副槍相連接的提升馬達(4)以及可編程邏輯控制器PLC (5)，其中，所述的副槍(1)，包括槍體(11)以及復合式探頭(12)，所述的復合式探頭(12)包括外套管(121)、信號輸出插件(122)、設置在所述的外套管(121)內的鐵芯(123)以及線圈 (124)，所述的線圈(124)纏繞所述的鐵芯(123)且與所述的信號輸出插件(122)相連接，所述的副槍(I)用于插入轉爐時實時采集爐膛內的反饋電壓，并通過所述的補償導線(2)將所述的反饋電壓發送至所述的信號處理器(3)；所述的提升馬達(4)，內部設置有編碼器(41)，用于實時采集所述的復合式探頭(12) 插入轉爐的運行高度；所述的PLC (5)，用于將所述的運行高度發送至所述的信號處理器(3)；所述的信號處理器(3)，用于根據所述的運行高度以及所述的反饋電壓確定出熔池液位的高度以及渣層厚度。
2.根據權利要求1所述的轉爐副槍液位測量系統，其特征是，所述的線圈(124)以及所述的鐵芯(123)固定在所述的外套管(121)的內壁上。
3.根據權利要求1所述的轉爐副槍液位測量系統，其特征是，所述的線圈(124)表面涂有絕緣層。
4.根據權利要求3所述的轉爐副槍液位測量系統，其特征是，所述的線圈(124)為銅線。
5.根據權利要求1所述的轉爐副槍液位測量系統，其特征是，所述的轉爐副槍液位測量系統還包括與所述的信號處理器(3)相連接的顯示裝置(6)，用于實時顯示并存儲所述的反饋電壓、運行高度、熔池液位的高度以及渣層厚度。
6.根據權利要求5所述的轉爐副槍液位測量系統，其特征是，所述的顯示裝置(6)為計算機。
7.根據權利要求1所述的轉爐副槍液位測量系統，其特征是，所述的信號處理器具體包括曲線繪制單元，用于根據所述的運行高度以及所述的反饋電壓繪制電壓-高度曲線；躍變點確定單元，用于分析所述的電壓-高度曲線，確定出躍變點；熔池液位高度確定單元，用于根據所述的躍變點確定所述的熔池液位的高度；渣層厚度確定單元，用于根據所述的躍變點確定出渣層厚度。
全文摘要
本發明提供一種轉爐副槍液位測量系統，包括副槍、補償導線、信號處理器、提升馬達以及可編程邏輯控制器PLC，所述的副槍用于插入轉爐時實時采集爐膛內的反饋電壓，并通過所述的補償導線將所述的反饋電壓發送至所述的信號處理器；所述的提升馬達，內部設置有編碼器，用于實時采集所述的復合式探頭插入轉爐的運行高度；所述的PLC，用于將所述的運行高度發送至所述的信號處理器；所述的信號處理器，用于根據所述的運行高度以及所述的反饋電壓確定出熔池液位的高度以及渣層厚度。解決了現有技術中的電極型/定氧型測液位探頭測量成功率低的技術問題，且有利于提高煉鋼效率，降低成本，節能降耗。
文檔編號C21C5/30GK103045795SQ201310030200
公開日2013年4月17日 申請日期2013年1月25日 優先權日2013年1月25日
發明者張茂林, 常海 申請人:中冶京誠工程技術有限公司