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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。
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。
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。
钢包下渣自动监测系统在连铸机应用宣钢炼钢厂为了提高产品质量，对浇注进行保护，使钢水在从大包进入到中间包的过程中，始终处于长水口保护套管的保护状态。
在一包钢水的浇注末期，浮在钢水表面的钢渣会逐渐流入中间包，过多的中间包钢渣会使钢水的洁净度降低，加快中间包衬的侵蚀，降低连浇炉数，影响铸坯质量和连铸生产过程，严重时会导致拉漏事故。
因此，在浇注末期对钢水下渣进行监测和控制。
1 VSD2000连铸钢包下渣自动监测系统检测原理VSD2000连铸钢包下渣自动监测系统通过感受机械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，钢水流经长水口注入中间包时，钢水冲击长水口壁引起用来支撑长水口的机械操作臂振动。
由于钢渣比重不到钢水比重的一半，浮在钢水表面，在一包钢水即将浇注完毕时，钢渣才出现，此时由于钢渣轻，粘度大，流动性也差，钢水与钢渣的混流对长水口壁的冲击作用力与纯钢水的冲击作用力存较大的差异。
因此本系统主要通过测量分析机械操作臂的振动差异监测连铸钢包的下渣。
在获得的操作臂振动信号中，包括了一些与信号特征无关的信号。
在对数据进行预处理时通过抗混频以及软件滤波的方法滤除某些干扰信号的影响，实现对钢水振动信号的有效利用，准确检测下渣。
本系统引入了一种基于矢量量化（VQ）技术的钢水下渣检测方法。
对钢水连铸下渣过程进行了研究，根据连铸过程中钢水、钢渣产生的振动差异，确定了把振动信号作为主要检测信号的实施方案。
利用振动传感器，搭建了远离钢水的控制系统，解决了钢渣监测的传感器易耗问题。
通过VQ技术对经过预处理的实时信号进行信号特征提取、码本训练，来判断钢水状态，实现连铸下渣的自动控制。
2 系统总体结构VSD2000连铸钢包下渣自动监测系统的标准配置由系统控制柜（MCU ）、前端控制单元（FCU ）、中间包液面自动控制单元（ACMU）、传感器及其前级调理放大模块、下渣报警喇叭、下渣报警等和按钮控制盒等组成，如图2-1 系统总体结构图所示。
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）.。
