CN203546065U - 一种音频式转炉喷溅预报*** - Google Patents

一种音频式转炉喷溅预报*** Download PDF

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田陆
何涛焘
文华北
冯正金
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Abstract

本实用新型属于转炉炼钢防喷溅预报***领域，具体公开了一种音频式转炉喷溅预报***，包括依次连接的声音传感器、音频检测模块、工控机、***数据存储模块，所述声音传感器为采用多个驻极体麦克风组成的阵列式采声单元，提高了声音采集的灵敏度；所述音频检测模块包括依次连接的声音采集模块、声音放大调理模块、模拟量采集处理模块、主控模块，所述主控模块还连接有显示模块、通讯模块，还包括***电源模块。本***声音采集灵敏，音频信号覆盖广；采用环形智能吹扫结构有效降低现场烟灰，提高声音采集的准确度，减少设备维护工作量；还可依据使用环境灵活选择安装方式。

Description

一种音频式转炉喷溅预报***
技术领域
本实用新型属于转炉炼钢防喷溅预报***领域，具体公开了一种音频式转炉喷溅预报***。
背景技术
转炉炼钢因具有生产效率高、原材料适应性好、投资小、见效快等优点，广泛应用于我国钢铁冶炼行业。转炉冶炼主要是将铁水和废钢装入炉内，再加入造渣辅料，然后通过氧枪向炉内吹入氧来完成钢水的冶炼。由于转炉结构的特殊性，生产时处于相对密封状态且转炉炼钢过程是一个复杂的多元多相高温反应过程，操作人员在实际吹氧时，吹氧强度偏低会造成该炉铁水无法充分氧化，吹氧强度偏高会造成过氧化和喷溅。在吹氧期间出现异常变化，操作人员难以在第一时间做出准确判断，往往导致液态钢渣喷溅现象，一方面无法保证该炉钢水的质量，另一方面造成炉内金属随着钢渣溅到炉外，降低了出钢量，造成转炉喷溅事故。喷溅出来的钢渣还会对炉前操作人员的人身安全及炼钢设备造成严重威胁。
目前，国内喷溅预报***一般是采用获取转炉冶炼噪声信号来进行喷溅预报，噪声主要包括：①高速氧气流股的气体动力学噪声及其冲击铁液、渣液和固相颗粒时产生的噪声；②一氧化碳气泡破裂和溢出时的气流噪声；③冶炼过程中的摩擦噪声，其中高速氧气流股是吹炼噪声的最主要来源。这种噪声在没有液体炉渣覆盖时强度达到最大，如开吹和严重返干时。当泡沫渣形成后，覆盖在氧枪喷头上，可以吸收噪声。渣层越厚、吸声的泡沫渣高度越大，从炉内传出的噪声强度就越低。排除环境噪声的干扰，通过检测炉内吹炼噪声强度就可以间接地反映出炉内泡沫渣的厚度（化渣情况），进而帮助现场操作人员进行相应的判断、操作。
专利CN2852131Y和CN102559990都是采用这种方法进行预报，但是随着炉龄、炉衬厚度等的变化，声音特征频段会出现偏移，导致设备在使用一段时间后，预报准确率降低，调试工作也会非常复杂，这是影响该项技术成熟应用的关键因素。此外，冶炼现场大量的烟尘对噪声信号采集准确度带来不利影响。
综上所述，提供一种噪声信号采集准确可靠、有效性高，特征频段覆盖面广，能适应现场使用环境的音频式转炉喷溅预报***成为本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
为解决上述一个或多个技术问题，本发明的技术方案是，一种音频式转炉喷溅预报***，包括依次连接的声音传感器、音频检测模块、工控机、数据存储模块；所述音频检测模块包括依次连接的声音采集模块、声音放大调理模块、模拟量采集处理模块、主控模块，所述主控模块还连接有显示模块、通讯模块，还包括***电源模块。
优选地，所述声音传感器为采用多个驻极体麦克风组成的阵列式采声单元。
优选地，所述阵列为等边三角形阵列或中间一个四周环绕式阵列。
优选地，所述声音传感器安装于烟罩上方的烟道内或挡火墙安装孔内。
优选地，所述声音传感器外部设有保护套筒，所述套筒与所述声音传感器之间均布有吹扫管路，所述吹扫管路与所述音频检测模块连接。
有益效果
与现有技术相比，本申请采用了多频段音频检测模块，可以同时检测多个波段（20Hz-20kHz）的音频信号，全面覆盖转炉随炉龄、炉衬变化产生的声音频段变化；声音传感器采用多个驻极体麦克风组成阵列式采声单元，大大提高了采集灵敏度；在声音传感器外部设置保护套筒，结合水冷装置确保声音传感器工作在合适的温度；由音频检测模块控制的环形吹扫装置可以有效降低现场烟灰对采集准确度的影响，降低设备维护工作量。
附图说明
附图1为本实用新型结构示意图；
附图2为本实用新型音频检测模块结构示意图；
附图3为本实用新型阵列式采声单元结构示意图；
附图4为本实用新型环形吹扫示意图；
附图5为本实用新型安装方式示意图。
其中：1出水口、2吹扫管、3进水管、4保护套筒、5过滤器、6电磁阀、7冷却水箱、8挡火墙、9声音传感器、10烟罩、11转炉。
具体实施例
下面结合具体实施例对本实用新型的结构和原理作进一步说明，如附图1所述一种音频式转炉喷溅预报***，包括依次连接的声音传感器、音频检测模块、工控机、数据存储模块。如附图2所述，其中所述音频检测模块包括依次连接的声音采集模块、声音放大调理模块、模拟量采集处理模块、主控模块，所述主控模块还连接有显示模块、通讯模块，还包括为各模块提供工作电源的***电源模块。其中，声音采集模块，用于接收声音传感器的音频信号，并传输至后续声音放大调理模块；声音放大调理模块，用于将声音传感器的信号进行放大和调理，以便于远距离传输；模拟量采集处理模块，实现声音信号的多频段滤波、放大、交直流转换功能；主控模块，驱动***各模块工作，实现模拟量和数字量之间的转换、计算、存储、交换检测信息，完成上下位机的通讯；通讯模块包括，用于与上位机通讯的RS485通信单元和用于驱动电磁阀6实现智能吹扫的状态控制单元；显示控制模块，用于显示当前的多频段测量值，并调节***的灵敏度。如附图3所示，阵列式采声单元采用等边三角形阵列或中间一个四周环绕式阵列，根据转炉烟罩10的高度、声音传感器9与炉口11的距离进行选择，可以提高声音采集的灵敏度。如附图4所示，通过保护套筒4及下进上出的水冷装置，确保声音传感器9处于合适的工作温度；保护套筒4与声音传感器9之间设有吹扫管路2，所述吹扫管路2经过滤器5、电磁阀6软管过渡连接后一分为四或三，均匀环形布置，接受所述音频检测模块的控制指令，在每炉冶炼结束后按照设定的时间对***进行吹扫，避免现有技术中不间断连续吹扫或者定期手动吹扫的不足（前者吹扫噪声易对***产生干扰，后者加大了***的维护量），可以极大的降低现场烟灰对采集准确度的影响，降低设备维护强度和周期。如附图5所示，若炼钢厂降罩生产，声音传感器9、水冷保护结构安装于烟罩10上方的烟道内；若炼钢厂不采用降罩生产，则在挡火墙8上钻孔安装。两种安装方式灵活选择，适应现场环境需求。

Claims (5)

1.一种音频式转炉喷溅预报***，其特征在于：包括依次连接的声音传感器、音频检测模块、工控机、数据存储模块；所述音频检测模块包括依次连接的声音采集模块、声音放大调理模块、模拟量采集处理模块、主控模块，所述主控模块还连接有显示模块、通讯模块，还包括***电源模块。
2.根据权利要求1所述一种音频式转炉喷溅预报***，其特征在于：所述声音传感器为采用多个驻极体麦克风组成的阵列式采声单元。
3.根据权利要求2所述一种音频式转炉喷溅预报***，其特征在于：所述阵列为等边三角形阵列或中间一个四周环绕式阵列。
4.根据权利要求1或2所述一种音频式转炉喷溅预报***，其特征在于：所述声音传感器安装于烟罩上方的烟道内或挡火墙安装孔内。
5.根据权利要求4所述一种音频式转炉喷溅预报***，其特征在于：所述声音传感器外部设有保护套筒，所述套筒与所述声音传感器之间均布有吹扫管路，所述吹扫管路与所述音频检测模块连接。
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