CN102906281A - 用于在顶吹方法情况下确定点火时刻的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于在钢转炉（1）中在顶吹方法情况下、尤其是在LD方法情况下确定点火时刻的方法，其中探测在点火时出现的在转炉口与排放罩（5）逸出之间的辐射。为了能够可靠地确定点火时刻规定，最早从氧气喷吹或达到一定的O2流量开始，借助包含多个分别与一个图像点相应的光电二极管的传感器（14）、优选借助CCD图像传感器对在转炉口和排放罩（5）之间的同一区域的多个时间上相继的图像进行记录，基于由光电二极管测量的辐射强度确定辐射强度在该时间上的变化过程，并且将达到预定的辐射强度或预定的辐射强度上升的该时刻确定为点火时刻。

Description

用于在顶吹方法情况下确定点火时刻的方法

技术领域

本发明涉及一种用于在钢转炉中在顶吹方法情况下、尤其是在LD方法情况下确定点火时刻的方法，其中探测在点火时出现的在转炉口与排放罩之间逸出的辐射，以及涉及一种相应的设备。

背景技术

钢生产的目的是制造钢，也就是具有小的碳含量以及期望的诸如硬度、防锈性或可塑性的特性的铁合金。

在鼓风方法中，用氧气对生铁进行精炼。在这些方法中，降低碳分量（精炼（Frischen））的该氧化过程提供足够的热以使钢保持液态，因此在转炉中不需要外部热输送。可以将鼓风方法附加地划分为顶吹方法和底吹方法。属于底吹方法的有：酸性转炉方法、托马斯方法、直接炼铁法（Rennfeuer）和早期的高炉。最公知的顶吹方法是LD方法。

在Linz-Donawitz方法（简称LD方法）情况下，在LD转炉中注入金属废料和液态生铁并且添加造渣剂。经由喷管将氧气吹到熔液上。在此，在钢中不期望的伴生元素，如硫、磷、碳等燃烧并且转化为烟气或炉渣。通过与燃烧所关联的巨大的放热，熔化所添加的废料或可以通过添加废料和矿石减少生铁使用并且将熔液冷却。鼓风持续时间为10至20分钟之间，并且被选择为使得实现期望的脱碳和不期望的杂质的燃烧以及期望的最终温度。制成的钢通过转炉容器翻转到桶中而被放出。首先，具有超过1600℃温度的钢池通过出钢口而被放出到桶中，然后炉渣经由转炉边缘被倒掉。

但是，在钢转炉中的燃烧不随着氧气的吹入而立即开始，而是一般延迟几秒直至90秒，以然后在不可预定的时刻自发地开始。对点火的准确时刻的认识是非常重要的，因为只有从该时刻起氧气才与熔液反应并且该反应的实际持续时间对于过程引导和钢质量、尤其是其碳含量是决定性的。点火时刻与其它参数一起能够实现从开始到结束对鼓风过程的控制。通过对点火时刻的准确认识，可以改善钢的质量，并且省去重新吹入氧气（再鼓风）或重新渗碳（与重新使用硫相关联）。鼓风过程的可重复性得到改善，这也积极地影响过程链的其它步骤，例如二次冶金。

迄今通过操作者借助对转炉的观察来确定点火时刻并由此手动地将点火时刻输入过程控制装置中。但是，与操作者的无经验或可能的注意力不集中同样地，剧烈的烟雾和灰尘生成影响通过操作者进行的明确的点火识别。

也间接地经由测量钢转炉的废气或废气管道中的温度上升来自动探测点火。但是该方法与在实际点火时刻和点火时刻的检测之间的多秒、通常直至30秒的时间延迟相关联。但是，这种对点火时刻的延时的确定对于过程引导来说是不利的。此外，事后可能不精确地、而是仅近似地确定点火时刻。

喷管头中的热膨胀也可以被考虑用于确定点火时刻（借助应变计）。但是这是以高的技术耗费为条件并且只能延迟地确定点火时刻。

由专利文献AT 299 283 B已知，为了准确地确定点火时刻，通过光电池、也就是更更广泛意义下的电子管来测量火焰亮度。

根据AT 299 283 B，该光电池以其光轴水平地布置在转炉出口的上边缘上方大约10cm处，使得该光电池在烟囱罩打开的情况下探测在转炉出口（转炉口）的上边缘与烟囱罩（排放罩）的下边缘之间逸出的辐射。现在光电池被调整为，使得光电池的控制电流在力求达到的反应气体的温度超过大约1100℃、优选大约1200℃的情况下出现，并由此表示点火时刻。光电池的控制电流触发对预先确定的“冶金”氧气量的测量。

AT 299 283 B的方法的缺点在于，其仅提供唯一的数据值，对于顶吹方法的可靠点火识别来说该唯一的数据值通常是不够的。光电池也可以通过一次地干扰、例如在光电池附近的唯一的火花来触发，尽管氧气的真实的点火还未发生。

发明内容

因此本发明的任务是说明一种允许可靠地确定点火时刻的方法，其中不仅仅考虑在转炉口和排放罩之间逸出的辐射的一个测量值。

该任务通过以下方式解决，即最早（因为否则必要时其它、不是来自点火的火焰还在明亮地熊熊燃烧）从氧气喷吹开始（例如在达到一定的氧气流量时），借助包含多个分别与一个图像点相应的光电二极管的传感器、优选借助CCD图像传感器对转炉口和排放罩之间的同一区域的多个时间上相继的图像进行记录，基于由光电二极管测量的辐射强度确定辐射强度在时间上的变化过程（Verlauf），并且将达到预定的辐射强度或预定的辐射强度上升的时刻确定为点火时刻。

在大多数应用中事先将确定的辐射强度定义为极限值，超过该极限值就确定点火时刻。但是也可以设想，不仅仅使用辐射强度的确定的值用于确定点火时刻。从而可以例如对于辐射强度的多个相继的值（或平均值，见下）来计算辐射强度曲线的斜率，并且将确定的斜率确定为与点火相应的极限值。为此可以计算两个非相继的、而是相距例如1秒的值之间的平均辐射强度的差异。如果该差值（Delta）超过事先确定的、对于点火来说典型的极限值，则直接在该时刻发出点火信号。从而在借助斜率或差测量确定点火时刻时出现小的延迟，因为的确在点火时刻之后必须等待辐射强度的至少一个直至n个测量值，其中n是被求平均的值（“最终的辐射强度或灰度值”）的数量。但是所述延迟总是仍然比在常规方法中出现的延迟小一些。

对于本发明方法所需要的光电二极管是半导体二极管，它们将可见光、但是视实施而定也将红外（IR）射线、紫外（UV）射线或X射线通过内部光电效应转换为电流。传感器的每个光电二极管都与传感器的一个图像点或像素相应，并由此与所记录的图像的一个图像点或像素相应。

CCD图像传感器是由所谓的CCD元件（电荷耦合器件（Charge-coupled devices））构建的传感器。CCD图像传感器大多由具有称为像素或图像点的光敏光电二极管的矩阵（一行是比较少见的）组成。这些CCD图像传感器可以是矩形的、方形的或者多边形的，其中边长小于3μm至超过20μm。像素的面积越大，CCD传感器的动态范围以及光敏性越高，但是在传感器大小相同的情况下图像分辨率越小。

CCD图像传感器既可以针对可见波长也可以针对近红外范围、UV范围和X射线范围来制造。由此针对特殊应用的光谱从0.1pm扩展直至大约1.1μm。其它优点是其宽光谱灵敏性、其高动态范围（也就是同时检测图像的非常弱光的和非常明亮的区域的能力）以及以下事实：图像信息以数字方式产生，这例如在光度测定（亮度测量）和应用经过完善的图像处理方法时是有利的。由CCD图像传感器和光学系统构成的CCD照相机可以被遥控用于工业中的应用，并且将图像自动存储在数据载体上。接着的图像分析已经部分地参与了CCD元件的读取算法，以更快地读取感兴趣的图像区域（英语：Region of Interest, ROI，感兴趣区）。

但是，除了CCD图像传感器之外还可以使用其它基于光电二极管工作的传感器。例如存在所谓的有源像素传感器（APS，aktiver Pixelsensor），其是以CMOS技术制造并因此通常称为CMOS传感器的用于光测量的半导体探测器。通过使用CMOS技术，可以将其它功能集成到传感器芯片中，例如曝光监督、对比度校正或模拟数字转换。

数字像素传感器（DPS）是基于CMOS传感器的原理的的图像传感器，但是由于特殊的采样方法而与常规传感器相比具有显著更大的动态性并且在很多情况下具有明显更好的信噪比。此外，在合适的光情况时可以实现每秒直至10000个图像的图像速率。

根据本发明，传感器对准转炉口与排放罩之间的区域，并且一旦开始了氧气喷吹并且从而因此发生点火，就连续地记录图像并存储。总是对相同的图像区域进行记录。借助图像处理程序，从每个所记录的图像确定在转炉口和排放罩之间的在所述图像上成像的区域的辐射强度。如果将所计算的强度值绘制在时间轴上方，则看见辐射强度的时间上的变化过程。如果一次地、可以说是为了初始化该方法确定该辐射强度，其中在该辐射强度时出现点火，则只有该辐射强度必须在所计算的辐射强度的时间变化过程中被搜索。分配给该辐射强度的时刻于是是点火时刻。由于在点火之后辐射强度相对迅速地升高，因此还可以将以下时刻确定为点火时刻，即自所述时刻起，辐射强度的时间变化过程经历确定的、事先所确定的上升（见上）。

已被证明有利的是，选择主要探测可见光的传感器，例如以CCD照相机的形式。这样的照相机与热图像照相机不同地可在市场上有益地获得，并且同样提供关于辐射强度的期望信息（特定于波长的最大辐射功率随着温度的升高从IR在可见范围的方向上移动->Wien的位移法则）。为了保证没有红外辐射进入CCD照相机中并且从而保护传感器免受热辐射的影响，可以前置IR阻挡滤波器。如果传感器在可见光的范围内工作，则该传感器还可以在点火时间之外用作监控照相机。

传感器的图像应当最好包括在转炉口边缘与排放罩边缘之间的整个空隙。例如可以规定，物镜的张角被调整为，使得根据可能性在转炉口与排放罩之间的整个空隙是可见的，但是至少该区域的50%，优选从该空隙的中间。

根据本发明，在该方法中将传感器的灵敏性调整为，使得在氧气喷吹之前、也就是在确实还未发生点火时所记录的图像尽可能不具有曝光，也就是几乎是黑色的。这例如可以通过将物镜中的光阑固定地调整到高的光阑数（=光阑几乎被关闭）和/或通过固定地调整出照相机（电子快门）的短曝光时间来实现。由于该原因，物镜的光阑必须可以手动地调整或者必须在自动光圈（Auto-Iris）物镜中设置专用电路，通过该专用电路在点火识别的时间段内去活自动光阑调节。

传感器应当至少包括10000个的多个图像点。例如，传感器可以包括480×640个图像点或者（在模拟照相机的情况下）根据PAL标准包括768×576个像素，这完全足够了。

本发明的方法规定，对每个图像仅选择在转炉口与排放罩之间的确定数量的最亮的图像点，与转炉口与排放罩之间的区域（ROI）的0.1%-1%的部分相应，并且从这些图像点中通过求平均确定转炉口与排放罩之间的辐射强度。

的确仅在转炉口与排放罩之间的空隙对于辐射强度的计算是有关的，因为的确仅从该空隙中漏出的辐射说明了所实现的点火。与此相应地，为了确定辐射强度仅考虑该空隙，更准确地说是该空隙的成像在图像上的部分。该空隙的成像在图像上的部分因此基本上是用于对图像进行进一步分析所考虑的所谓“感兴趣区”（ROI）。因此原则上仅需要对空隙的图像点或像素读取像素的辐射强度或灰度级。

但是在上述实施中，不是将所有像素用于确定辐射强度，而是仅使用确定数量的最亮像素。一般仅选择表示在转炉口与排放罩之间的区域（也即空隙）的0.1%-1%的部分那么多的最亮像素。如果例如传感器包括480×640个图像点或像素并且其中大约五分之一与ROI相应（在使用广角物镜的情况下—对于点火阶段之外的监控有意义—包括远多于仅转炉与罩之间的空隙的图像区域），则大约仅空隙的100个最亮像素可以被选择用于确定辐射强度，其中这应当仅理解为参考值，因为最亮像素的数量可以被调整为可变参数。对最亮像素的辐射强度或灰度值求平均，并且由此确定该图像的辐射强度或灰度值的平均值。这对每个所记录的图像而言重复并且在时间轴上方绘制出辐射强度或灰度值的结果，其中作为相应的时刻使用记录图像的时刻。

为了获得辐射强度的曲线在时间上尽可能平滑的变化过程，可以规定，对辐射强度在多个相继的图像上求平均，尤其是在至少五个图像上或在两秒的最大时间间隔上求平均。已经表明，特别是在氧气喷吹的开始时仅出现单个火花，这些单个火花又很快熄灭。相应地，在一图像中可以识别出特别明亮的图像点，但是在随后的图像中仅识别出相对于其较暗的图像点。因此如果将会在不对所计算的灰度值求平均的情况下依次对图像进行进一步处理，则从具有特别明亮的图像点（例如，炽热的火花或短时的火焰舌到达直至接近物镜之前）的单个图像中已经可以得出对用于喷吹氧气的点火的辐射强度的超过（或辐射强度的时间曲线的特别陡峭的上升），而随后的较暗的图像将会给出低于用于喷吹氧气的点火的该辐射强度的辐射强度（或辐射强度的时间曲线的特别陡峭的下降）。因此有意义的是，对辐射强度的曲线进行平滑，以获得连续上升的曲线，然后利用该曲线可以明确地确定点火时刻。

根据本发明的图像记录最晚在排放罩下降到转炉口时结束。因为排放罩与转炉口之间的空隙于是闭合，并且图像对于点火不再是有关的。当然，图像记录也可以在以前就已经被调整，例如在基于通过本发明的方法确定的辐射强度已经确定了点火时刻并且通过在废气烟囱中达到一定的废气温度而确认了点火时刻时。当然也可以还在达到点火点之后或者在排放罩下降之后记下其它图像，以便能识别其它与过程有关的事件或用于监控。

本发明的用于执行该方法的设备包括照相机，所述照相机具有传感器，所述传感器包含多个光电二极管，优选具有CCD图像传感器，其中所述照相机以其光轴对准转炉口与排放罩之间的空隙，以及包括用于对照相机的图像进行分析的计算机，其中该计算机被编程为，使得该计算机基于由传感器记录的辐射强度确定辐射强度在时间上的变化过程，并且将达到预定的辐射强度或预定的辐射强度上升的时刻确定为点火时刻。

所述计算机与钢转炉的过程控制系统连接并且将点火时刻通知给过程控制系统或控制装置（PLC）。

最简单地，照相机可以安置在钢转炉的外罩（Umhausing）上。为了保护照相机免受钢转炉的强烈辐射热以及外罩的传导热，可以规定照相机被冷却的外壳包围，其中冷却可以通过水、通过空气或者通过氮气进行。还要注意将用于物镜的观察口（Ausblicksöffnung）保持得小（大约5mm直径）。此外应当采用所谓的针孔（Pinhole）物镜。为了不让通过该观察口进入外壳的灰尘、烟雾、火花或火到达物镜并且到达照相机，通过借助氮气或空气吹洗使照相机前的该区域不阻塞。附加地可以规定，外壳在照相机的物镜前具有活门或滑块形式的可气动或手动操作的闭锁。由此可以在点火过程之间的间歇中保护照相机免受辐射和污染。

附图说明

借助示意图以及借助图像和图表示例性阐述本发明。

图1示出具有传感器的钢转炉的侧截面视图，

图2示出具有安装在外罩（所谓的鼓形罩）中的传感器的钢转炉的侧截面视图，

图3示出由传感器记录的图像，

图4示出在排放罩与转炉口之间的空隙的图像序列，

图5示出具有辐射强度的时间变化过程和其它过程参数的图表，

图6示出图5的片段。

具体实施方式

在图1中示出钢转炉1，在该钢转炉中有待精炼的炉料，即废料和块状生铁2以及液态生铁3。在转炉口上方布置废气烟囱4，钢转炉1向上朝着转炉口逐渐变细。可以沿着双箭头6下降或提升的排放罩5包围废气烟囱4。该排放罩用于密封转炉口并且用于在精炼期间捕获精炼炉气。可提升和下降的喷管7通过废气通道4的开口8引入钢转炉1中。

喷管7从位置H₂下降直到工作位置H₁，在所述位置H₂中喷管7用实划线表示并且在此氧气输送还未开放。在达到工作位置H₁之前不久就已经开放氧气输送，并且用于鼓风所需要的氧气9逸出。喷管7进一步下降，而氧气9从出口逸出，直到喷管7达到点划线示出的工作位置H₁为止。这也可以从图5中看出，其中喷管7的位置通过曲线32示出和氧气流量通过曲线34示出。如果没有出现点火延迟，则应当在达到工作位置H₁时进行点火。但是，如果点火通过突出的废料等遭到延迟，则不参与精炼反应并且当然必须被考虑的氧气量泄出。

如果进行点火，则来自钢转炉1的反应气体10上升，该反应气体主要由一氧化碳（CO）组成。然后排放罩5如图1中所示打开，从而所谓的渗入空气11通过排放罩5与钢转炉1或其转炉口之间的空隙流入。反应气体10的一氧化碳与空气一起燃烧。以点火开始的、喷吹氧气与来自生铁的碳的燃烧产生发白光的火焰或气体。

传感器/照相机14在1至3m的距离下借助包围该传感器/照相机14的外壳23固定在钢转炉1的外罩上，而且如此被固定，使得以该传感器/照相机的光轴12对准排放罩5与钢转炉1或其转炉口之间的空隙中。

传感器14构造为仅提供灰度值的CCD或CMOS图像传感器（黑/白CCD图像传感器）。还可以使用彩色照相机，于是所述彩色照相机的图像经由软件被转换为灰度级图像。在传感器之前连接物镜13，物镜13与传感器14一起构成照相机。可以对物镜的光阑开口以及照相机传感器的曝光时间进行调整。而且最好如此调整，使得在氧气喷吹之前记录的图像、也就是在确实还没有发生点火时记录的图像不具有曝光、也就是为黑色的。这具有以下优点：仅当辐射强度实际上来自如在点火之后才会遇到的热的火焰时，像素才将进入饱和。火焰较通常地在点火之前也就已经在那儿了，只是远远没有像在点火时那样高的明亮度。

传感器14的图像信号经由线路19转发给计算机20，所述计算机20对所述图像信号进行处理和分析。这可以是特意仅进行图像处理和分析并且将在此获得的数据、尤其是点火时刻转发给控制系统的中央计算机的计算机。但是计算机20也可以是中央计算机，该中央计算机除了其其它任务之外还进行图像处理和分析并且将所获得的数据用于过程控制，例如用于调节到钢转炉1中的氧气输送或用于送往（Zufahren）排放罩5。

还可以向计算机20转发外壳23中温度的测量值，因为该计算机20也监控针对外壳的空气或水冷却。此外，该计算机也接管用于打开和关闭活门26的控制。相应地，由计算机20经由线路18向照相机传导控制信号以调整曝光时间和光阑开口。

对外壳23进行冷却，其中可以由自己的调节器或基于外壳23中的温度测量由计算机20来执行对冷却剂流入24和冷却剂流出25的调节。此外可以规定，用吹洗空气（未示出）使物镜13或物镜13的盖板不阻塞。冷却剂流量以及空气吹洗的气压受到持续监控，以便能立即识别故障。

附加地，为了保护照相机设置机械活门26，该机械活门被安置在外壳23之前并且气动或手动地运行。活门26可以在传感器14或用该传感器构成的照相机的运行时间之外关闭，以保护照相机免受热影响或炉渣飞溅物。对所述活门的操作可以通过操作员用手地或者通过控制系统的中央计算机自动地触发。针对照相机的传感器14的电流供应21,22同样在图1中示出。

在图2中示出图1的设备的片段，在此处外壳23安装在所谓的鼓形罩29中。在那里外壳23或照相机经由台架31可达。用30示出由两部分组成的所谓鼓形罩门的一侧，该鼓形罩门对于装料过程被打开。在鼓风过程期间外罩完全闭合，这需要根据图2安装照相机。

在图3中示出由传感器14记录的图像，其中这里点火已经发生了。上面的暗的图像区域表示排放罩5或鼓形罩29的覆盖物，下面的暗的图像区域表示钢转炉1或其转炉口。排放罩与转炉口之间的空隙大部分明亮地被照亮。这也是对于确定点火时刻是决定性的该图像片段。因此还仅考虑对在图像中所包含的空隙的大部分成像的矩形图像区域用于进一步计算。该图像区域称为“感兴趣区”（ROI）15。

在氧气仍流经喷管7之前，必要时将活门26打开，从而在鼓风过程开始时—此时氧气通过喷管被吹到钢转炉1中—无论如何辐射/光已经可以通过物镜13到达传感器14。图4中所示的图像序列的在鼓风过程之前记录的第一图像因此几乎完全是黑色的。

然后，最迟从氧气喷吹开始（例如在氧气流量>100Nm³/min时）持续地记录图像，例如这里是每秒10个图像（以100ms时钟来记录）。同时必要时将照相机的曝光时间和光阑开口置于合适的、固定的设定（变暗的图像）。记录的开始还可以通过中央计算机来预先给定，该中央计算机利用将氧气输送接通到喷管7或者利用达到确定的氧气流量来启动记录的开始。曝光时间根据光阑开口而大多处于1/1000秒和1/50000秒之间的范围中。作为实际点火的其它条件适用的是：给定所需要的最小氧气流量。

在图4中从第八个图像（第二行右上方的图像）开始已经可以识别出饱和的像素。从该时刻起，但是最迟从第十一个图像开始，实际就允许进行点火。

从每个所记录的图像，通过计算机20从对于所有图像而言都由相同的图像点组成的感兴趣区15中来选择最亮的百个图像点或像素。对其辐射强度或灰度值求平均并且将其辐射强度或灰度值的平均值确定为所述空隙在图像记录时刻的暂时辐射强度或为暂时灰度值。对所述暂时辐射强度或所述暂时灰度值与四个时间上在前的图像的暂时辐射强度或灰度值一起求平均。也就是在5个相继的图像上进行求平均，这在每秒10个图像的情况下相当于在半秒的时间间隔上求平均。由在5个图像上求平均而计算出的值被确定为所述空隙在图像记录时刻的最终辐射强度或为最终灰度值并进行存储。

这些计算在当前的鼓风过程期间在线地进行。

通过本发明的方法产生的、在转炉口与排放罩之间的空隙的图像以及灰度值曲线的时间变化过程也可以持续地并且实时地在控制台中的监视器上显示。由此操作员也可以借助这些图像或灰度值的明确的上升识别点火时刻。该结果比通过操作员直接观察空隙更准确，因为传感器比操作员可能做到的更接近钢转炉，并且此外灰度值曲线实现了对该决定性时间段的变化过程的总体概览。

为了能利用本发明的方法确定点火时刻，传感器或用该传感器构成的照相机必须被一次地校准：在此利用该照相机记录鼓风过程的图像，并且如上所述确定最终辐射强度。在此要注意最终辐射强度在点火之前几乎为零（即图像几乎全黑），而在点火之后至少部分地进入饱和。还可能的是持续地动态地进行精细校准，其方式是根据废气烟囱4中的废气温度调整敏感度（变暗）。因为根据钢转炉或废料的当前配料（Charge）的成分，在生铁被装料之后一些配料已经燃烧。在采用湿废料的情况下，附加地释放容易燃烧或甚至引起爆炸的氢气。

如果已知大致与点火时刻相应的辐射强度或强度曲线的斜率，则在本发明的方法运行时必须至少一直产生图像，直到得出其最终辐射强度与点火的辐射强度相应或者高于该点火的辐射强度或其最终辐射强度与在前图像的最终辐射强度处于确定比例（根据在点火进行时所确定的曲线斜率）或者超过该比例的图像。更好的是，此外也还产生其它图像，以确保辐射强度不再下降或者斜率不再下降。在此可以忽略由于强烈的烟雾生成而导致的较短的、暂时的强度扰动。

在图5中（尤其是）示出通过传感器14测量的并且利用本发明的方法确定的辐射强度的时间变化过程，但是是在与图4的不同的配料的情况下并且由此不能直接与图4的相比较。所基于的图像以相同的时间区间被记录（每秒十个图像）。竖轴[0…1000]被分配有多个其它测量值，它们全部来自所述设备的已经存在的测量设备并且必须由设备驱动器提供（至少是氧气流量和废气温度），以便能够自动启动记录以及确认点火和停止记录。

曲线16表示如上所述确定的、各个图像的暂时辐射强度（在图像的感兴趣区15的100个最亮像素上求平均的强度或灰度值）。在这种情况下，图像的记录以及由此还有该曲线的值的计算在氧气流量>100Nm³/min情况下开始。在启动记录之后，传感器的曝光首先仍然非常高，由此阐述了在该时刻的曲线峰值。但是，然后在第一图像期间曝光减少。可以很好地识别出，曲线在上升的区域中具有大的齿，该齿超过灰度值范围的一半。因此对图像的暂时辐射强度或灰度值与时间上相邻的图像如上所述那样求平均。在此产生的辐射强度（上面称为“最终”辐射强度）在曲线17中示出。该曲线17具有更为平滑的变化过程并且在给定附加条件（尤其是最小氧气流量）的情况下当超过阈值（例如70%）时触发点火信号。排放罩5的位置通过曲线35示出，在这种情况下，排放罩根据图5在大约18秒后开始下降，例如在时刻8:48:16。因此通过根据本发明的方法来识别点火，该排放罩可以在18秒以前就已经下降，这又带来以下优点：从该时刻起已经可以回收CO气体作为用于其它过程的燃烧气体（最大CO气体回收），否则该CO气体通过侵入到空隙的渗入空气燃烧。

在图6中示出图5的针对发生点火的该时间间隔的辐射强度。

附图标记列表

1钢转炉

2废料和块状生铁

3液态生铁

4废气烟囱

5排放罩

6排放罩5的下降或提升的方向

7喷管

8用于喷管7的开口

9氧气

10反应气体

11渗入气体

12光轴

13物镜

14传感器

15感兴趣区

16辐射强度的曲线

17平均辐射强度的曲线

18用于来自计算机的控制信号的线路

19用于给计算机20的图像信号的线路

20计算机

21电流供应

22电流供应

23外壳

24冷却剂流入

25冷却剂流出

26活门

27

28光轴12至转炉口的距离

29外罩（鼓形罩）

30至鼓形罩29的门

31台架

32喷管7的位置

33废气温度[℃]

34氧气流量[Nm³/min]

35排放罩5的位置

H₁喷管7的工作位置

H₂在开放氧气输送之前喷管7的位置

Claims (16)

1.用于在钢转炉（1）中在顶吹方法情况下、尤其是在LD方法情况下确定点火时刻的方法，其中探测在点火时出现的在转炉口与排放罩（5）之间逸出的辐射，其特征在于，最早从氧气喷吹开始，借助包含多个分别与一个图像点相应的光电二极管的传感器（14），优选借助CCD图像传感器对转炉口和排放罩（5）之间的同一区域的多个时间上相继的图像进行记录，基于由光电二极管测量的辐射强度确定辐射强度在时间上的变化过程，并且将达到预定的辐射强度或预定的辐射强度上升的时刻确定为点火时刻。

2.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述传感器（14）主要探测可见光。

3.根据权利要求1或2的方法，其特征在于，所述图像包括转炉口的边缘与排放罩(5)的边缘之间的整个空隙。

4.根据权利要求1或2的方法，其特征在于，所述图像包括转炉口与排放罩（5）的边缘之间的空隙的面积的至少50%，优选从该空隙的中间开始。

5.根据权利要求1至4之一的方法，其特征在于，将所述传感器（14）的灵敏性调整为，使得在氧气喷吹之前记录的图像尽可能不具有曝光。

6.根据权利要求1至5之一的方法，其特征在于，所述传感器（14）至少包括10000个的多个图像点。

7.根据权利要求1至6之一的方法，其特征在于，对每个图像仅选择在转炉口与排放罩（5）之间的确定数量的最亮的图像点，尤其是与转炉口与排放罩（5）之间的区域的0.1%-1%的部分相应，并且从这些图像点中通过求平均确定转炉口与排放罩（5）之间的辐射强度。

8.根据权利要求1至7之一的方法，其特征在于，对辐射强度在多个相继的图像上求平均，尤其是在至少五个图像上或在两秒的最大时间间隔上。

9.根据权利要求1至8之一的方法，其特征在于，图像的记录在排放罩（5）下降到转炉口时结束。

10.用于执行根据权利要求1至9之一的方法的设备，包括照相机（13,14），所述照相机具有包含多个光电二极管的传感器（14），优选具有CCD图像传感器，其中所述照相机（13,14）以其光轴对准转炉口与排放罩（5）之间的空隙，以及包括用于对照相机的图像进行分析的计算机，其中该计算机被编程为，使得该计算机基于由传感器记录的辐射强度确定辐射强度在时间上的变化过程，并且将达到预定的辐射强度或预定的辐射强度上升的时刻确定为点火时刻。

11.根据权利要求10的设备，其特征在于，所述照相机（13,14）安置在钢转炉（1）的外罩处。

12.根据权利要求10或11的设备，其特征在于，所述照相机（13,14）被冷却的外壳（23）包围。

13.根据权利要求10至12之一的设备，其特征在于，用于照相机（13,14）的物镜的观察口具有小于6mm的直径。

14.根据权利要求10至13之一的设备，其特征在于，采用针孔物镜。

15.根据权利要求12至14之一的设备，其特征在于，设置装置，利用该装置能够通过借助氮气或空气吹洗使所述外壳（23）的观察口不阻塞。

16.根据权利要求12至15之一的设备，其特征在于，所述外壳（23）在照相机的物镜（13）前具有活门（26）或滑块形式的可气动或手动操作的闭锁。

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