一 公司简介 东北大学自动化仪器仪表中心与沈阳泰合冶金测控技术有限公司 (前身为沈 阳市泰合仪表有限公司 长期密切合作,优势互补,主要从事钢铁生产过程参数 的检测技术研究和测温仪器仪表的开发、研制和生产。
中心和公司拥有一支以博士生导师、教授、博士、硕士和高级工程师为主体 的高素质、高技术、结构合理的员工队伍。是集科、工、贸于一体的高新技术产 业实体。在科研方面,自 78年起,主要从事红外辐射测温理论和技术的研究,尤 其是在黑体辐射源和黑体空腔理论研究方面居世界前沿。 近年来又解决了不等温 黑体空腔的理论问题。 在产品方面, 公司致力于将理论创新成果转化为技术产品, 并不断地把新技术、 新材料溶于产品之中, 使产品具有优良的质量及可靠的性能。 中心和公司的主要产品有 BCT 黑体空腔辐射测温仪系列产品。这些产品主要 应用在连铸中间包钢水连续测温和均热炉、 加热炉、 热风炉、 焦化厂克劳斯炉等 领域, 尤其是 BCT-Ⅴ型黑体空腔钢水连续测温系统, 填补了国内空白, 跨入了国 际先进行列, 多次获得行业及部委的各种奖项, 成为国内唯一一家供应连铸中间 包钢水连续测温系统的企业,经过在包钢、宝钢、首钢、太钢、南钢、石钢、唐 钢、湘钢、萍钢、八一、昆钢等 28家钢铁企业多年的生产应用,证明了产品的可 靠性和运行的稳定性,是替代快速热电偶间断测温的新技术产品。
中心和公司的研究领域还包括连铸拉速和二冷区配水优化控制系统的研究, 二冷区铸坯表面温度测量和转炉连续测温与定碳的研究开发。
中心和公司注重创新、注重质量、注重信誉、注重与企业的合作。 二 产品介绍 (一产品原理 钢水连续测温系统是“ BCT 型黑体空腔辐射测温仪”系列产品之一。该产 品基于国家自然科学基金项目和发明者谢植教授的博士论文《黑体辐射源理 论研究》的成果,经二十多年的技术开发而研制成功的新型测温装置。其测 温原理是用黑体 测温管插入到钢水中感知温度,以专门设计的测温探头接受 测温管底部钢水处的温度相对应的红外辐射信号, 并将其输送到信号处理器, 以单片机为核心的信号处理器根据在线黑体理论确定钢水的实际温度。 (二 产品特点
1 实现了中间包钢水温度的连续测量; 2 提高了测量的稳定性和可靠性。由于测量位置固定,避免了人为因素带来 的测量误差和消耗式热电偶的分散性误差;
3 系统操作简单、方便; 4 使用连续测温系统成本与目前间断式热电偶的实际消耗成本相近。 (三应用意义 1采用该产品可实现中间包钢水温度的连续和准确测量,为连铸过程实现闭 环实时控制钢水的浇铸速度、调节结晶器和二冷区的冷却强度提供了温度 检测保证,从而有利于提高连铸机的产量和稳定产品质量;
2主控计算机记录钢水温度连续曲线,对生产过程监控、产品质量及生产事 故分析提供温度检测数据;
3准确连续测量中间包钢水温度,及时掌握钢水温度的变化趋势,从而减少 漏钢和冻眼次数;
4以准确连续测量中间包钢水温度及掌握变化规律,可从工艺上降低中间包 钢水的过热度;
5必要时可监测烘包温度,十分有利于开浇,并延长中间包的使用寿命。 6操作方便,明显减轻工人的劳动强度。
实现中间包钢水温度的连续准确测量,对增加连铸产量、提高产品质 量、降低耐材消耗、稳定生产,具有重要意义并可取得明显的综合效益。 三 技术指标 技术指标见表 3-1 四 系统结构及功能 (一系统组成 钢水连续测温系统由钢水连续测温管、测温探头、信号处理器、大屏幕显示 器、标准信号发生器及小屏幕显示器(用户根据需要另订等部分组成。系统 组成如图 4— 1所示。 (二各部分结构及功能 1 钢水连续测温管 1结构 钢水连续测温管由一端封闭一端开口的内外两层管套装而成,通过锥面 接管与测温探头联接,根据中间包钢水深度不同,测温管长度备有多种规 格。
2功能 直接插入钢水内感知温度,并向开口处辐射光信号。要求插入钢水深度 ≥ 300mm 。
2测温探头 1结构 测温探头由光学系统、光电转换器、信号传输线及冷却风路等组成。探 头本体部与测温管锥面接管联接, 输出部通过 4P 插件 (分体探头为 6P 插件 与信号处理器联接, 本体部与输出部之间由柔性冷却风路保护的信号传输 线连接,总长约 5米。 4P (6P 插件的插针代号见图 4-2,各插针间的电阻 值见表 4-1。
2功能 光学系统将测温管的光信号处理后传递给光电转换器, 再由光电转换器 将光信号转换成电信号,由信号传输线输送至信号处理器。冷却风则经过 输出部快速接头及冷却风路对探头本体部进行冷却, 保证本体部环境温度 不超过限定值。
3技术指标 测温探头技术指标见表 4-2 4使用方法 探头本体部与测温管锥面联接,输出部与信号处理器连接即可。 3 信号处理器: 1结构 信号处理器由供电系统、 输入输出系统、 显示系统、 数据处理系统等组 成,其外观及接口见图 4-3,说明见表 4-2。 2功能 信号处理器接收由探头输入的电信号, 由单片机根据在线黑体理论 计算出被测钢水温度并显示在显示屏上。并可输出 4~20mA 或 1~5V 标 准信号进入主控室微机,便于对连铸工艺进行实时监控。还可将温度信 号通过 485总线送至大屏幕显示器进行温度显示。
3技术指标
4使用方法 信号处理器就位后,将探头输出部从其下方的孔穿入,插入信号处理 器输入插座,用夹具夹紧,连接好通风胶管即可测温。如需观察探头环 境温度, 将环境温度开关 13拨至右侧, 此时显示屏即显示探头环境温度 值(单位为 0.1℃ 。若探头环境温度≥ 72℃,显示屏将交替显示钢水温 度和探头环境温度, 并且报警线输出 AC 220V 电源以驱动声光报警装置。 4 大屏幕显示器
1结构 大屏幕显示器由供电系统、通讯系统、显示系统等组成,其外观及接口 见图 4-4,说明见表 4-3。
2功能 大屏幕显示器通过 RS 485总线与信号处理器实行串行通讯,接收并显 示钢水温度值。
3技术指标 大屏幕显示器技术指标见表 4-4
4使用方法 大屏幕显示器就位后,将通道 1、通道 2分别用屏蔽线接到两台信号 处理器上,并分别将两台信号处理器的 KG2开关的第 1位置于不同的位 置上,通电后即可工作 (显示两表中温度较高的值 。如有扩展设备,将 扩展通道的引线接到扩展设备上即可。 (扩展设备包括小屏幕, 从机大屏 幕等 。大屏幕出现交替闪烁,说明探头环境温度过高,需加大通风量。 5 标准信号发生器
1结构 由输入输出系统、 分压系统、 档位开关等组成。 其外观及接口见图 4-5, 说明见表 4-4。
2功能 向信号处理器提供 7挡位标准电压信号,以校准信号处理器。 3技术指标 标准电压信号转换成温度值≤ 1℃。 4使用方法 将信号发生器输出插头(4P 或 6P 插入信号处理器输入插座内,上 电后, 旋转档位开关 2, 7档位显示值与标签上标准值对照即可。 如需 校验发出的电信号,可用相应等级的数字万用表测量两接线柱的电压 值,与标签对照。
6 小屏幕显示器(不成套供应,按需要供货 1外观及接口见图 4-6 ,小屏幕显示器外观及接口说明见表 4-5。
五 系统安装、连接 (一 测温管 测温管利用托盘、压铁放在中包盖上,插入中间包的钢水中,或另行订购专 门设计的测温管专用升降装置(俗称机械手 ,通常要求在中包盖上开孔,开 孔要求如下(如图 5— 1 :
孔径 Ф180— 200mm ,距大包浇注口尽量远; ✧测温孔中心与中包内墙壁(根部≥ 150mm ; ✧测温孔边沿距塞棒孔及烘包孔边沿≥ 150mm ; ✧测温孔上方 600mm 高度内无设备通过(若大包转包时通过测温孔,则 要求大包臂底部距中包盖顶部距离≥ 600mm 。
(二 测温探头 测温探头为柔性结构,无需固定安装位置,因其需连接测温管及信号处 理器,而探头信号传输线长度约为 4800mm ,要求测温管与信号处理器的直线 距离≤ 4000mm 。
探头在出厂前已经过严格调试,内部参数匹配,现场无须调试,除防尘镜 片外,其他部分切不可随意拆开,一旦拆开须返回厂家重新分度和调试。 (三 信号处理器 1 信号处理器外形尺寸(见图 5— 2 2 信号处理器安装 两台信号处理器分别安装在两台中包车上安全、可靠的位置,距测温 孔距离≤ 4米,可随中包车移动。分别与每台信号处理器连接的有:
✧电源 AC 220V、 50Hz 、 30W ,要求电缆线为 250V 、 1.5mm 2×2; ✧输出至计算机标准信号,要求屏蔽电缆线为 1.0mm 2×2;
✧输出至大屏幕串行脉冲信号,要求屏蔽电缆线为 1.0mm 2×2; ✧冷却风源要求压力≥ 0.4MPa ,流量≥ 15m 3/h,纯净 N 2或无油无水压 缩空气;通风管 Ф
内 = 8mm。
标准信号出厂预设置为 4~20mA 电流输出。若需要 1~5V 输出,可按 以下方法设置并进行简单调整即可:
✧4~20mA 输出,设置 KG 3=0001 ✧1~5V 输出,设置 KG 3=0011 输出调整步骤: 1置 KG 1=01000000,显示 400,调 BW 2使输出信号为 4mA 或 1V ; 2置 KG 1=01001111,显示 2000,调 BW 3使输出信号为 20mA 或 5V ; 3反复 ①、②,使①、②同时满足; 4输出调整结束后,将 KG 1置 00000000。 注:0001等对应拨码开关顺序为 4321,见主板示意图 5-3。 (四大屏幕显示器 1 大屏幕显示器安装 安装固定在各岗位都便于观察的醒目位置,与其连接的有: ✧电源 50Hz 、 220V 、 30W ,要求电缆线为 250V 、 1.5mm 2×2; 11 两台信号处理器的信号输入线。 2 大屏幕显示器外形尺寸 外形尺寸见图 5-4。