大包下渣检测技术(SCDT)对于钢铁连铸生产具有重要的实际意义,它可以有效地提高铸坯质量,增加钢水收得率以及延长中间包的使用寿命：针对当前SCDT存在的检测成功率低、使用寿命短、难于安装维护等问题,提出了一种基于振动信号测量的大包SCDT实现方法；对振动法检测下渣的机理及其关键技术进行了深入研究,成功开发了面向实际生产的工业应用系统。根据钢流在流经水口保护套管时由于钢水、钢渣的密度不同而产生的冲击振动差异,确定把振动信号作为主要检测信号。基于流体相似原理,利用振动传感器,搭建了面向大包下渣检测的水模实验平台,实现了在实验室条件下对大包下渣演变过程及其动力学特性的物理模拟。对大包浇注末期钢流下渣过程进行了研究,发现汇流旋涡是形成下渣的主要原因。基于兰金(Rankine)涡模型,结合粘性流体稳定性理论,建立了大包内部流场的流体动力学模型,得到了可能产生旋涡的各阶临界值,证明了旋涡形成贯穿时有冲击振动的存在。针对直接检测对象-水口保护套管,基于弗留盖(Flugge)柱壳振动方程,建立了水口动力学模型；结合流固耦合理论,对模型进行了修正,得到关于轴向波数的系统特征方程。利用波传播方法,得到了系统各阶周向模态下的旋涡冲击位移响应。根据大包浇注末期的旋涡冲击振动特点,将水口冲击振动时间序列分为无渣、混渣、全渣三个典型阶段；通过矢量量化(VQ)技术对经过预处理的实时信号进行特征提取、码本训练,来判断钢水状态,实现大包下渣的自动控制。基于以上研究成果,开发了大包下渣检测系统。工业现场实验证明,该系统易于安装维护、使用寿命长,下渣检测成功率高于95%,可有效地提高钢水收得率,降低中间包的存渣厚度。