一種連鑄二冷區噴嘴工作狀態的實時檢測裝置及方法
【專利摘要】本發明公開了一種連鑄二冷區噴嘴工作狀態的實時檢測裝置及方法，屬于冶金行業連鑄生產技術領域。本發明的連鑄二冷區噴嘴工作狀態的實時檢測裝置，包括噴嘴以及與每個噴嘴分別連通的噴嘴管路，噴嘴上或噴嘴管路上或僅與噴嘴固連的其他部件上安裝有振動檢測儀，所有的振動檢測儀通過電纜與交換機連接，交換機通過有線或無線方式與服務器連接。本發明的連鑄二冷區噴嘴工作狀態的檢測方法，包括以下步驟：(A)基準振動波數據確定；(B)實時振動波數據收集；(C)振動波數據比對；(D)噴嘴工作狀態判斷。本發明提高了連鑄二冷區噴嘴工作狀態檢測的效率和準確度。
【專利說明】
一種連鑄二冷區噴嘴工作狀態的實時檢測裝置及方法
技術領域
[0001 ]本發明屬于冶金行業連鑄生產技術領域，更具體地說，涉及一種連鑄二冷區噴嘴工作狀態的實時檢測裝置及方法。
【背景技術】
[0002]連鑄是煉鋼廠內鋼水由液態凝固成鑄坯的生產工序，在此工序的二次冷卻段，鑄坯需要進行噴水冷卻。噴水冷卻設備由多個扇形段組成，扇形段上布置了多排噴嘴，噴嘴的工作狀態直接影響到鑄坯的冷卻效果，鑄坯冷卻不均勻會造成鑄坯的表面和內部質量缺陷從而影響產品質量。具體的，當噴嘴被堵時，會導致鑄坯表面溫度不均勻，局部溫度過高或者過低，這種鑄坯溫度異常波動的溫差有時可達上百攝氏度，會形成鑄坯表面或內部裂紋。尤其對于管線鋼、包晶鋼和含硼鋼等裂紋敏感鋼種，如果不能保證噴嘴的正常工作，縱裂、角橫裂的發生率將大幅提尚。
[0003]由于冷卻水質、噴嘴結構、過濾器和高溫結垢等因素的影響，噴嘴容易堵塞。同時，連鑄機尤其是板坯連鑄機扇形段噴嘴較多，雖然分成多個回路進行流量控制，但每個回路也是由多個噴嘴組成，個別噴嘴一旦堵塞，操作人員是難以觀察到的。目前大多數鋼廠檢測噴嘴堵塞的方法為人工檢測模式，即在連鑄停澆后或生產過程中通過肉眼查看噴嘴狀況。由于扇形段內大部分噴嘴位置都處在狹小的空間內，很難被清晰地觀察到，所以這種模式不僅需要耗費大量的時間、人力，更重要的是無法保證檢測結果的準確性。現代的大中型鋼廠具有較高的信息化自動化水平，人工檢測模式顯然無法滿足大型鋼廠快節奏、高品質生產的管理要求。
[0004]對于如何提高連鑄二冷區噴嘴工作狀態檢測的效率和準確度，現有技術中已給出大量相關技術方案，例如專利公開號:CN 104568410 A，【公開日】:2015年4月29日，發明創造名稱為:一種連鑄二冷噴嘴工作狀態在線判斷方法，該申請案公開了一種連鑄二冷噴嘴工作狀態的在線判斷方法，屬冶金行業連鑄生產技術領域，該申請案利用連鑄機本身自帶的自動控制系統，通過逐級提升各噴嘴壓力，測量各噴嘴的流量值，建立數學模型對各噴嘴的理論流量值與實測流量值進行比較，從而判斷各噴嘴是否堵塞或泄漏。該申請案不需對原有鑄機進行硬件改造和硬件投入，通過理論流量與實測流量的比對即可判斷扇形段各噴嘴的工作狀態，實現連鑄噴嘴工作狀態的在線判斷及監控，保證鑄坯的二冷效果，適用于方坯、板坯等連鑄機的二冷系統。但是該申請案還存在以下不足之處:連鑄二冷區雖劃分為多個回路進行壓力流量控制，但由于每個回路的噴嘴數量較多，從幾十至上百個，因此該申請案在堵塞噴嘴數量較少時難以判斷(由于堵塞噴嘴數量較少時，回路上理論流量與實測流量的比對不明顯，難以判斷是否堵塞)，比較適合噴嘴大范圍堵塞時的檢測，且只能判斷一個回路噴嘴的堵塞情況，不能準確判斷一個回路上具體哪些噴嘴堵塞，還需要由人工進一步檢查，費時費力。
[0005]又如專利公開號:CN 203610635 U，【公開日】:2014年5月28日，發明創造名稱為:一種移動式連鑄二冷區冷卻介質動壓測量儀，該申請案公開了一種移動式連鑄二冷區冷卻介質動壓測量儀，包括外部框體、壓力傳感器單元、傳感器單元集成桿和傳感器信號集成器，外部框體的內部設有支撐架，傳感器單元集成桿固定在外部框體和支撐架上，傳感器單元集成桿上固定有呈線性排列的壓力傳感器單元，壓力傳感器單元通過信號線連接傳感器信號集成器。該申請案能夠用于連鑄二冷段噴嘴堵塞檢測、二冷冷卻均勻性分析。但是該申請案還存在以下不足之處:(I)該申請案需在離線條件下進行，無法在線檢測噴嘴工作狀況，影響連鑄二冷區的生產連續性；(2)傳感器之間的間距為固定值，測試過程中，不能準確控制傳感器與二冷區噴嘴的相對位置，測試結果容易出現偏差；(3)儀器體積較大，傳感器導線連接錯綜復雜，不利于儀器的維護和檢修。
[0006]還如專利公開號:CN 103487249 A，【公開日】:2014年I月I日，發明創造名稱為:連鑄扇形段噴嘴工作狀態判定系統及判定方法，該申請案公開了一種連鑄扇形段噴嘴工作狀態判定系統及判定方法，判定系統包括:無線測溫節點、無線傳感器網關及上位機;無線測溫節點設置在連鑄扇形段噴嘴附近，用于采集連鑄扇形段同一排所有噴嘴的即時溫度信息；無線傳感器接收無線測溫節點采集的即時溫度信息，并將接收的即時溫度信息發送至上位機;上位機比較每個噴嘴的即時溫度信息，判斷噴嘴是否出現了堵塞。該申請案提供的連鑄扇形段噴嘴工作狀態判定系統，可以避免人工操作，提高了檢測結果的準確性。但是該申請案還存在以下不足之處:該申請案能夠在線判斷具體每個噴嘴的工作狀態，但扇形段中部位置的噴嘴附近空間非常狹小，無線測溫裝置很難安裝，并且測溫位置離鑄坯較近，無線測溫儀器在高溫條件下壽命有限，同時安裝無線測溫儀器的成本相對較高。
[0007]綜上所述，現有技術中主要通過對噴嘴流量、噴嘴溫度和冷卻介質壓力的參數采集來檢測連鑄二冷區噴嘴的工作狀態，但是均存在一定的不足之處。因此，如何設計出一種全新的連鑄二冷區噴嘴工作狀態的實時檢測裝置及方法，提高連鑄二冷區噴嘴工作狀態檢測的效率和準確度，是現有技術中面臨的一個新的技術問題。
【發明內容】
[0008]1.發明要解決的技術問題
[0009]本發明的目的在于克服現有技術中的上述不足，提供了一種連鑄二冷區噴嘴工作狀態的實時檢測裝置及方法，提高了連鑄二冷區噴嘴工作狀態檢測的效率和準確度。
[0010]2.技術方案
[0011 ]為達到上述目的，本發明提供的技術方案為:
[0012]本發明的連鑄二冷區噴嘴工作狀態的實時檢測裝置，包括噴嘴以及與每個噴嘴分別連通的噴嘴管路，所述噴嘴上或噴嘴管路上或僅與噴嘴固連的其他部件上安裝有振動檢測儀。
[0013]作為本發明的連鑄二冷區噴嘴工作狀態的實時檢測裝置更進一步的改進，每個噴嘴管路上分別安裝有一個振動檢測儀。
[0014]作為本發明的連鑄二冷區噴嘴工作狀態的實時檢測裝置更進一步的改進，所有的振動檢測儀均與服務器連接。
[0015]作為本發明的連鑄二冷區噴嘴工作狀態的實時檢測裝置更進一步的改進，所有的振動檢測儀通過電纜與交換機連接，交換機通過有線或無線方式與服務器連接。
[0016]作為本發明的連鑄二冷區噴嘴工作狀態的實時檢測裝置更進一步的改進，每個振動檢測儀分別被罩在一個隔熱盒內部，隔熱盒由耐火材料制成，該耐火材料包括以下質量百分比的物質:65.2?93.4%0&0，0.1?3.7%812.1?16.5%]?110，1.1?10.8%厶1203，0.1?6.3%ZrB2，0.3?15.2%Si02。
[0017]作為本發明的連鑄二冷區噴嘴工作狀態的實時檢測裝置更進一步的改進，隔熱盒上設置有固定環，每個隔熱盒通過其上的固定環分別固定在一個噴嘴管路上遠離噴嘴的一端。
[0018]作為本發明的連鑄二冷區噴嘴工作狀態的實時檢測裝置更進一步的改進，所述振動檢測儀為頻率范圍在20?1000Hz的微型加速度計。
[0019]本發明的連鑄二冷區噴嘴工作狀態的檢測方法，采用上述的連鑄二冷區噴嘴工作狀態的實時檢測裝置進行檢測，包括以下步驟:
[0020](A)基準振動波數據確定:在服務器的數據庫中分別保存每個噴嘴正常工作狀態下的基準振動波，并通過上述基準振動波得到基準振動波數據；
[0021](B)實時振動波數據收集:在連鑄生產過程中，服務器定周期地收集每個噴嘴的實時振動波，并通過上述實時振動波得到實時振動波數據；
[0022](C)振動波數據比對:將步驟(B)中的實時振動波數據與步驟(A)中的基準振動波數據進行比對；
[0023](D)噴嘴工作狀態判斷:根據步驟(C)中的比對結果，分別判斷每個噴嘴的工作狀態，判斷結果分為三級:一級為狀態正常，二級為狀態可疑，三級為噴嘴堵塞。
[0024]作為本發明的連鑄二冷區噴嘴工作狀態的檢測方法更進一步的改進，
[0025]在步驟(A)中，所述基準振動波數據包括基準振動波中波峰與波谷差值的平均值以及基準振動波的頻率;其中，基準振動波中波峰與波谷差值的平均值表示為參數A，基準振動波的頻率表示為參數B ；
[0026]在步驟(B)中，所述實時振動波數據包括定周期內實時振動波中波峰與波谷差值的平均值以及定周期內實時振動波的頻率;其中，定周期內實時振動波中波峰與波谷差值的平均值表示為參數A’，定周期內實時振動波的頻率表示為參數B’ ；
[0027]在步驟(C)中，分別比對參數A ’和參數A，參數B ’和參數B;
[0028]在步驟(D)中:I)當參數A’與A的偏差、參數B’和參數B的偏差均小于50%時，判斷該噴嘴的工作狀態為一級；2)當參數A’與A的偏差或參數B’和參數B的偏差大于等于50%時，判斷該噴嘴的工作狀態為二級；3)當某個噴嘴定周期內實時振動波的振幅小于設定值時，判斷該噴嘴的工作狀態為三級。
[0029]作為本發明的連鑄二冷區噴嘴工作狀態的檢測方法更進一步的改進，所述設定值為0.2?1.5mm。
[0030]3.有益效果
[0031]采用本發明提供的技術方案，與現有技術相比，具有如下顯著效果:
[0032](I)本發明的連鑄二冷區噴嘴工作狀態的實時檢測裝置，僅僅需要在噴嘴管路安裝振動檢測儀即可實現噴嘴工作狀態檢測的功能，無需對原有噴嘴或管路進行大面積改造，改造成本低，改造難度極小;且直接將振動檢測儀安裝好即可準確地測量出每個噴嘴上各自的振動波，為后續的比對判斷的提供了條件，保障了噴嘴工作狀態檢測結果的準確度；在噴嘴管路上安裝振動檢測儀，振動檢測儀體積小，即使在狹小的空間內也容易安裝振動檢測儀，且振動檢測儀遠離高溫區域且通過隔熱盒進行保護，使用壽命較長。
[0033](2)本發明的連鑄二冷區噴嘴工作狀態的檢測方法，摒棄了現有技術中利用噴嘴流量、噴嘴溫度和冷卻介質壓力等參數作為表征噴嘴是否發生堵塞的直接思路，從間接的思路入手，創造性地提出了利用振動波來分析噴嘴的工作狀態，且給出了一個完整的技術方案，提出采用特定的參數和方法對噴嘴工作狀態進行檢測，經過大量現場實驗證明，能夠顯著提高連鑄二冷區噴嘴工作狀態檢測的效率和準確度。
[0034](3)本發明的連鑄二冷區噴嘴工作狀態的檢測方法，所用設備體積小，工作壽命長，經濟實用，安裝簡單，可實時在線監測連鑄二冷段每個噴嘴的工作狀態，能夠及時顯示工作異常的噴嘴位置，克服生產過程人工檢查既費時費力又不準確的不足;且本發明的檢測方法不影響正常的生產，不需要改變現有生產工藝，對鑄坯及設備無污染，對人員無危害。
【附圖說明】
[0035]圖1為實施例1的連鑄二冷區噴嘴工作狀態的實時檢測裝置的結構示意圖；
[0036]圖2為實施例1中噴嘴工作狀態為一級時的振動波對比圖，上圖為基準振動波，下圖為實時振動波；
[0037]圖3為實施例1中噴嘴工作狀態為二級時的振動波對比圖，上圖為基準振動波，下圖為實時振動波；
[0038]圖4為實施例1中噴嘴工作狀態為三級時的振動波對比圖，上圖為基準振動波，下圖為實時振動波；
[0039]圖5為實施例1的連鑄二冷區噴嘴工作狀態的檢測方法的流程圖。
[0040]不意圖中的標號說明:1、鑄還;2、導棍;3、嗔嘴;4、嗔嘴管路;5、隔熱盒;6、電纜;7、交換機;8、服務器。
【具體實施方式】
[0041]在連鑄過程中，當連鑄二冷區的噴嘴被堵塞時，會導致鑄坯表面溫度不均勻，局部溫度過高或者過低，這種鑄坯溫度異常波動的溫差有時可達上百攝氏度，會形成鑄坯表面或內部裂紋。尤其對于管線鋼、包晶鋼和含硼鋼等裂紋敏感鋼種，如果不能保證噴嘴的正常工作，縱裂、角橫裂的發生率將大幅提高。與此同時，由于冷卻水質、噴嘴結構、過濾器和高溫結垢等因素的影響，噴嘴十分容易堵塞，且連鑄機尤其是板坯連鑄機扇形段噴嘴較多，雖然分成多個回路進行流量控制，但每個回路也是由多個噴嘴組成，個別噴嘴一旦堵塞，操作人員是難以觀察到的。
[0042]當噴嘴被堵塞時，噴嘴內流通冷卻介質的通道因為堵塞而變小，從而直接使得噴嘴內冷卻介質的壓力提高，噴嘴內冷卻介質的流量降低，由此造成噴嘴附近的溫度相對上升，因此，噴嘴流量、噴嘴溫度和冷卻介質壓力是表征噴嘴是否發生堵塞的最直接參數;現有技術中也主要通過對噴嘴流量、噴嘴溫度和冷卻介質壓力的參數采集來檢測連鑄二冷區噴嘴的工作狀態(即檢測噴嘴是否發生堵塞)，但是均存在一定的不足之處。例如采用噴嘴流量的參數采集來檢測連鑄二冷區噴嘴的工作狀態時，由于扇形段上噴嘴較多，在每個噴嘴上放置流量傳感器安裝難度很大，且需對原有噴嘴或管路進行大面積改造，改造成本高，改造難度大;又如采用冷卻介質壓力的參數采集來檢測連鑄二冷區噴嘴的工作狀態時，需要在離線條件下進行，無法在線檢測噴嘴工作狀況，影響連鑄二冷區的生產連續性;且必須將壓力傳感器準確地放置在噴嘴的正對位置，一旦壓力傳感器的放置位置產生偏移，則無法準確測量冷卻介質壓力，而噴嘴數量眾多，難以保證每個噴嘴的冷卻介質壓力均被準確測量，同時由于管路的設計，即使在不發生堵塞的前提下，不同噴嘴上的冷卻介質壓力也是有區別的，這對根據冷卻介質壓力來推斷噴嘴工作狀態的工作大大增加了難度，噴嘴工作狀態檢測結果的準確度有待提高;再如采用噴嘴溫度的參數采集來檢測連鑄二冷區噴嘴的工作狀態時，扇形段中部位置的噴嘴附近空間非常狹小，測溫裝置很難安裝，并且測溫位置離鑄坯較近，測溫裝置在高溫條件下壽命有限;并且連鑄時拉速不同，噴嘴溫度也會相應變化，這對根據噴嘴溫度來推斷噴嘴工作狀態的工作大大增加了難度，噴嘴工作狀態檢測結果的準確度有待提高。
[0043]綜上所述，如何克服現有連鑄二冷區噴嘴工作狀態檢測方法的種種不足，設計出一種全新的連鑄二冷區噴嘴工作狀態的實時檢測裝置及方法，提高連鑄二冷區噴嘴工作狀態檢測的效率和準確度，是現有技術中亟需解決的一個技術問題。對于現有技術中利用噴嘴流量、噴嘴溫度和冷卻介質壓力等作為表征噴嘴是否發生堵塞的直接參數，發明人經過大量現場實驗總結，創造性地提出利用振動波來分析噴嘴的工作狀態，即利用振動波作為表征噴嘴是否發生堵塞的間接參數，顯著提高了連鑄二冷區噴嘴工作狀態檢測的效率和準確度。
[0044]為進一步了解本發明的內容，結合附圖和實施例對本發明作詳細描述。
[0045]實施例1
[0046]本實施例中連鑄機為板坯連鑄機，澆鑄斷面230X 1800mm，二冷段由15個扇形段共計968個噴嘴3組成。結合圖1，鑄坯I在導輥2的支撐和引導下通過連鑄二冷區，本實施例的連鑄二冷區噴嘴工作狀態的實時檢測裝置，包括噴嘴3以及與每個噴嘴3分別連通的噴嘴管路4，噴嘴3上或噴嘴管路4上或僅與噴嘴3固連的其他部件上安裝有振動檢測儀。振動檢測儀用于檢測冷卻介質在噴嘴3中噴出時，噴嘴3上發生的振動數據，理論上振動檢測儀只要安裝在與噴嘴3固連的部件上，即可測量出噴嘴3上發生的振動數據。因此，本實施例中振動檢測儀可直接安裝在噴嘴3上或者噴嘴管路4上或者僅與噴嘴3固連的其他部件上(將振動檢測儀安裝在僅與噴嘴3固連的其他部件上，防止了其他振動源的影響，提高了測得振動數據的科學性和準確性)。由于噴嘴3靠近鑄坯，噴嘴3周圍的溫度較高，具體本實施例中，在每個噴嘴管路4上分別安裝有一個振動檢測儀，每個振動檢測儀分別被罩在一個隔熱盒5內部，隔熱盒5上設置有固定環，每個隔熱盒5通過其上的固定環分別固定在一個噴嘴管路4上遠離噴嘴3的一端，具體的，隔熱盒5安裝在噴嘴3上方的噴嘴管路4外側，距離噴嘴管路4頂部100?260mm處(具體本實施例中取110mm)，振動檢測儀安裝在連鑄機扇形段每個噴嘴3上方，包括布置在扇形段中間空間狹小處的噴嘴3上方。其中，振動檢測儀的體積較小，便于放置在隔熱盒5內，隔熱盒5長5?15mm，寬10?30mm，高5?15mm(具體本實施例中取長15mm，寬1mm，高1mm)。本實施例中，將振動檢測儀設置在隔熱盒5內部，對振動檢測儀起到高溫隔絕保護的作用，且隔熱盒5固定在噴嘴管路4上遠離噴嘴3的一端，使得隔熱盒5遠離了高溫區域，保護了隔熱盒5。同時，冷卻介質通過噴嘴管路4直接到達噴嘴3，冷卻介質在噴嘴3流出時，會同步在噴嘴管路4和噴嘴3上產生振動，將振動檢測儀安裝在噴嘴管路4上，能在避免噴嘴3周圍高溫的前提下，直接地測量出噴嘴3上發生的振動數據。本實施例中，固定環為圓形卡箍，固定環能夠方便地箍在噴嘴管路4上。具體的，振動檢測儀為頻率范圍在20?100Hz的微型加速度計，該微型加速度計由于體積小巧，能夠被方便的安裝，且無需電源、質量輕、精度高、適應溫度范圍廣，價格便宜;該微型加速度計的頻率范圍在20?1000Hz，上述頻率范圍與連鑄生產中噴嘴3上發生的實際振動頻率范圍相配合，因此該微型加速度計的測量精度較高(微型加速度計的頻率測量范圍恰當的涵蓋了噴嘴3上發生振動的頻率范圍，有利于提高微型加速度計的測量精度)。振動檢測儀通過電纜6與交換機7連接，使得振動檢測儀測得的數據通過電纜6傳輸至交換機7，交換機7通過有線或無線方式與服務器8連接(本實施例中交換機7通過工業以太網與服務器8進行通訊，服務器8可設置在遠離連鑄機的遠端，便于遠程監控，交換機7將采集的數據傳輸至服務器8，不需通過連鑄PLC系統)，服務器8能對振動檢測儀采集的數據進行保存、比對和分析判斷。本實施例中，隔熱盒5由耐火材料制成，該耐火材料包括以下質量百分比的物質:65.2?93.4%CaO，0.1?3.7 %BN，2.1?16.5%]?110，1.1?10.8%厶1203，0.1?6.3%2池2，0.3?15.2%5102(具體本實施例中取65.5%Ca0，0.7%BN，12.5%Mn0，5.2%Al203，3.4%ZrB2，5.2%Si02)。采用上述耐火材料制成的隔熱盒5耐高溫性能良好，結構強度高。
[0047]發明人雖然一開始提出利用振動波來分析噴嘴的工作狀態，給出了技術方案的大體方向，但是具體采用哪些參數，如何進行判斷是隨后面臨的一個技術問題。發明人在一開始的實驗中，選取了一些參數和判斷方法進行嘗試，雖然在一定程度上能夠分析出噴嘴的工作狀態，但是對噴嘴工作狀態判斷的及時性和準確性往往不夠，因此，在利用振動波分析噴嘴工作狀態的思路上，如何給出具體的噴嘴工作狀態的檢測方法，及時、高效率、準確地對噴嘴工作狀態進行判斷，是需要考慮的又一個技術問題。發明人基于上述考慮，做了大量現場實驗并綜合比對不同技術方案的優劣，得出了以下的技術方案:
[0048]本實施例的連鑄二冷區噴嘴工作狀態的檢測方法，采用上述的連鑄二冷區噴嘴工作狀態的實時檢測裝置進行檢測，包括以下步驟:
[0049](A)基準振動波數據確定:在服務器8的數據庫中分別保存每個噴嘴3最近一次正常工作狀態下的基準振動波，且基準振動波可以由操作人員隨時更新，并通過上述基準振動波得到基準振動波數據，基準振動波數據包括基準振動波中波峰與波谷差值的平均值以及基準振動波的頻率;其中，基準振動波中波峰與波谷差值的平均值表示為參數A，基準振動波的頻率表示為參數B ；
[0050](B)實時振動波數據收集:在連鑄生產過程中，服務器8定周期(本實施例中，檢測周期為5秒，即每隔5秒收集一次每個噴嘴3的實時振動波)地收集每個噴嘴3的實時振動波(實時振動波通過振動檢測儀收集，并最終傳輸至服務器8 )，并通過上述實時振動波得到實時振動波數據，實時振動波數據包括定周期內實時振動波中波峰與波谷差值的平均值以及定周期內實時振動波的頻率;其中，定周期內實時振動波中波峰與波谷差值的平均值表示為參數A’，定周期內實時振動波的頻率表示為參數B’ ；
[0051](C)振動波數據比對:將步驟(B)中的實時振動波數據與步驟(A)中的基準振動波數據進行比對，具體的，分別比對參數A ’和參數A，參數B ’和參數B;
[0052](D)噴嘴工作狀態判斷:根據步驟(C)中的比對結果，分別判斷每個噴嘴3的工作狀態，判斷結果分為三級:一級為狀態正常，二級為狀態可疑，三級為噴嘴堵塞;具體的，I)當參數A’與A的偏差、參數B’和參數B的偏差均小于50%時，判斷該噴嘴3的工作狀態為一級，此時實時振動波與基準振動波極為相似(可參考圖2;此處的“偏差”是指，例如參數A固定為100:當參數A ’為150或50時，則參數A ’與A的偏差為50 % ；當參數A ’為160或40時，則參數A ’與A的偏差為60%。關于“偏差”的含義下同)；2)當參數A’與A的偏差或參數B’和參數B的偏差大于等于50%時，判斷該噴嘴3的工作狀態為二級，此時，實時振動波的波峰與波谷的波動巨大且不穩定(可參考圖3) ;3)當某個噴嘴3定周期內實時振動波的振幅小于設定值0.2?1.5mm時，判斷該噴嘴3的工作狀態為三級，此時，實時振動波相對于基準振動波差異顯著(可參考圖4)，振動幅度大幅減小，振動輕微，小于數據庫中設定的設定值0.2?1.5mm，具體的設定值根據實際工況條件確定，本實施例中，設定值取0.5_。
[0053]其中，服務器8與顯示屏連接，顯示屏實時顯示連鑄過程所有連鑄二冷區噴嘴3的工作狀態，當某個噴嘴3的狀態變為二級或三級時，服務器8會在顯示屏中突出該噴嘴3所處的位置(其中，當某個噴嘴3的狀態變為三級時，與服務器8連接的報警裝置還會報警，報警裝置可為聲光報警器)；服務器8同時會綜合分析比對處于二級或三級狀態噴嘴3的實時振動波數據與基準振動波數據，列出造成噴嘴3不正常的可能原因。
[0054]若服務器8判定噴嘴3的狀態變為二級，則說明該噴嘴3處于或輕或重的半堵塞狀態，需人工進行復核檢查;若服務器8判定噴嘴3的狀態變為三級，則說明該噴嘴3已經完全堵塞，需操作人員進行記錄并在澆注間隙對相應位置噴嘴進行更換或采取其他處理措施。
[0055]本實施例的連鑄二冷區噴嘴工作狀態的檢測方法，在步驟(A)和步驟(B)中，沒有僅僅選擇振動波的振幅作為噴嘴工作狀態判斷的參數，而是選擇振動波中波峰與波谷差值的平均值來作為判斷的主要參數，相比于振幅，振動波中波峰與波谷差值的平均值更能反映出振動波的波動特性，從而更加準確地反映噴嘴3在振動上的變化，進而判斷出噴嘴3發生堵塞的程度;在步驟(D)噴嘴工作狀態判斷過程中，判斷噴嘴3工作狀態為一級或二級時，綜合選取了振動波中波峰與波谷差值的平均值以及振動頻率兩個方面進行判斷，能夠更加準確地反映噴嘴3的實際工作狀態;判斷噴嘴3工作狀態為三級時，直接使用定周期內實時振動波的振幅來進行判斷，能夠及時且準確的判斷噴嘴3是否處于堵塞狀態，判斷的靈敏性較高;本發明中，當某個噴嘴3定周期內實時振動波的振幅小于設定值0.2?1.5mm時，直接判斷該噴嘴3的工作狀態為三級，發明人經大量實驗總結發現，將設定值取0.2?1.5_范圍時，能夠在準確判斷噴嘴3工作狀態是否處于三級的前提下，最大限度的提高判斷的靈敏度和及時性。
[0056]本實施例的連鑄二冷區噴嘴工作狀態的實時檢測裝置，僅僅需要在噴嘴管路4安裝振動檢測儀即可實現噴嘴工作狀態檢測的功能，無需對原有噴嘴或管路進行大面積改造，改造成本低，改造難度極小;且直接將振動檢測儀安裝好即可準確地測量出每個噴嘴3上各自的振動波，為后續的比對判斷的提供了條件，保障了噴嘴工作狀態檢測結果的準確度;在噴嘴管路4上安裝振動檢測儀，振動檢測儀體積小，即使在狹小的空間內也容易安裝振動檢測儀(由于噴嘴管路4從噴嘴3處向上延伸，為振動檢測儀的安裝提供了足夠的空間)，且振動檢測儀遠離高溫區域且通過隔熱盒5進行保護，使用壽命較長。
[0057]本實施例的連鑄二冷區噴嘴工作狀態的檢測方法，摒棄了現有技術中利用噴嘴流量、噴嘴溫度和冷卻介質壓力等參數作為表征噴嘴是否發生堵塞的直接思路，從間接的思路入手，創造性地提出了利用振動波來分析噴嘴的工作狀態，且給出了一個完整的技術方案，提出采用特定的參數和方法對噴嘴工作狀態進行檢測，經過大量現場實驗證明，能夠顯著提高連鑄二冷區噴嘴工作狀態檢測的效率和準確度。
[0058]本實施例的連鑄二冷區噴嘴工作狀態的檢測方法，所用設備體積小，工作壽命長，經濟實用，安裝簡單，可實時在線監測連鑄二冷段每個噴嘴的工作狀態，能夠及時顯示工作異常的噴嘴位置，克服生產過程人工檢查既費時費力又不準確的不足;且本實施例的檢測方法不影響正常的生產，不需要改變現有生產工藝，對鑄坯及設備無污染，對人員無危害。
[0059]實施例2
[0060]本實施例的連鑄二冷區噴嘴工作狀態的實時檢測裝置，其結構與實施例1基本相同，其不同之處在于:隔熱盒5安裝在噴嘴3上方的噴嘴管路4外側，距離噴嘴管路4頂部250mm處；隔熱盒5長5mm，寬30mm，高15mm;隔熱盒5由耐火材料制成，該耐火材料包括以下質量百分比的物質:83.4%Ca0，0.8%BN，2.9%Mn0，1.9%Al203，3.7%ZrB2，2.3%Si02。
[0061 ] 實施例3
[0062]本實施例的連鑄二冷區噴嘴工作狀態的檢測方法，其步驟與實施例1基本相同，其不同之處在于:步驟(D)中，設定值取1.5mm。
[0063]以上示意性的對本發明及其實施方式進行了描述，該描述沒有限制性，附圖中所示的也只是本發明的實施方式之一，實際的結構并不局限于此。所以，如果本領域的普通技術人員受其啟示，在不脫離本發明創造宗旨的情況下，不經創造性的設計出與該技術方案相似的結構方式及實施例，均應屬于本發明的保護范圍。
【主權項】
1.一種連鑄二冷區噴嘴工作狀態的實時檢測裝置，包括噴嘴(3)以及與每個噴嘴(3)分別連通的噴嘴管路(4)，其特征在于:所述噴嘴(3)上或噴嘴管路(4)上或僅與噴嘴(3)固連的其他部件上安裝有振動檢測儀。2.根據權利要求1所述的連鑄二冷區噴嘴工作狀態的實時檢測裝置，其特征在于:每個噴嘴管路(4)上分別安裝有一個振動檢測儀。3.根據權利要求2所述的連鑄二冷區噴嘴工作狀態的實時檢測裝置，其特征在于:所有的振動檢測儀均與服務器(8)連接。4.根據權利要求2所述的連鑄二冷區噴嘴工作狀態的實時檢測裝置，其特征在于:所有的振動檢測儀通過電纜(6)與交換機(7)連接，交換機(7)通過有線或無線方式與服務器(8)連接。5.根據權利要求2所述的連鑄二冷區噴嘴工作狀態的實時檢測裝置，其特征在于:每個振動檢測儀分別被罩在一個隔熱盒(5)內部，隔熱盒(5)由耐火材料制成，該耐火材料包括以下質量百分比的物質:65.2?93.4%0&0，0.1?3.7%812.1?16.5%]?110，1.1?10.8%Al203，0.1?6.3%ZrB2，0.3?15.2%Si02。6.根據權利要求5所述的連鑄二冷區噴嘴工作狀態的實時檢測裝置，其特征在于:隔熱盒(5)上設置有固定環，每個隔熱盒(5)通過其上的固定環分別固定在一個噴嘴管路(4)上遠離噴嘴(3)的一端。7.根據權利要求2?6任意一項所述的連鑄二冷區噴嘴工作狀態的實時檢測裝置，其特征在于:所述振動檢測儀為頻率范圍在20?100Hz的微型加速度計。8.—種連鑄二冷區噴嘴工作狀態的檢測方法，其特征在于:采用如權利要求3?7任意一項所述的連鑄二冷區噴嘴工作狀態的實時檢測裝置進行檢測，包括以下步驟: (A)基準振動波數據確定:在服務器(8)的數據庫中分別保存每個噴嘴(3)正常工作狀態下的基準振動波，并通過上述基準振動波得到基準振動波數據； (B)實時振動波數據收集:在連鑄生產過程中，服務器(8)定周期地收集每個噴嘴(3)的實時振動波，并通過上述實時振動波得到實時振動波數據； (C)振動波數據比對:將步驟(B)中的實時振動波數據與步驟(A)中的基準振動波數據進行比對； (D)噴嘴工作狀態判斷:根據步驟(C)中的比對結果，分別判斷每個噴嘴(3)的工作狀態，判斷結果分為三級:一級為狀態正常，二級為狀態可疑，三級為噴嘴堵塞。9.根據權利要求8所述的連鑄二冷區噴嘴工作狀態的檢測方法，其特征在于: 在步驟(A)中，所述基準振動波數據包括基準振動波中波峰與波谷差值的平均值以及基準振動波的頻率;其中，基準振動波中波峰與波谷差值的平均值表示為參數A，基準振動波的頻率表示為參數B ； 在步驟(B)中，所述實時振動波數據包括定周期內實時振動波中波峰與波谷差值的平均值以及定周期內實時振動波的頻率;其中，定周期內實時振動波中波峰與波谷差值的平均值表示為參數A’，定周期內實時振動波的頻率表示為參數B’ ； 在步驟(C)中，分別比對參數A ’和參數A，參數B ’和參數B; 在步驟(D)中:I)當參數A ’與A的偏差、參數B ’和參數B的偏差均小于50%時，判斷該噴嘴(3)的工作狀態為一級;2)當參數A’與A的偏差或參數B’和參數B的偏差大于等于50%時，判斷該噴嘴(3)的工作狀態為二級;3)當某個噴嘴(3)定周期內實時振動波的振幅小于設定值時，判斷該噴嘴(3)的工作狀態為三級。10.根據權利要求9所述的連鑄二冷區噴嘴工作狀態的檢測方法，其特征在于:所述設定值為0.2?1.5mm。
【文檔編號】B22D11/22GK105880502SQ201610243841
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年4月18日
【發明人】朱正海
【申請人】馬鞍山尚元冶金科技有限公司