[发明专利]中间包钢水液位控制方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及在连铸过程中的中间包控制技术，更具体地说，涉及一种中间包钢水液位控制方法及装置，该方法及装置能够自动控制中间包钢水液位，提高控制精度。

背景技术

在连铸生产过程中，钢水从钢包注入中间包，再由中间包流入结晶器，然后在冷却水作用下凝固形成铸坯，并由拉坯机拉出结晶器。中间包是连铸工艺中不可缺少的设备，首先，中间包具有缓冲钢水的作用，在更换钢包时不会产生断浇，能保证连铸的顺利进行，同时中间包还具有均匀钢水成分、温度，使夹杂物上浮，提高铸坯质量的作用。有研究资料显示，中间包在流场分布合理的情况下，可以有效去除钢水中20％～30％的氧化夹杂物。然而，保持中间包钢水液位的稳定是实现上述作用的基础。另外，在浇注过程中，钢水液位的稳定可以保证中间包内的保护渣最大限度的浮出钢水，从而可以减少保护渣卷入铸坯中，提高铸坯质量。由于在浇注过程中，随着钢包钢水重量的下降，钢水流量会下降，从而引起中间包液位下降，同时，铸坯拉速的变化也会引起中间包钢水液位的变化，所以为了保证中间包钢水液位的稳定，必须要对中间包钢水液位进行控制。但是，由于影响中间包液位控制的因素很多，其复杂性和难度都很大，所以在实际生产中，一般均采用人工手动进行液位控制，该方法虽然简单，但控制精度低，同时还加大了操作人员的劳动强度。

日本专利JP2002018563公开了一种中间包钢水液位控制方法，该控制方法采用在中间包底部埋设两个电磁线圈，利用电磁法来检测中间包液位，然后通过控制中间包塞棒上下位置来调节中间包流出的钢水量，从而控制中间包液位。但是，该方法在埋设线圈时需要对中间包进行改造，同时线圈在高温环境下容易损坏，并且通过控制中间包钢水的流出量来实现中间包液位会对结晶器液位产生很大影响，对连铸生产不利。

另一日本专利JP05099726A公开了一种中间包液位测量方法，该测量方法将一个导气管埋入中间包底部，然后向中间包吹气，根据气压的大小来测量中间包液位高度。但是，该测量方法测量精度不高，而且也需要对中间包进行改造。

公告号为CN1115025的一种中间包液位测量方法，采用流柱落点法测控液态金属的液位，使用摄像器不断摄取从中间包流出的液态金属流柱落在结晶器内液态金属表面上，产生的弧线形落点的光学图像，并将此图像经计算机处理，确定弧线形落点的形状、位置，与计算机内储存的理论线比较，以求出其偏差量，计算出金属液面的液位高度。但是，该控制方法测量精度不高，而且需要在浇注现场留出足够的空间来安装摄像器。

综上所述，目前对中间包钢水液位控制存在着控制精度低、效果差，需要对中间包进行改造，劳动强度大，影响连铸生产的质量。

发明内容

针对现有技术中存在的上述缺点，本发明的目的是提供一种中间包钢水液位控制方法及装置，该方法及装置能够自动控制中间包钢水液位，提高控制精度，保证连铸生产的质量。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

该中间包钢水液位控制方法的具体步骤如下：

A.设置一重量检测单元，对中间包的钢水重量进行检测，并将检测的电流信号输出；

B.使用信号预处理单元接收步骤A中的电流信号，对电流信号进行预处理，并输出电压信号；

C.采用计算控制单元对步骤B中的电压信号进行采集和处理，并通过计算分析中间包的液位高度，产生和输出控制信号；

D.通过信号隔离单元接收步骤C中的控制信号，将控制信号进行隔离并输出；

E.使用滑动水口执行单元接收步骤D中隔离后的控制信号，对钢包的滑动水口的开关进行控制，用以调节钢水流量，控制中间包钢水液位。

所述的步骤C的具体步骤为：

C1.采用数据采集卡采集电压信号，并进行A/D转换为数字信号；

C2.使用工控机，通过数字信号计算出中间包钢水液位高度，并结合液位设定的目标值和控制精度进行计算分析，产生相应的控制信号；

C3.通过I/O卡将控制信号输出至信号隔离单元。

在步骤A中，所述的重量检测单元采用一压力传感器，并设于中间包小车的行走轨道上，对中间包的钢水重量进行检测，并输出电流信号。

在步骤B中，所述的信号预处理单元为一模拟信号转换器，接收电流信号，并将电流信号转换为电压信号输出。

该控制方法还包括步骤：

F.设置一远程控制单元并连接至计算控制单元，用以人工远程控制；

G.设置一报警单元并连接至计算控制单元，用以声音和灯光报警。