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这是一个关于东北大学冶金工程控制介绍PPT课件，主要介绍了液位、料位测量、连铸结晶器液面测量、高炉料线检测等内容。冶金过程控制基础及应用 7.2液位、料位测量 7.2.1连铸结晶器液面测量 7.2.2高炉料线检测 7.2.1连铸结晶器液面测量 在冶金过程中，了解和控制容器内的液位高低，对于冶金过程的控制和生产具有重要的意义。如：高炉炉缸内铁水的液面高度，炼钢炉内的液面高度，浇铸过程中钢包，中间包的液面高度 结晶器的液面高度，在生产中都需要加以了解和控制，以确定相应的操作工艺参数。一、连铸结晶器液面测量的重要性 1.结晶器钢水液位波动不但直接影响铸坯的质量（如夹杂，鼓肚和裂纹等），而且会导致浇铸过程中发生溢钢甚至漏钢事故，欢迎点击下载东北大学冶金工程控制介绍PPT课件哦。
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冶金过程控制基础及应用 7.2液位、料位测量 7.2.1连铸结晶器液面测量 7.2.2高炉料线检测 7.2.1连铸结晶器液面测量 在冶金过程中，了解和控制容器内的液位高低，对于冶金过程的控制和生产具有重要的意义。如：高炉炉缸内铁水的液面高度， 炼钢炉内的液面高度， 浇铸过程中钢包，中间包的液面高度 结晶器的液面高度，在生产中都需要加以了解和控制，以确定相应的操作工艺参数。 一、连铸结晶器液面测量的重要性 1.结晶器钢水液位波动不但直接影响铸坯的质量（如夹杂，鼓肚和裂纹等），而且会导致浇铸过程中发生溢钢甚至漏钢事故。 2.对结晶器钢水液位进行自动控制，是连铸生产的关键技术之一，它对于 保证连铸机的安全生产， 降低工人劳动强度， 提高劳动效率， 提高铸坯质量与产量， 减少溢钢和漏钢事故， 提高连铸生产的管理水平都非常重要。 3.通常人工控制液位的波动范围在±30mm内，无法保证精度控制。二、传统的结晶器对钢水液位自动控制有3种方法流量法 控制进去结晶器的钢水流量，以保证液位稳定。通过改变中间包塞棒或滑动水口的位置，或者控制塞棒和滑动水口二者的位置，来控制进去结晶器的钢水流量，以达到结晶器液位稳定的目的。速度法 根据进入结晶器的钢水量控制拉坯速度以保持结晶器液位稳定。这种方法主要用于小方坯连铸。混合法 一般控制拉坯速度来保持液位稳定，但是当拉速超过一定数值仍不能保持给定的结晶器液位时，则在通过控制中间包塞棒或滑动水口的开口度，或者两者均控制，以控制结晶器液位。 3.结晶器钢水液位检测的方法放射法∕ 射线法浮子法热电偶法电磁法激光法红外法电视法电涡流法 1.射线法工作原理 放射性同位素能放出α、β、γ射线， 它们是高速运动的粒子流，能穿透物质使沿途的原子产生电离。 当射线穿过物体时，由于粒子的碰撞和克服阻力，粒子的动能要下降，如果粒子的能量大，则有一部分粒子能够穿透物体。 射线透过介质的强度随着射线通过介质厚度的增加而减弱。入射强度为𝐼_0 的放射源，穿透介质时，其强度随厚度的变化为 𝐼 =𝐼_0 𝑒^(−𝜇𝐻) 式中， 𝐼为射线投射介质之后的强度；H为介质厚度； μ为介质对射线的吸收系数。上式可写成 H=ln〖𝐼_0−ln𝐼 〗/μ 1.1结晶器射线法的工作原理工作原理： 根据射线吸收原理，装在结晶器一侧的放射源辐射射出的γ 射线经过结晶器，未被钢水吸收的射线信号由探测器接收转化为电信号。 单位时间输出的电脉冲数量与入射的γ射线量成正比，与结晶器内钢水液面高度成反比。 把从探测器输出的电脉冲信号通过光电耦合输入到一次测量仪表，经过主机处理转换成与钢水液面高度成正比的0～10V或0～20mA电模拟量信号，然后输入拉矫机控制系统，调控拉坯速度，以控制定径水口浇铸的结晶器内钢水液面的高度，测量原理如图7-8所示。 1.2射线法在小方坯连铸机中的应用小方坯连铸机所用放射源： (_^60)𝐶_0 （也可用(_^𝟏𝟑𝟕)𝐂_𝐬 ）线状放射源，强度为4.4×〖10〗^7（1.2mCi）屏蔽层： 厚度为50mm的铅。 拉坯时，启动放射源，操作人员所处位置的防护罩屏蔽层厚度为100mm，距罩体0.2m处的剂量当量率为3μSvℎ^(−1)(每小时3微希)。 正常操作位置的剂量当量率远小于2.5μSvℎ^(−1)，根据国际GT 34792-84《放射卫生防护基本标准》9.2条规定，连铸机结晶器旁属放射性工作场所，此剂量仅为国家对公众规定限值的1/10，所以，从剂量防护强度来看是安全的。 1.2射线法在连铸机中的应用这种方法在生产中应用较好，但要注意防护问题。 大型板坯连铸机所用(_^60)𝐶_0 ，辐射源强度约为3.7×〖10〗^8 𝐵𝑞，为了安全起见，必须设置防护罩，以保证操作场所内放射强度低于1.29×〖10〗^(−4)C/(kg∙𝑎)。 近年来，为减小辐射源强度，有的把辐射源和接收器均安装在结晶器冷却水套内，此时辐射强度可降到31.85×〖10〗^8 𝐵𝑞以下。 采用(_^60)𝐶_0 作为射线源时，其半衰期为5.4年，由于放射源不断衰减，仪表的零点也随之漂移，每月在满量程的1%。以上，所以仪表内设有补偿调节旋钮。 采用(_^137)𝐶_𝑠 作为射线源，半衰期为33年，剂量可以降低，射线源弱，寿命高。 2.电涡流法 2.1电涡流法 2.1电涡流法-涡流式位移传感器 2.2电涡流法-过程控制 3.电磁法电磁法结晶器液位计原理示意图如图7-12所示。在结晶器上口安装可以生产磁场的发射线圈1和可以接受磁场的接收线圈2 在发送线圈1通过1kHz的稳定电流，产生一次磁场，该磁场在结晶器铜壁和钢水表面产生涡流，涡流又产生二次磁场涡流产生的二次磁场被接收线圈接收并感应产生感应电压，该电压与结晶器内的钢液面变化有关。通过测定接收线圈的感应电压，可以测定结晶器内的钢水液位。 7.2.2高炉料线检测 机械探尺微波探尺激光探尺 1.机械探尺 高炉炉料线机械探尺示意图如图7-13所示。 一般高炉炉顶装有2～5根机械探尺，检测时通过滑轮机机构将探尺放下，根据探尺的位移可以确定该位置的料线。优点：一种结构简单的料线测量设备 缺点：经长时间使用后容易损坏，测量精度不高。 2.微波探尺 电磁波波长在1mm到1m的波段称为微波。 微波与无线电波比较，前者具有良好的定向辐射性和传输特性，在传输过程中受火焰，灰尘，烟雾及光强的影响极小。 基于上述特点，便可用微波法对物位进行测量。 雷达式物位计就是一种采用微波技术的物位测量仪表。 特点: 不接触介质 没有测量盲区 可进行连续测量 测量精度几乎不受被介质温度，压力，相对介质常数及易燃易爆等恶劣工况的限制。 2.微波探尺-工作原理 高炉料线微波探尺有一个微波发送器和一个微波接收器， 如图7-14。发送器发出的微波一部分经通道1传送到接收器，另一部分微波发射到料面，经料面发射后被接收器接收. 测出这两部分微波行走的时间差Δt=𝑡_2−𝑡_1，根据微波的传播速度c=3×〖10〗^8m/s。就可以确定测定点的料线位置H，即 2L=∆𝑡×𝑐 H= 𝐿 -𝐿_2 3.激光探尺激光探尺，工作原理示意图如图7-15所示。该探尺有一个激光光源，发出的短促激光脉冲在照射到目标物体后，被反射到聚光镜上，然后被接收器测到。由激光从发射到被接收器接收所需要的时间就可以计算出光源和物体目标之间的距离。 3.激光探尺将上述的探尺做成可移动或可旋转的测量设备，对高炉料面进行扫描，就可测量整个料面的形状。
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