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D0I:10.13374/i.issnl00103.2009.s1.030 第31卷增刊1 北京科技大学学报 Vol.31 Suppl.1 2009年12月 Journal of University of Science and Technology Beijing Dec.2009 一种高灵敏性钢包下渣检测装置的研究与应用 田 陆12) 包燕平)李娟)黄郁君) 1)北京科技大学治金工程研究院，北京1000832)衡阳镭目科技有限责任公司，衡阳421001 摘要在钢水浇铸过程中，需要严格控制钢包到中间包的钢渣量。通过对国外多种下渣检测技术的调研分析及国内多个钢 厂的现场试验，提出了一种高灵敏性的钢包下渣检测装置，从硬件上改变了传统采集的单一检测方式，同时在软件上简化了 下渣特征提取的算法·通过在现场使用，取得了较好的检测效果，有效控制了进入中间包内的钢渣量，提高了钢厂的经济效 益 关键词钢渣检测：振动；传感器：信号处理：特征提取 Research and application of a high-sensitive slag detection system TIA N Lu2).BAO Yanping),LI Juan2).HUANG Yujun2) 1)Engineering Research Institute,University of Science and Technology Beijing.Beijing 100083.China 2)Ramon Science and Technology Co.Ltd.,HengYang 421001,China ABSTRACT In the process of molten steel casting.outflow slag must be detected when liquid steel in a ladle flowing into a tundish. After lots of investigations on the slag detection technology and experiments in the Steelworks internal and external,a kind of high- sensitive slag detection system has been put forward.It alters the traditional single detective mode in hardware,meanw hile makes the software of feature extraction simple.The results testing in the Steelworks proved the effectiveness of the slag detection system, which can control the slag flowing into a tundish and create benefit for Steelworks evidently. KEY WORDS slag detection:vibration:sensor:signal processing:feature extraction 连铸过程中，钢包到中间包的下渣检测技术已 断出大包进入中间包的钢渣量，大量的现场经验也 成为各国研究的重点，目前，国内外有多种下渣检 证明了大包操作臂的振动与保护套管内钢水中的含 测方法，如红外技术、电磁感应、钢包称重、超声波 渣量密切相关 等)，但由于连铸过程的特殊性及恶劣的浇注环 事实上，在钢水从大包流入到中间包的过程中， 境，使得这些检测系统在安装、使用和维护过程中的 长水口保护套管和与之相连的操作臂会产生较强的 成本都较高，因此人们开始寻找一种低成本、可靠性 振动，水口开度越大，钢水流量越大，振动就越剧烈， 高、对现有设备改造小的钢渣检测系统[3]，振动式 而钢渣比重大约是钢水的三分之一，因此，由钢渣流 大包下渣检测正是在这一研究背景下产生的，因其 动与钢水流动所引起的振动必然存在差异，因此， 具备上述诸多优点，也符合国内钢厂的需求，所以引 理论上通过监测操作臂的振动可以间接检测保护套 起了人们的广泛关注 管内钢水和钢渣的流动状态变化情况· 1下渣检测原理 2硬件系统改进 振动检测方法最初实践来源于钢水浇铸现场， 2.1传统检测方式 在连铸过程中，经验丰富的操作工可以根据浇铸末 根据系统的工作原理可知，振动式下渣检测的 期用手摸操作臂所感受到的振动变化而先于视觉判 前提是能够准确采集到长水口处的振动信号，传统 收稿日期：2009-08-01 作者简介：田陆(1962-)，男，镭目公司总裁，博士研究生：包燕平(1963-)，男，教授，博士生导师，E-mail:baoyp(@ustb-edu-cn一种高灵敏性钢包下渣检测装置的研究与应用 田 陆12） 包燕平1） 李 娟2） 黄郁君2） 1） 北京科技大学冶金工程研究院北京100083 2） 衡阳镭目科技有限责任公司衡阳421001 摘 要 在钢水浇铸过程中需要严格控制钢包到中间包的钢渣量．通过对国外多种下渣检测技术的调研分析及国内多个钢 厂的现场试验提出了一种高灵敏性的钢包下渣检测装置从硬件上改变了传统采集的单一检测方式同时在软件上简化了 下渣特征提取的算法．通过在现场使用取得了较好的检测效果有效控制了进入中间包内的钢渣量提高了钢厂的经济效 益． 关键词 钢渣检测；振动；传感器；信号处理；特征提取 Research and application of a high-sensitive slag detection system TIA N L u 12）BA O Y an-ping 1）LI Juan 2）HUA NG Y u-jun 2） 1） Engineering Research InstituteUniversity of Science and Technology BeijingBeijing100083China 2） Ramon Science and Technology Co．Ltd．HengYang421001China ABSTRACT In the process of molten steel castingoutflow slag must be detected when liquid steel in a ladle flowing into a tundish． After lots of investigations on the slag detection technology and experiments in the Steelworks internal and externala kind of high－ sensitive slag detection system has been put forward．It alters the traditional single detective mode in hardwaremeanwhile makes the software of feature extraction simple．T he results testing in the Steelworks proved the effectiveness of the slag detection system which can control the slag flowing into a tundish and create benefit for Steelworks evidently． KEY WORDS slag detection；vibration；sensor；signal processing；feature extraction 收稿日期：2009-08-01 作者简介：田 陆（1962－）男镭目公司总裁博士研究生；包燕平（1963－）男教授博士生导师E-mail：baoyp＠ustb．edu．cn 连铸过程中钢包到中间包的下渣检测技术已 成为各国研究的重点．目前国内外有多种下渣检 测方法如红外技术、电磁感应、钢包称重、超声波 等［1－2］．但由于连铸过程的特殊性及恶劣的浇注环 境使得这些检测系统在安装、使用和维护过程中的 成本都较高因此人们开始寻找一种低成本、可靠性 高、对现有设备改造小的钢渣检测系统［3］．振动式 大包下渣检测正是在这一研究背景下产生的因其 具备上述诸多优点也符合国内钢厂的需求所以引 起了人们的广泛关注． 1 下渣检测原理 振动检测方法最初实践来源于钢水浇铸现场． 在连铸过程中经验丰富的操作工可以根据浇铸末 期用手摸操作臂所感受到的振动变化而先于视觉判 断出大包进入中间包的钢渣量．大量的现场经验也 证明了大包操作臂的振动与保护套管内钢水中的含 渣量密切相关． 事实上在钢水从大包流入到中间包的过程中 长水口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水流量越大振动就越剧烈 而钢渣比重大约是钢水的三分之一因此由钢渣流 动与钢水流动所引起的振动必然存在差异．因此 理论上通过监测操作臂的振动可以间接检测保护套 管内钢水和钢渣的流动状态变化情况． 2 硬件系统改进 2∙1 传统检测方式 根据系统的工作原理可知振动式下渣检测的 前提是能够准确采集到长水口处的振动信号．传统 第31卷 增刊1 2009年 12月 北 京 科 技 大 学 学 报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol．31Suppl．1 Dec．2009 DOI:10．13374／j．issn1001－053x．2009．s1．030