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【摘 要】 本文通过介绍国内外转炉钢水下渣检测技术的发展情况，结合设备的检测原理和企业实际，说明了下渣检测装置对改善钢水纯净度、提高钢水质量、提高钢水的收得率和降低能耗等具有重要意义，并对下渣检测装置在企业中的应用前景进行了展望。
【关键词】 下渣检测；工作原理；系统特点
1.概述
钢渣中因含有FeO、MnO和P2O5等不稳定氧化物和杂质，如果大量混入钢水中，一方面，从经济角度看，钢渣层太厚不利于连铸机的操作，影响经济效益。另一方面，在转炉出钢过程中，大量钢渣从转炉混入钢包，钢水易被非金属物质所污染，将会影响钢水的质量，造成钢水回磷和氧化铝等夹杂物的产生，进而影响钢水的纯净度。因此，为有效控制下渣，从20世纪80年代起，国外便开始了对下渣检测装置的研究。1986年由德国Amepa公司推出的SCDT电磁下渣检测系统。由于SCDT系统需在出钢口附近埋设电磁线圈，线圈在高温环境下很容易损坏，误报率较高；加之设备的维护检修困难，令其推广应用受到局限。随着科研人员对红外波长下钢渣和钢水辐射系数差异的研究发现，红外测渣技术逐步被引入到下渣检测中。1999年，美国Bethlehem钢铁公司最先利用长波红外成像系统实现了对转炉下渣的检测，随后德国Itema公司、Amepa公司、美国AMETEK-Land公司、Nupro公司等都相继开发出红外下渣检测系统，并在各钢铁公司获得成功应用。目前，除有美国Amepa公司的TSD系统、英国LAND公司的SDS系统、澳大利亚ITEMA公司的红外检测下渣检测系统外，国内基于自主研发的红外下渣检测产品也不少，其中具有代表性的有天津三特电子和湖南镭目科技。根据检测原理的不同，下渣检测装置通常分为振动测渣、红外测渣、电磁测渣、超声波测渣、称重测渣等。根据其应用环节，下渣检测又分为转炉出钢下渣、连铸大包下渣和连铸中包下渣。
2.STV7500型转炉出钢下渣检测系统
2.1总体结构及其工作原理、工作特征
STV7500型转炉出钢下渣检测系统，是一种基于红外技术和计算机图象处理技术的检测技术。该系统使用一台高分辨率的红外线（IR）摄像头，将红外图象采集到控制室的计算机上，使现场人员看到出钢的全过程，同时，应用计算机图像处理技术分辨钢水中夹带的钢渣，并以两种明显不同的颜色表示钢水和钢渣。使操作人员直接看到钢水中的下渣过程和数量，同时计算机处理图像生成各种图表、曲线、图片和录像，发出声光报警信号和现场所需的控制信号。该系统具有实时监测、检测准确、响应迅速、挡渣明显和操作方便的特点。
2.2主要部件或功能单元的结构、作用及其工作原理；
STV7500型转炉出钢下渣检测系统由现场设备、摇炉房设备、控制室设备三大部分组成，各部分之间相互联系。现场设备主要由红外热像仪、防护套、空气过滤罐、现场箱和电器元件主成。摇炉房设备主要由风冷防护箱、工业显示器、转接盒和电器系统由红外摄像仪、数据采集控制器、视频捕捉器、工业控制计算机等几个主要设备集成。
工作原理：
依据相同温度下不同物体具有不同的发射率的物理特性，如下表的数据所示，我们可以清楚的看到，随着波长的增加，钢水与钢渣的辐射率的差距愈来愈大。就是根据这样的原理，我们使用红外检测技术就可以将出钢温度下的钢水和钢渣分辨出来。再利用计算机图像处理技术，将钢水与钢渣用两种不同的颜色表示，就可以看到出钢下渣了。
2.3系统特点
非接触式监测系统，系统不受高温影响；探测精度同转炉或钢包重量无关；检测精度不受人员经验影响，客观准确；高实时系统响应，准确及时捕捉钢流夹带的钢渣含量，钢渣含量以百分比形式表示；用户可以无级设定含渣量门限值；友好的人机交互界面，简单的操作方式；系统可与各种挡渣系统的控制单元配合，提供高精度稳定的出钢过程含渣量数据；一次投入长期收益，系统性价比高。
3.STV7500型出钢下渣检测系统在八钢120吨转炉的应用
在不改变现有生产设备和工艺的情况下，八钢120吨转炉使用STV7500型出钢下渣检测系统。当钢水中的渣含量达到工艺上限时，系统立即发出声光报警。摇炉工依据系统提示进行操作，提高擋渣操作准确度和及时性，减少20%的带渣量。降低钢渣进入钢包的总量，减少回磷硫，不仅提高得钢率而且降低钢包内钢水的氧化程度；使得钢水品质大幅度提高的同时降低各种添加剂的加入量，从而节约材料成本。不考虑钢水品质提升带来的效益，只考虑由于钢渣减少使得添加剂同比减少的直接成本的降低，就可以使得吨钢的成本降低10元以上。
八钢120吨转炉使用该系统后，对改善钢水纯净度、提高钢水质量、提高钢水的收得率和降低能耗等具有重要意义。
参考文献：
1.张红，于学斌，邱玲慧；钢包下渣检测系统的研制[J]；武汉科技大学学报（自然科学版）；1997年01期
2.吴非；基于红外视频图像的下渣检测系统的研究与实现[D]；浙江大学；2005年
3.郑俊；基于图像识别的钢水连铸下渣检测方法的研究[D]；浙江大学；2007年
4.邱东明；300吨连铸钢包下渣检测系统的研制[J]；仪器仪表学报；1998年01期
【关键词】 下渣检测；工作原理；系统特点
1.概述
钢渣中因含有FeO、MnO和P2O5等不稳定氧化物和杂质，如果大量混入钢水中，一方面，从经济角度看，钢渣层太厚不利于连铸机的操作，影响经济效益。另一方面，在转炉出钢过程中，大量钢渣从转炉混入钢包，钢水易被非金属物质所污染，将会影响钢水的质量，造成钢水回磷和氧化铝等夹杂物的产生，进而影响钢水的纯净度。因此，为有效控制下渣，从20世纪80年代起，国外便开始了对下渣检测装置的研究。1986年由德国Amepa公司推出的SCDT电磁下渣检测系统。由于SCDT系统需在出钢口附近埋设电磁线圈，线圈在高温环境下很容易损坏，误报率较高；加之设备的维护检修困难，令其推广应用受到局限。随着科研人员对红外波长下钢渣和钢水辐射系数差异的研究发现，红外测渣技术逐步被引入到下渣检测中。1999年，美国Bethlehem钢铁公司最先利用长波红外成像系统实现了对转炉下渣的检测，随后德国Itema公司、Amepa公司、美国AMETEK-Land公司、Nupro公司等都相继开发出红外下渣检测系统，并在各钢铁公司获得成功应用。目前，除有美国Amepa公司的TSD系统、英国LAND公司的SDS系统、澳大利亚ITEMA公司的红外检测下渣检测系统外，国内基于自主研发的红外下渣检测产品也不少，其中具有代表性的有天津三特电子和湖南镭目科技。根据检测原理的不同，下渣检测装置通常分为振动测渣、红外测渣、电磁测渣、超声波测渣、称重测渣等。根据其应用环节，下渣检测又分为转炉出钢下渣、连铸大包下渣和连铸中包下渣。
2.STV7500型转炉出钢下渣检测系统
2.1总体结构及其工作原理、工作特征
STV7500型转炉出钢下渣检测系统，是一种基于红外技术和计算机图象处理技术的检测技术。该系统使用一台高分辨率的红外线（IR）摄像头，将红外图象采集到控制室的计算机上，使现场人员看到出钢的全过程，同时，应用计算机图像处理技术分辨钢水中夹带的钢渣，并以两种明显不同的颜色表示钢水和钢渣。使操作人员直接看到钢水中的下渣过程和数量，同时计算机处理图像生成各种图表、曲线、图片和录像，发出声光报警信号和现场所需的控制信号。该系统具有实时监测、检测准确、响应迅速、挡渣明显和操作方便的特点。
2.2主要部件或功能单元的结构、作用及其工作原理；
STV7500型转炉出钢下渣检测系统由现场设备、摇炉房设备、控制室设备三大部分组成，各部分之间相互联系。现场设备主要由红外热像仪、防护套、空气过滤罐、现场箱和电器元件主成。摇炉房设备主要由风冷防护箱、工业显示器、转接盒和电器系统由红外摄像仪、数据采集控制器、视频捕捉器、工业控制计算机等几个主要设备集成。
工作原理：
依据相同温度下不同物体具有不同的发射率的物理特性，如下表的数据所示，我们可以清楚的看到，随着波长的增加，钢水与钢渣的辐射率的差距愈来愈大。就是根据这样的原理，我们使用红外检测技术就可以将出钢温度下的钢水和钢渣分辨出来。再利用计算机图像处理技术，将钢水与钢渣用两种不同的颜色表示，就可以看到出钢下渣了。
2.3系统特点
非接触式监测系统，系统不受高温影响；探测精度同转炉或钢包重量无关；检测精度不受人员经验影响，客观准确；高实时系统响应，准确及时捕捉钢流夹带的钢渣含量，钢渣含量以百分比形式表示；用户可以无级设定含渣量门限值；友好的人机交互界面，简单的操作方式；系统可与各种挡渣系统的控制单元配合，提供高精度稳定的出钢过程含渣量数据；一次投入长期收益，系统性价比高。
3.STV7500型出钢下渣检测系统在八钢120吨转炉的应用
在不改变现有生产设备和工艺的情况下，八钢120吨转炉使用STV7500型出钢下渣检测系统。当钢水中的渣含量达到工艺上限时，系统立即发出声光报警。摇炉工依据系统提示进行操作，提高擋渣操作准确度和及时性，减少20%的带渣量。降低钢渣进入钢包的总量，减少回磷硫，不仅提高得钢率而且降低钢包内钢水的氧化程度；使得钢水品质大幅度提高的同时降低各种添加剂的加入量，从而节约材料成本。不考虑钢水品质提升带来的效益，只考虑由于钢渣减少使得添加剂同比减少的直接成本的降低，就可以使得吨钢的成本降低10元以上。
八钢120吨转炉使用该系统后，对改善钢水纯净度、提高钢水质量、提高钢水的收得率和降低能耗等具有重要意义。
参考文献：
1.张红，于学斌，邱玲慧；钢包下渣检测系统的研制[J]；武汉科技大学学报（自然科学版）；1997年01期
2.吴非；基于红外视频图像的下渣检测系统的研究与实现[D]；浙江大学；2005年
3.郑俊；基于图像识别的钢水连铸下渣检测方法的研究[D]；浙江大学；2007年
4.邱东明；300吨连铸钢包下渣检测系统的研制[J]；仪器仪表学报；1998年01期