炼钢厂KR法铁水脱硫搅拌器健康状态在线监测方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107449623A(43)申请公布日2017.12.08(21)申请号201610372120.3(22)申请日2016.05.31(71)申请人上海金艺检测技术有限公司地址201900上海市宝山区牡丹江路1508号航运大厦五楼2201室(72)发明人蔡正国(74)专利代理机构上海天协和诚知识产权代理事务所31216代理人沈国良(51)Int.Cl.G01M99/00(2011.01)权利要求书2页说明书5页附图1页(54)发明名称炼钢厂KR法铁水脱硫搅拌器健康状态在线监测方法(57)摘要本发明公开了一种炼钢厂KR法铁水脱硫搅拌器健康状态在线监测方法，本方法通过在搅拌器关键部位分别设置振动加速度传感器并采集振动数据，振动数据作FFT变换并特征提取，分别计算滚动轴承健康状态因子、减速器齿轮健康状态因子和搅拌桨积瘤状态因子并与设定条件判断，满足设定条件表明搅拌器运行状态正常，否则由在线监测系统分别给出状态异常预报或报警。本方法可实时监测搅拌器的运行状态并且故障时及时报警，确保正常的生产作业秩序，避免安全隐患，提高搅拌器的使用寿命，降低维修成本。CN107449623ACN107449623A权利要求书1/2页1.一种炼钢厂KR法铁水脱硫搅拌器健康状态在线监测方法，其特征在于本方法包括如下步骤：步骤一、在搅拌器电机轴承座、减速器轴承座以及搅拌桨杆的上轴承和下轴承分别设置振动加速度传感器，用于检测对应的振动信号；步骤二、分别采集各振动加速度传感器输出的振动信号Yi，对振动信号Yi作振动频谱分析，分别提取电机、减速器、搅拌桨杆的总振动值、转速频率和倍频、齿轮啮合频率和啮合倍频以及对应的振动幅值；步骤三、建立滚动轴承各部件的振动频谱关系式，其中：滚动轴承外圈振动频谱：(1)滚动轴承内圈振动频谱：(2)滚动轴承滚动体振动频谱：(3)滚动轴承保持架振动频谱：(4)式(1)至(4)中：n为滚动体数、为内外圈相对转速频率、d为滚动体直径、D为节圆直径、α为接触角；步骤四、设定滚动轴承健康状态因子B，滚动轴承内圈故障因子B1、滚动轴承外圈故障因子B2、滚动轴承滚动体故障因子B3、滚动轴承保持架故障因子B4，则滚动轴承各部件故障因子与振动频谱间的关系为：(5)(6)(7)(8)式(5)至(8)中：Afi、Ufi分别为轴承内圈振动频谱fi处的振动幅值和fi在正负10%范围内振动值的加权平均值，Afo、Uf0分别为轴承外圈振动频谱fo处的振动幅值和fo在正负10%范围内振动值的加权平均值，Afp、Ufp为轴承滚动体振动频谱fp处的振动幅值和fp在正负10%范围内振动值的加权平均值，Afh、Ufh为轴承保持架振动频谱fh处的振动幅值和fh在正负10%范围内振动值的加权平均值；滚动轴承健康状态因子B与滚动轴承各部件故障因子的关系为：(9)步骤五、设定滚动轴承健康状态的报警值为B0，监测滚动轴承健康状态因子B，当B小于B0时，在线监测系统预报滚动轴承异常或报警；步骤六、对由振动加速度传感器采集的振动信号Yi经振动频谱分析FFT变换分别取得减速器总振动值为P，以及减速器齿轮的1倍啮合频率、2倍啮合频率、3倍啮合频率、4倍啮合频率和5倍啮合频率处的振动幅值分量Xi(t)，其中i取1、2、3、4和5，设减速器齿轮健康状态因子为，2CN107449623A权利要求书2/2页则(10)当<0时，在线监测系统预报减速器齿轮健康状态不良或报警；步骤七、获取搅拌桨杆上轴承和下轴承的振动信号，经FFT变换分别取得上轴承和下轴承的对应振动幅值P1和P2，设搅拌桨积瘤状态因子为W，则(11)式（11）中G为搅拌桨杆的平衡精度，当w<1时，在线监测系统预报搅拌桨积瘤严重或报警。2.根据权利要求1所述的炼钢厂KR法铁水脱硫搅拌器健康状态在线监测方法，其特征在于：在线监测系统分别根据滚动轴承健康状态因子B、减速器齿轮健康状态因子和搅拌桨积瘤状态因子W的判断条件给出搅拌器运行状态正常或异常显示。3CN107449623A说明书1/5页炼钢厂KR法铁水脱硫搅拌器健康状态在线监测方法技术领域[0001]本发明涉及一种炼钢厂KR法铁水脱硫搅拌器健康状态在线监测方法。背景技术[0002]KR法铁水脱硫属于机械搅拌法的一种，其工艺主要是将浇注耐火材料并经过烘烤的十字形搅拌浆插入铁水罐中旋转，使铁水产生漩涡，经过称量的脱硫剂加入到铁水表面，并被漩涡卷入铁水中，脱硫剂在不断地搅拌过程中与铁水中的硫产生化学反应，达到脱硫的目的。[0003]其工艺流程主要为：铁水罐先送至扒渣位置用扒渣机扒除铁水表面的高炉浮渣，再送至熔池内部，由升降小车下降搅拌器及烟罩，夹紧升降小车，启动搅拌器使铁水罐内铁水形成V形旋涡，氧化钙籍氮气送入铁水罐内