CN106029915A - 用于循环金属熔池的方法以及熔炉系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于循环冶金炉（4）中的金属熔池（10）的方法，其中，冲洗气体被引入冶金炉（4）中。本发明进一步涉及用于执行该方法的熔炉系统（2），其具有冶金炉（4）。根据本发明，为了防止在循环金属熔池（10）期间损坏熔炉系统（2），冲洗气体以这样的方式引入该金属熔池（10）中：金属熔池（10）执行预先规定的定向的流动。进一步提出的是，熔炉系统（2）具有用于监测位于冶金炉（4）中的金属熔池（10）的流动模式的测量装置（12）。

Description

用于循环金属熔池的方法以及熔炉系统

技术领域

本发明涉及用于循环冶金炉中的金属熔池的方法，其中，冲洗气体被引入金属熔池中。本发明进一步涉及用于执行该方法的熔炉系统，其具有冶金炉。

背景技术

在金属的提取/处理中，特别是在由生铁生产钢中，采用的这样的方法或这样的熔炉系统是已知的。

在引言中提及的该类型的方法的示例是用于炼钢的所谓的LD工艺（还称为Linz-Donawitz工艺或基本氧气炼钢工艺）。在LD工艺中，液体生铁（可以将废铁添加至其中），以及造渣剂（诸如例如石灰石或白云石）被填充至转炉（冶金炉）中。在这种情况中，液体生铁和造渣剂形成金属熔池。随后气体喷枪被使用以便在高压（高达12巴）下在金属熔池上方顶吹氧气，该气体喷枪被从中心地插入通过在转炉的上部侧上的开口。

LD工艺的一个目的是降低在液体生铁中的不期望的伴生元素的含量，诸如例如，碳、硅、锰、硫和/或磷，也被称为“精炼”生铁。当顶吹氧气时，不期望的伴生元素燃烧并且作为气体逸出，或以液体炉渣的形式由造渣剂粘住。

在燃烧的反应中心（电弧斑点）中产生高温（2500至3000°C），并且在金属熔池中出现湍流/循环。所述循环确保金属熔池的尚未精炼的部分被朝向电弧斑点带动，并且确保位于金属熔池的这些部分中的伴生元素燃烧。

任选地，在LD工艺中，为了改进金属熔池的循环，另外的气体，诸如例如，氩气或氮气，作为冲洗气体在底塞（多孔塞和/或具有气体导管的塞）的辅助下被吹至金属熔池中，该底塞结合至转炉的基底中。

关于在引言中所提及的类型的方法（特别地关于LD工艺）的已知问题是，在金属熔池中能够发生振动（波）。在金属熔池中的所述振动传递至金属熔池位于其中的冶金炉，其结果是引起冶金炉的振动。冶金炉的振动进而传递至连接至冶金炉的元件，诸如例如轴承和/或驱动器，结果是它们被放置在高应力下。

振动可以很强烈或展现出大的幅值（为了简单的目的，在下文中称为“振动的量级”）使得该方法必须被中断以便避免损坏冶金炉形成其部分的系统，诸如例如，熔炉系统。特别地，如果振动具有接近系统的共振频率的频率的话，中断该方法能够是必需的，因为在这样的情况中，该系统可能遭受共振灾害。中断该方法导致长的工艺持续时间，并且因此还导致生产力的损失。

在某些情况下，振动可以导致冶金炉的对齐的变化。然后重新对齐冶金炉以及重新张紧将冶金炉保持在它的位置中的止动闸可能是必需的。在这个情况中，该方法同样必须被中断，其导致生产力的进一步的损失。冶金炉的重新对齐以及止动闸的重新张紧进一步导致在止动闸的闸瓦上的严重磨损。

从WO 2004/046390 A1中已知用于转炉的气体供应系统，其中，提供了定位在喷射口上游或与喷射口相关联的流入限制器装置，其周期性地降低或中断至熔炉的内部的供气。

用于从金属熔体中去除杂质的熔炉从DE 20 2012 103 082 U1中已知。在熔炉容器的底部区域中提供用于传输冲洗气体的机构，诸如底塞或气体冲洗喷枪。

发明内容

本发明的目标是提供用于操作熔炉系统的方法以及还有熔炉系统，利用其能够避免对熔炉系统的损坏，并且其能够使得熔炉系统成本有效地操作并且成本有效地生产。

根据本发明，这个目标由具有根据相应的独立权利要求的特征的用于在冶金炉中循环金属熔池的方法以及熔炉系统实现。有利的实施例和/或改进方案记录在从属权利要求以及下面的描述中，并且能够与方法还有熔炉系统二者都相关。

关于本方法，规定将冲洗气体引入金属熔池中。冲洗气体以这样的方式被引入金属熔池中：金属熔池执行预先规定的定向流动。

关于熔炉系统，提供例如用于精炼生铁的冶金炉。另外，关于该熔炉系统，提供用于监测位于冶金炉中的金属熔池的流动模式的测量装置。

本发明与所谓的AOD工艺（氩氧脱碳）一起应用同样是可能的。

在当前环境中，冲洗气体能够被理解为任何气体，其被引入金属熔池中并且由此能够影响金属熔池的循环，不管冲洗气体是否在金属熔池中引起化学反应，并且不管冲洗气体是间接地（例如通过环境气体）被引入还是直接地被引入金属熔池中。

通过引入冲洗气体特别产生的预先规定的定向流动能够被理解为是展现出预先规定的流动模式的流动。这意味着通过引入冲洗气体，特别地在金属熔池中产生/形成预先规定的流动模式。

除其他的以外，预先规定的流动模式能够由特别是在冶金炉中的冲洗气体引入位置的对称布置实现。另外，预先规定的流动模式的形成能够通过关于冲洗气体的引入对称地设置冲洗气体流体积/冲洗气体压力来实现（在相应的冲洗气体引入位置处）。在这里，冲洗气体流体积能够理解为是冲洗气体的体积流量。特别地，借助于将冲洗气体引入位置的对称布置以及设置冲洗气体流体积/冲洗气体压力组合以在流动模式的形成上具有特定效果是可能的，并且因此能够特定地产生预先规定的流动模式。

换言之，作为对称布置冲洗气体引入位置和/或对称设置冲洗气体流体积/冲洗气体压力的结果，流动模式能够以期望的预先规定的方式“定制”。

预先规定的流动模式或预先规定的定向流动能够调整成冶金炉的几何形状。例如，预先规定的定向流动能够主要地沿着环管(torus)的表面流动，特别地在环管的角向（poloidal）方向上流动。例如在冶金炉关于对称轴线轴向对称的情况中，预先规定的定向流动的这样的路线是有利的。所述对称轴线有利地也是该环管的对称轴线。

本发明基于以下知识：金属熔池的振动的量级，以及由此的冶金炉的振动的量级取决于金属熔池的流动模式。在不定向流动的情况中，在金属熔池的个体质量/流体元素之间的冲击比在定向流动的情况中更可能发生，与不定向流动相反，在定向流动中相邻的质量/流体元素具有（大致）相同的移动方向和速度。在金属熔池的个体质量/流体元素之间的冲击期间，导致流动能量转换成振动能量。因此，在不定向流动的情况中（由于质量/流体元素的更大的冲击的可能性），与定向流动的情况相比，它们的流动能量的更大比例转换成振动能量。因此，如果金属熔池执行预先规定的定向流动来代替不定向流动的话，那么能够降低金属熔池的振动的量级，以及由此也能够降低冶金炉的振动的量级。

本发明进一步基于以下考虑：除了其他的以外，由于金属熔池在其边缘区域中的更强的循环，所以还能够借助于预先规定的定向流动来实现金属熔池的更均匀的混合。这是因为预先规定的定向流动能够将它的定向调整至冶金炉的几何形状。由于金属熔池的更均匀的混合，更短的工艺持续时间是可能的，以便实现金属熔池的期望的质量/状态（例如预先规定的碳含量）。

通过使用至少一个底塞将冲洗气体引入金属熔池中是有利的。在这种情况中，冲洗气体能够直接地引入金属熔池中。替代地或除底塞以外，使用喷嘴以便引入冲洗气体是可能的。

如果为了产生和/或维持预先规定的定向流动或预先规定的流动模式而控制/调节冲洗气体的引入的话，这是进一步有利的。该控制/调节能够通过使用至少一个阀进行。在优选方式中，特别地通过使用该阀来控制/调节冲洗气体流体积或冲洗气体压力。有效地，控制/调节底塞所经受的冲洗气体流体积，或控制/调节作用在位于其气体入口侧上的底塞上的冲洗气体压力。

能够通过使用控制单元来对冲洗气体流体积或冲洗气体压力进行控制/调节。有效地，在控制单元的辅助下控制/调节阀的状态。阀的切换频率优选地保持在预先规定/可配置的切换频率上限以下。以这个方式能够延长阀的寿命。

有益地，初始地控制并随后调节冲洗气体的引入。首选地，控制冲洗气体的引入直至已经形成/产生预先规定的定向流动的时间点，在该时间点之后调节冲洗气体。这使得更快地产生预先规定的定向流动是可能的。

有利地，冲洗气体流体积保持在预先规定的最小流体积以上。该最小流体积有效地选择成使得在底塞的气体出口侧上的冲洗气体压力至少与在底塞的气体出口侧上的金属熔池压力一样大。通过这个方式，防止金属熔池渗透至底塞中是可能的。金属熔池压力能够理解成是金属熔池施加在底塞的气体出口侧上的压力。

最小流体积将优选地使用前面提及的控制单元来确定/计算。除其他的以外，最小值的计算能够包括：金属熔池的质量、或金属熔池的组分的质量、和/或冶金炉中的压力。所述变量作为参数在先前被有效地传递至控制单元。

如果冲洗气体流体积展现出脉冲式、脉动式或锯齿式的定时模式的话，这是有益的。关于处于临时恒定的冲洗气体流体积下的冲洗气体消耗，这能够实现降低的冲洗气体消耗。另外，冲洗气体流体积的定时模式能够展现出周期性。该周期性使得产生或维持金属熔池的震荡的/旋转的流动是可能的。另外，在控制/调节冲洗气体流体积期间，冲洗气体流体积的幅值、频率和/或脉冲持续时间能够变化。

首选地，冲洗气体流体积保持在预先规定的/可配置的最大流体积以下。冲洗气体消耗能够以这个方式进一步降低。

如果将不同的气体，特别是（首先）氧气和（随后）至少一种惰性气体，作为冲洗气体连续地被引入金属熔池中的话，这是进一步有益的。

特别地，为了初始化金属熔池的预先规定的定向流动，能够将氧气作为冲洗气体引入金属熔池中。借助于在氧气和金属熔池的组分之间的化学反应，能够加速形成金属熔池的预先规定的定向流动，和/或能够降低冲洗气体消耗，因为该化学反应传送用于形成金属熔池的预先规定的定向流动所要求的能量的部分。

另外，至少一种惰性气体，诸如例如，氮气或稀有气体，能够作为冲洗气体引入金属熔池中。首选地，首先氮气以及随后氩气被引入金属熔池中。氮气能够作为冲洗气体引入金属熔池中持续预先规定的时间段，因为氮气比氩气便宜。最后，氩气能够作为冲洗气体引入金属熔池中持续更短的时间段，以便将氮气的可能的杂质运送出金属熔池。

而且，通过使用至少一个气体喷枪，气体，特别是氧气，能够被引入金属熔池中。在这种情况下，该气体能够间接地（特别地通过环境气体）引入金属熔池中。

所述气体至金属熔池中的引入同样能够被控制/调节，特别地通过使用所述控制单元。此外，所述气体的引入能够与冲洗气体的引入结合进行或与冲洗气体的引入分离进行。

有利地，通过使用测量装置来确定金属熔池的流动模式。

在有益的改进方案中，通过使用测量装置来确定冶金炉的振动的至少一个状态变量。这样的状态变量能够是振动的幅值。而且，振动的频率能够是这样的状态变量。有利地，通过使用该状态变量来确定金属熔池的流动模式。

如果冲洗气体以这样的方式引入金属熔池中的话，这是进一步有益的：状态变量保持在预先规定的/可配置的数值间隔之外，或在预先规定的/可配置的最大值以下。由此能够消除工艺的中断，以便避免损坏系统（冶金炉是其部件），特别地损坏熔炉系统。

因此，冲洗气体能够例如以这样的方式引入金属熔池中：冶金炉的振动的幅值保持在预先规定的/可配置的幅值最大值以下。冲洗气体还能够以这样的方式引入金属熔池中：冶金炉的振动的频率保持在预先规定的/可配置的频率间隔之外。该频率间隔有效地以这样的方式选择：系统的共振频率位于，特别地中心地位于，该频率间隔内。由此能够避免影响系统的共振灾害。

在另外的有益的改进方案中，为了确定金属熔池的流动模式，在相机系统的辅助下进行金属熔池的视频记录，该相机系统包括至少一个相机。有利地，通过使用来自视频记录的多个单独图像来确定金属熔池的流动模式。

首选地，通过使用多个底塞将冲洗气体引入金属熔池中。多个底塞的使用意味着能够以简单的方式将金属熔池的流动模式调整至冶金炉的几何形状。

冲洗气体能够以这样的方式引入金属熔池中：底塞的至少两个经受不同的冲洗气体流体积。在这个情况中，例如，冲洗气体流体积可以在它们的幅值、频率和/或相上不同。

另外，冲洗气体能够以这样的方式引入至金属熔池中：底塞的至少两个经受相等的冲洗气体流体积。

首选地，传递至少一个参数至控制单元，该参数能够对控制单元的控制/调节行为具有影响。这样的参数能够是金属熔池的组分的质量，诸如例如，液体金属的质量，添加的造渣剂的质量或添加的废铁的质量。有利地，对于金属熔池的每一个组分，相应的组分的质量被传递至控制单元。另外的这样的参数能够是在液体金属中的伴生元素的含量，诸如例如，碳含量。

优选地，冶金炉是用于精炼生铁的转炉。首选地，冶金炉是基本轴向对称的。有利地，冶金炉装备有耐火内衬。此外，有利地，冶金炉包括用于排出金属熔池的放液口。至少一个气体喷枪，特别是可延伸的气体喷枪，能够插入通过在冶金炉的上部侧上的开口。

有效地，提供气体供应系统用于将冲洗气体引入金属熔池中。所述气体供应系统除其他的以外能够包括至少一个气体管线、至少一个阀和/或至少一个底塞。此外，之前提及的气体喷枪能够是气体供应系统的部件。

而且，能够提供控制单元，其被设定成以便控制/调节这样的气体供应系统，特别地以便控制/调节之前提及的气体供应系统。优选地，控制单元设定成以便控制/调节气体供应系统的至少一个阀。

在有益的实施例中，用于将冲洗气体引入金属熔池中的至少一个底塞布置在冶金炉的壁中，优选地在其基底中。所述底塞能够是气体供应系统的部件。

首选地，多个底塞布置在冶金炉的基底中。另外，底塞的布置能够展现出对称轴线，该对称轴线也是冶金炉的对称轴线。例如，底塞在冶金炉的基底中能够以圆形方式布置，特别地以同心圆的形式布置。

另外，能够提供用于测量冲洗气体流体积的至少一个流量传感器和/或用于测量冲洗气体压力的至少一个压力传感器。流量传感器或压力传感器同样能够是气体供应系统的部件。

有效地，气体供应系统具有连接至底塞之一或连接至气体喷枪的至少一个气体管线。该至少一个气体管线能够装备有用于测量冲洗气体流体积的这样的流量传感器和/或用于测量冲洗气体压力的这样的压力传感器。而且，该至少一个气体管线能够装备有阀，特别是能够电控制/调节的阀。除其他的以外，该阀能够体现作为比例阀或数字阀。

首选地，气体供应系统包括多个气体管线。在每一种情况中，所述气体管线能够装备有阀，特别是能够电控制/调节的这样的比例阀或数字阀。另外，该阀能够独立于彼此控制/调节。而且，在每一种情况中，气体管线能够装备有用于测量冲洗气体流体积的这样的流量传感器和/或用于测量冲洗气体压力的这样的压力传感器。有利地，在每一种情况中，气体供应系统的气体管线连接至底塞之一，或连接至气体喷枪。

底塞的至少两个能够成组以形成底塞组，在这里，能够通过使用共同的阀来控制/调节对底塞组的个体底塞的冲洗气体供给。

如果测量装置连接至控制单元，特别地连接至设定成以便控制/调节气体供应系统的之前提及的控制单元的话，这是有利的。例如，能够通过使用数据线来将测量装置连接至控制单元。这使得将由测量装置捕获的测量信号返回至控制单元是可能的。

另外，控制单元能够体现作为调节设备的调节器。

如果测量装置被设定成以便确定冶金炉的振动的至少一个状态变量，特别是振动的幅值和/或频率的话，这是进一步有利的。

测量装置能够包括至少一个振动传感器、至少一个超声传感器和/或至少一个光电传感器。测量装置优选地包括多个振动传感器、多个超声传感器和/或多个光电传感器。这是因为多个这样的传感器使得确定金属熔池的流动模式和/或定位金属熔池的当前流动偏离预先规定的定向流动的任何偏差是更容易的。替代地或除了所述传感器以外，该测量装置能够包括相机系统。

如果控制单元设定成以便通过使用冶金炉的振动的至少一个状态变量，和/或通过使用来自在相机系统的辅助下产生的视频记录中的多个单独图像来确定金属熔池的流动模式的话，这是进一步有利的。

控制单元能够以这样的方式构造：在控制/调节变量（诸如例如，冲洗气体流体积）的控制/调节期间，将影响调节设备的控制/调节行为的动态的至少一个参数纳入考虑。例如，这样的参数能够是阀之一的致动时间，或是传感器之一的反应时间。

至此给出的有益的实施例的描述中包括大量特征，所述特征写在单独的从属权利要求中，部分分别成组。然而，所述特征还能够有利地被单独地考虑并且成组以形成另外的有意义的组合。特别地，在每一种情况中，所述特征能够单独地并且在任意的适合的组合中与本发明的方法/本发明的熔炉组合。

附图说明

结合参考附图所解释的示例性实施例的下列描述，如上面所描述的本发明的属性、特征和优点以及实现这些属性、特征和优点的方式将变得更加清楚且明显地可理解。示例性实施例用于对本发明进行解释并且没有将本发明限于在其中所指示的特征的组合，也没有关于功能性的特征进行限制。此外，还能够明确地单独地看待每个示例性实施例的适合特征，将其从一个示例性实施例中取出，结合至另一个示例性实施例中以补充该实施例，和/或与权利要求中的任意期望的权利要求进行组合。

在附图中：

图1示出具有冶金炉、气体供应系统和控制单元的熔炉系统；

图2示出通过图1的冶金炉的透视截面图；

图3示出具有冶金炉、气体供应系统和控制单元的另一个熔炉系统；以及

图4示出图示冲洗气体流体积的示例定时模式的示图。

具体实施方式

图1示出具有冶金炉4、气体供应系统6和控制单元8的熔炉系统2的示意图。

在当前的示例性实施例中，冶金炉4是用于精炼生铁的转炉。位于冶金炉4中的是金属熔池10，其包括液体生铁、造渣剂以及废铁。而且，液体生铁包括不期望的伴生元素，诸如例如，碳、硅、锰、硫和磷。

熔炉系统2进一步具有用于监测金属熔池10的流动模式的测量装置12。测量装置12包括多个振动传感器14，振动传感器14安装在冶金炉4上并且在每一种情况中通过数据线16连接至控制单元8（振动传感器14的两个通过示例图示在图1中）。

另外，测量装置12设定成以便确定冶金炉4的振动的两种状态变量，即振动的幅值和振动的频率，控制单元8设定成以便通过所确定的振动的状态变量来确定金属熔池10的流动模式。

原则上，代替振动传感器14或除了振动传感器14以外，测量装置12可以具有至少一个超声传感器和/或至少一个光电传感器，用于确定状态变量。

气体供应系统6包括用于将冲洗气体引入金属熔池10中的多个底塞18。所述底塞18布置在冶金炉4的基底20中。在这种情况中，底塞18以两个同心圆（底塞圆）的形式布置，然而，其不能够在图1中看到。在图1中所示的冶金炉4的截面中，仅能够看到两个同心底塞圆的内部的底塞18的两个以及两个同心底塞圆的外部的底塞18的两个。为了在图示中能够看到底塞18的所属布置，应该参考图3。

另外，气体供应系统6包括可延伸的气体喷枪22，用于将气体引入金属熔池10中。气体供应系统6还包括多个气体管线24。所述气体管线24的一个连接至气体喷枪22。所述气体管线24的剩余部分连接至底塞18。

气体管线24的每一个装备有流量传感器26，用于测量冲洗气体流体积。流量传感器26每一个通过数据线16连接至控制单元8。

原则上，代替这样的流量传感器26或除了这样的流体传感器26以外，任意期望数量的气体管线24可以包括用于测量冲洗气体压力的压力传感器。

另外，气体管线24的每一个装备有能够电控制/调节的阀28。在当前的示例性实施例中，阀28体现作为比例阀。在每一种情况中，阀28通过数据线16连接至控制单元8，使得控制/调节命令能够从控制单元8传递至阀28。此外，借助于控制单元8，阀28能够独立于彼此控制/调节，使得底塞18能够经受不同的冲洗气体流体积，该冲洗气体流体积特别地能够在它们的幅值、频率和相上与彼此不同。

用于测量冶金炉4中的气体压力的压力传感器30布置在气体喷枪22上。所述压力传感器30通过数据线16同样连接至控制单元8。

另外，控制单元8设定成以便根据能够被传递至控制单元8的参数来修改它的控制/调节行为。

首先，液体生铁的质量、所添加的废铁的质量以及造渣剂的质量作为参数传递至控制单元8。在液体生铁中的伴生元素的含量水平也作为参数传递至控制单元8。

借助于气体喷枪22，氧气被引入金属熔池10中/以近似10巴的压力吹到金属熔池10上。在这种情况中，在金属熔池10中的不期望的伴生元素燃烧，并且作为气体逸出或以液体炉渣的形式被造渣剂粘住。金属熔池10的循环还发生在氧气顶吹时。

初始的氧气、然后氮气以及最终的氩气作为冲洗气体通过底塞18直接地引入金属熔池10中，在这里，氮气被引入金属熔池10中持续的时间段比氧气或氩气长。将冲洗气体引入金属熔池10中引起金属熔池10的额外的循环。

作为冲洗气体通过底塞18引入金属熔池中的相应的气体以这样的方式被引入冶金炉4中：金属熔池10执行定向流动。在这种情况中，通过使用之前提到的流量传感器26来确定底塞18所经受的相应的冲洗气体流体积，以及通过使用之前提到的阀28来控制/调节底塞18所经受的相应的冲洗气体流体积，在这里，在控制单元8的辅助下控制/调节用于阀28的阀设置。

此外，气体喷枪22所经受的当前的氧气流体积以及氧气顶吹的持续时间作为参数获取并传递至控制单元8。另外，在冶金炉4中的气体压力在布置在气体喷枪22上的压力传感器30的辅助下确定，并且所确定的气体压力作为参数传递至控制单元8。

通过使用测量装置12来确定金属熔池10的流动模式。在这种情况中，冶金炉4的振动的幅值和频率在测量装置12的辅助下确定，并且传输至控制单元8。控制单元8进而使用该幅值和/或频率来确定金属熔池10的流动模式。

另外，冲洗气体以这样的方式引入金属熔池10中：振动的频率保持在可设置的频率间隔之外。在这种情况中，该频率间隔选择成使得熔炉系统2的共振频率位于该频率间隔内。另外，冲洗气体以这样的方式引入金属熔池10中：振动的幅值保持在可配置的幅值的最大值以下。

图2示出通过图1的冶金炉4的透视截面图。

冶金炉4装备有耐火内衬32。冶金炉4在它的壁34中具有放液口36，用于排出位于冶金炉4中的金属熔池10。除了壁34中的放液口36以外，冶金炉4关于对称轴线38基本轴向对称。

在它的上部侧，冶金炉4具有开口40，通过该开口40插入气体喷枪22。在这里，气体喷枪22沿着对称轴线38布置。为了清楚的目的，用于测量冶金炉4中的气体压力的布置在气体喷枪22上的压力传感器30（参见图1）在图2中未示出。

用于将冲洗气体引入金属熔池10中的底塞18以在冶金炉的基底20中的两个同心底塞圆的形式布置。在这里，底塞18关于冶金炉4的对称轴线38径向对称。

另外，在图2中示出的四个虚线箭头意在指示金属熔池10的优选的预先规定的流动方向42。金属熔池10的预先规定的定向流动在环管（torus）（未显示）的角向方向上延伸，该环管的对称轴线也是冶金炉4的对称轴线38。首选地，当预先规定的定向流动从向上移动转换成向下移动时，该定向流动移动离开该对称轴线38。

图3示出具有冶金炉4、气体供应系统6和控制单元8的另外的熔炉系统2的示意图。

结合图3的所讨论的下列描述主要限于与图1中的示例性实施例的差别，关于保持不变的特征和功能应该参考图1中的示例性实施例。基本保持不变的部件大体上使用相同的附图标记来标号，并且未提及的特征继承在下列示例性实施例中，而没有再次描述。

另外的熔炉系统2的测量装置12包括相机系统44，相机系统44布置在气体喷枪上，并且包括至少一个相机。另外，相机系统44通过数据线16连接至控制单元8。

控制单元8设定成以便通过使用来自金属熔池10的视频记录中的多个单独图像来确定金属熔池10的流动模式，该视频记录在相机系统44的辅助下产生。

代替如在图1的示例性实施例中进行的确定冶金炉4的振动的状态变量，金属熔池10的视频记录在相机系统44的辅助下产生。来自视频记录的多个单独图像通过所述的数据线16传输至控制单元8，控制单元8通过使用单独的图像来确定金属熔池10的流动模式。

在当前的示例性实施例中，两个底塞圆的内部的底塞18组成底塞组。所述底塞18经受相同的冲洗气体流体积，因为所述底塞18连接至共同的气体管线24，并且对所述底塞18的冲洗气体供给能够通过使用共同的阀28来控制/调节。因此，两个底塞圈的内部的底塞18总是经受相同的冲洗气体流体积。两个底塞圈的外部的底塞18经受不同的冲洗气体流体积，因为，在每一种情况中，所述底塞18连接至单独的气体管线24，并且对所述底塞18的冲洗气体供给能够通过使用共同的阀28来控制/调节。

图4示出图示冲洗气体流体积的定时模式的示例的示图。底塞18之一经受该冲洗气体流体积，或多个底塞18经受该冲洗气体流体积。

时间t绘制在示图的X轴上，同时冲洗气体流体积Q绘制在示图的Y轴上。

在时间点t0处开始将冲洗气体引入金属熔池10中。直至时间点t1，通过使用控制单元8来控制冲洗气体流体积Q。（换言之，由流量传感器26测量的测量信号没有返回至控制单元8）。由此快速产生金属熔池10的预先规定的定向流动应该是可能的。为了产生预先规定的定向流动，直至时间点t1，冲洗气体流体积Q具有锯齿形的定时模式，在这里，冲洗气体流体积Q的幅值和频率随时间t增加。

在时间点t1处，金属熔池10的预先规定的定向流动已经形成。从这个时间点开始，通过使用控制单元8来调节冲洗气体流体积Q。（换言之，由流量传感器26测量的测量信号返回至控制单元8。）为了维持预先规定的定向流动，从时间点t1开始，冲洗气体流体积Q具有脉动式的定时模式。

在所表示的整个时间段期间，冲洗气体流体积Q保持在由控制单元8预先规定的最小流体积Q_min以上。最小流体积Q_min由控制单元8设置，使得在底塞/（多个）底塞18的气体出口侧处的冲洗气体压力至少与在底塞/（多个）底塞18的气体出口侧处的金属熔池压力一样大。由此应该防止金属熔池10渗透至底塞/（多个）底塞18中。金属熔池压力由控制单元8通过冶金炉4中的气体压力以及金属熔池10的组分的质量来计算。

尽管已经借助于优选的示例性实施例详细地说明并描述了本发明。但是本发明不受所公开的示例的限制，并且能够从中推导出其他的变型方案，而不脱离本发明的保护范围。

Claims (15)

1.一种用于循环冶金炉（4）中的金属熔池（10）的方法，其中，冲洗气体被引入所述金属熔池（10）中，

其特征在于，借助于在冶金炉（4）中的气体引入位置的系统布置，所述冲洗气体以这样的方式被引入所述金属熔池（10）中：所述金属熔池（10）执行预先规定的定向流动，其中，为了产生和/或维持所述预先规定的定向流动而控制/调节所述冲洗气体的引入，其中，所述金属熔池的流动模式被确定。

2.根据权利要求1所述的方法，

其特征在于，通过使用至少一个底塞（18）来将所述冲洗气体引入所述金属熔池（10）中。

3.根据权利要求1或2所述的方法，

其特征在于，为了产生和/或维持预先规定的定向流动，控制/调节所述冲洗气体的所述引入，特别是通过使用至少一个阀（28）来控制/调节冲洗气体流体积（Q）或冲洗气体压力。

4.根据权利要求3所述的方法，

其特征在于，所述冲洗气体流体积（Q）展现出脉冲式、脉动式或锯齿式的定时模式。

5.根据在先权利要求之一所述的方法，

其特征在于，不同的气体，特别是氧气和至少一种惰性气体，作为冲洗气体连续地被引入所述金属熔池（10）中。

6.根据在先权利要求之一所述的方法，

其特征在于，通过使用测量装置（12）来确定所述金属熔池（10）的流动模式。

7.根据权利要求6所述的方法，

其特征在于，通过使用所述测量装置（12）来确定所述冶金炉（4）的振动的至少一个状态变量，特别是所述振动的幅值和/或频率，并且通过使用所确定的所述状态变量来确定所述金属熔池（10）的所述流动模式。

8.根据权利要求7所述的方法，

其特征在于，所述冲洗气体以这样的方式引入所述金属熔池（10）中：所述状态变量保持在预先规定的/可配置的数值间隔之外，或在预先规定的/可配置的最大值以下。

9.根据在先权利要求之一所述的方法，

其特征在于，通过使用多个底塞（18）来将所述冲洗气体引入至所述金属熔池（10）中。

10.一种用于执行如在先权利要求之一中所述的方法的熔炉系统（2），具有冶金炉（4），

其特征在于位于所述冶金炉（4）中的用于监测金属熔池（10）的流动模式的测量装置（12）。

11.根据权利要求10所述的熔炉系统（2），

其特征在于，所述冶金炉（4）是用于精炼生铁的转炉。

12.根据权利要求10或11所述的熔炉系统（2），

其特征在于用于将冲洗气体引入所述金属熔池（10）的气体供应系统（6），其特别地具有至少一个气体管线（24）、至少一个阀（28）和/或至少一个底塞（18）；和/或设定成以便控制/调节这样的气体供应系统（6）的控制单元（8）。

13.根据权利要求10至12之一所述的熔炉系统（2），

其特征在于布置在所述冶金炉（4）的基底（20）中的至少一个底塞（18），用于将冲洗气体引入所述金属熔池（10）中。

14.根据权利要求10至13之一所述的熔炉系统（2），

其特征在于用于测量冲洗气体流体积（Q）的至少一个流量传感器（26）和/或用于测量冲洗气体压力的至少一个压力传感器。

15.根据权利要求10至14之一所述的熔炉系统（2），

其特征在于，所述测量装置（12）包括至少一个振动传感器（14）、至少一个超声传感器和/或至少一个光电传感器。