[发明专利]钢包长水口谐振点平衡法钢渣测量方法和装置

权利要求书

1.一种钢包长水口谐振点平衡法钢渣测量方法，其特征是：根据钢水和钢渣在长水口中流动时产生的振动不同，建立钢水和钢渣的测量模型；测量模型是：

式中：d：滑动水口的开度；

D：大包内部钢水直径；

G：大包内部钢水质量；

ρ：大包内部钢水比重；

l：长水口长度；

μ：钢水黏度；

g：重力加速度；

当滑动水口的开度d如果满足公式(8)的条件，长水口中流过的钢水是层流，对管壁的冲击振动比较小；当滑动水口的开度d不满足公式(8)的条件，即滑动水口的开度d等于或大于公式(8)中的值时，表明钢水中有钢渣出现，由于钢渣的扰动会在长水口中产生湍流引起管道激烈振动。

2.根据权利要求1所述的钢包长水口谐振点平衡法钢渣测量方法，其特征是：包括如下步骤：

第一、测量准备

(1)安装在钢包底部的钢包重量传感器测量钢包重量信号，传感器输出的电信号馈给钢包重量信号处理器，钢包重量信号处理器的输出信号馈给中央控制柜；

(2)在中央控制柜中，钢包重量信号馈给数据采集卡转换成数字信号，送入计算机，计算机根据钢包重量信号数据G和生产设备条件数据K分三类情况进行处理：

A：K＝0，返回步骤(1)等待K＝1，其中：K＝0，生产设备没准备好K＝1，生产设备准备好；

B：K＝1；G＞G1，返回步骤(1)等待G＜G1，其中G1为钢包重量设定值；

C：K＝1；G＜G1，进入测量参数调整程序(3)；

(3)安装在中间包底部的中间包重量传感器，测量中间包的重量并传输到中间包重量信号处理器，中间包重量信号处理器的输出信号馈给中央控制柜；

(4)在中央控制柜中，中间包重量信号馈给数据采集卡转换成数字信号送入计算机，计算机根据当前中间包重量值和长水口长度对应的中间包钢水重量值，通过油缸操作滑动水口开度装置调整滑动水口开度，固定长水口的长度；

(5)根据当前钢包钢水的重量调整滑动水口的开度d，当开度d由小到大调整到 时，进入钢渣测量程序，否则返回步骤(3)；

第二、开始测量

(6)安装在中间包机械臂上的长水口振动测量传感器，测量钢包长水口的振动信号，传感器输出的电信号馈给振动信号处理器，振动信号处理器的输出信号馈给中央控制柜；

(7)建立原始钢渣模型阶段，长水口的振动信号馈给中央控制柜中的数据采集卡转换成数字信号送入计算机，计算机根据长水口的振动信号数据和生产工艺数据建立原始钢渣模型；

(8)在测量设备投入使用阶段，长水口的振动信号馈给中央控制柜中的数据采集卡转换成数字信号送入计算机，计算机根据长水口的振动信号数据和生产工艺数据在线建立模型；

(9)将在线建立的模型与原始钢渣模型比较，两个模型吻合则进入钢包滑动水口优化控制程序，并且发出钢渣出现报警信号，否则返回步骤8；

(10)滑动水口优化控制程序结束后关闭滑动水口，测量程序结束。 

3.一种钢包长水口谐振点平衡法钢渣测量装置，其特征在于：包括数据采集部分、系统控制部分、执行和辅助装置；

数据采集部分包括：安装在钢包回转台的钢包支架上的钢包重量传感器，钢包重量信号处理器；安装在中间包车的中间包底座上的中间包重量传感器，中间包重量信号处理器；安装在中间包机械臂上、用于测量钢包长水口振动信号的振动传感器，振动传感器信号处理器；安装在中央控制柜中的数据采集卡；所述信号处理器是将对应的所述传感器的电流信号转换为数据采集卡兼容的电压信号，起到信号转换的作用；数据采集卡将采集到的模拟量信号通过A/D转换为计算机能处理的数字量；

系统控制部分包括安装在中央控制柜中的计算机、数字量输入/输出DI/O卡、信号隔离放大器、伺服放大器；数字量输入/输出DI/O卡安装在中央控制柜的计算机上，用于接受开关量信号或输出开关量控制信号；信号隔离放大器将计算机的输入/输出信号与外界设备隔离；计算机输出信号接伺服放大器，伺服放大器接油缸；

执行和辅助装置包括油缸、报警装置和操作面板，油缸控制滑动水口开度装置，计算机输出信号还接报警装置，操作面板接计算机。