CN111485056A - 一种在线测量转炉渣层厚度的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种在线测量转炉渣层厚度的方法，属于转炉冶炼技术领域。本发明的技术方案是：从副枪高度设定值的最低点开始介入渣层厚度的测量；利用副枪TSO探头测量形成的氧电势和温度突变，给计算机开关信号，通过两次副枪旋转编码器转动距离测量出渣层厚度。并通过PLC计算，结合副枪提升速度和副枪在炉渣中的运行时间，计算出炉渣渣层厚度用来校验测量结果。如果测量值与计算值相差在20mm以内，视为测量准确。本发明的有益效果是：利用副枪的功能及原理，在副枪TSO测量的同时完成转炉渣层厚度的测量，进一步完成能否直接出钢的判断，缩短了冶炼周期，提高了出钢作业时的安全系数，也避免了前期炉渣进入钢包中，提高了产品质量稳定。

Description

一种在线测量转炉渣层厚度的方法
技术领域
本发明涉及一种在线测量转炉渣层厚度的方法，属于转炉冶炼技术领域。
背景技术
转炉出钢作业前，首先要判断炉渣的发泡情况即渣层厚度，以防止炉渣踊跃到钢包或炉后平台引起安全生产质量事故。通常的做法是先将转炉向炉后方向摇至45°，观察出钢口溢渣情况，确认无异常后，方可进行出钢作业。若有异常，还需将转炉摇至零度，进行溢渣作业，执行完成后，方可进行出钢作业。此方法效率低，且存在一定的安全隐患。近年来，节能环保与提质增效工作越来越严格。因此，研究通过可利用工具对渣层厚度进行测量，完成快速出钢是现代炼钢科技工作者需要着手解决的问题。
发明内容
本发明目的是提供一种在线测量转炉渣层厚度的方法，利用副枪的功能及原理，在副枪TSO测量的同时完成转炉渣层厚度的测量，进一步完成能否直接出钢的判断，缩短了冶炼周期，提高了出钢作业时的安全系数，也避免了前期炉渣进入钢包中，提高了产品质量稳定，有效地解决了背景技术中存在的上述问题。
本发明的技术方案是：一种在线测量转炉渣层厚度的方法，包含以下步骤：从副枪高度设定值的最低点开始介入渣层厚度的测量，副枪运行的轨迹从设定的最低点依次经过钢水、炉渣和炉气三种介质；当副枪即将离开钢水时，由于钢渣界面交界处温度接近，利用副枪TSO氧电势的突变给计算机一个开关信号；当副枪即将离开炉渣时，由于炉渣的状态未知，且有气体排出极为不稳定，利用TSO测量时温度的突变，给计算机一个开关信号；两个开关信号之间副枪旋转编码器转动的距离即为渣层厚度。通过PLC计算，结合副枪提升速度和副枪在炉渣中的运行时间，计算出炉渣渣层厚度用于测量值的计算。如果测量值与计算值相差在20mm以内，视为测量准确。否则需从新测量，并对编码器校准。
所述副枪高度设定值的最低点以零米地面为基准值。
所述副枪提升速度为20cm/s，以保证准确性。
所述副枪在炉渣中的运行时间为两次突变点的时间差。
本发明的有益效果是：利用副枪的功能及原理，在副枪TSO测量的同时完成转炉渣层厚度的测量，进一步完成能否直接出钢的判断，缩短了冶炼周期，提高了出钢作业时的安全系数，也避免了前期炉渣进入钢包中，提高了产品质量稳定。
附图说明
图1是副枪TSO氧电势测试的曲线图。
具体实施方式
为了使发明实施案例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施案例中的附图，对本发明实施案例中的技术方案进行清晰的、完整的描述，显然，所表述的实施案例是本发明一小部分实施案例，而不是全部的实施案例，基于本发明中的实施案例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施案例，都属于本发明保护范围。
一种在线测量转炉渣层厚度的方法，包含以下步骤：从副枪高度设定值的最低点开始介入渣层厚度的测量，副枪运行的轨迹从设定的最低点依次经过钢水、炉渣和炉气三种介质；当副枪即将离开钢水时，由于钢渣界面交界处温度接近，利用副枪TSO氧电势的突变给计算机一个开关信号；当副枪即将离开炉渣时，由于炉渣的状态未知，且有气体排出极为不稳定，利用TSO测量时温度的突变，给计算机一个开关信号；两个开关信号之间副枪旋转编码器转动的距离即为渣层厚度。通过PLC计算，结合副枪提升速度和副枪在炉渣中的运行时间，计算出炉渣渣层厚度。如果测量值与计算值相差在20mm以内，视为测量准确。否则需从新测量，并对编码器校准。
所述副枪高度设定值的最低点以零米地面为基准值。
所述副枪提升速度为20cm/s，以保证准确性。
所述副枪在炉渣中的运行时间为两次突变点的时间差。
副枪TSO具有测温、取样、定氧、计算熔池液位的功能。测试过程中可直接测量钢水氧电势的值，其原理是：探头的固体氧化物是Cr+ Cr2O3//ZrO2(MgO)物质。当固体电解质两边的氧活度不同时，电池产生电动势E。
本发明在副枪TSO测量的同时完成转炉渣层厚度的测量。从副枪设定值的最低点开始介入渣层厚度的测量，根据副枪的运行轨迹，它依次经过钢水、炉渣、炉气三种介质。当副枪即将离开钢水时，由于钢渣界面交界处温度接近，故利用副枪TSO氧电势的突变给计算机一个开关信号，此时其对地高度可根据副枪旋转编码器读出为S1，时间设为t1。当副枪即将离开炉渣进入炉气时，由于炉渣的状态未知，且有气体排出极为不稳定，故利用TSO测量时温度的突变，给计算机一个开关信号，此时其对地高度可根据副枪旋转编码器读出为S2，时间为t2。这两个开关信号副枪旋转编码器转动距离即为渣层厚度，时间差即为副枪在炉渣中运行的时间。故转炉的渣层厚度Sa=S2-S1。此时可设定副枪提升速度为20cm/s，以保证准确性， Sb=0.2×（t2-t1）用于校验测量的准确性。当丨Sa -Sb丨≤20mm时，测量准确。当丨Sa -Sb丨＞20mm时，测量不准确，需从新测量，并对副枪旋转编码器进行校准。
实施例1：
副枪经过钢渣界面时，氧电势发生突变，编码器读出副枪高度为10920mm，时间点为8.7s。副枪继续运行，经过渣气界面时，温度发生突变，编码器读出副枪高度为11355mm，时间点为10.9s。故渣层厚度Sa=11355-10920=435mm，Sb =200×（10.9-8.7）=440mm，丨Sa -Sb丨=5mm≤20mm，测量值准确，此渣层厚度可直接出钢。
实施例2：
副枪经过钢渣界面时，氧电势发生突变，编码器读出副枪高度为10983mm，时间点为,9.3s。副枪继续运行，经过渣气界面时，温度发生突变，编码器读出副枪高度为12469mm，时间点为16.8s。故渣层厚度Sa=12469-10983=1486mm，Sb =200×（16.8-9.3）=1500mm，丨Sa -Sb丨=14mm≤20mm，测量值准确，此渣层厚度不可直接出钢，需进行溢渣作业后，方可出钢。
实施例3：
副枪经过钢渣界面时，氧电势发生突变，编码器读出副枪高度为10889mm，时间点为7.6s。副枪继续运行，经过渣气界面时，温度发生突变，编码器读出副枪高度为11399mm，时间点为10.6s。故渣层厚度Sa=11355-10920=510mm，Sb =200×（10.6-7.6）=600mm，丨Sa -Sb丨=90mm＞20mm，测量值不准确，需从新测量，并对编码器校准。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用发明，对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现，因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种在线测量转炉渣层厚度的方法，其特征在于包含以下步骤：从副枪高度设定值的最低点开始介入渣层厚度的测量，副枪运行的轨迹从设定的最低点依次经过钢水、炉渣和炉气三种介质；当副枪即将离开钢水时，由于钢渣界面交界处温度接近，利用副枪TSO氧电势的突变给计算机一个开关信号；当副枪即将离开炉渣时，由于炉渣的状态未知，且有气体排出极为不稳定，利用TSO测量时温度的突变，给计算机一个开关信号；两个开关信号之间副枪旋转编码器转动的距离即为渣层厚度；通过PLC计算，结合副枪提升速度和副枪在炉渣中的运行时间，计算出炉渣渣层厚度用于测量值的校验。
2.根据权利要求1所述的一种在线测量转炉渣层厚度的方法，其特征在于：所述副枪高度设定值的最低点以零米地面为基准值。
3.根据权利要求1所述的一种在线测量转炉渣层厚度的方法，其特征在于：
所述氧电势突变的点根据副枪旋转编码器得出其对地高度。
4.根据权利要求1所述的一种在线测量转炉渣层厚度的方法，其特征在于：
所述温度突变的点根据副枪旋转编码器得出其对地高度。
5.根据权利要求1所述的一种在线测量转炉渣层厚度的方法，其特征在于：所述副枪提升速度为20cm/s，以保证准确性。
6.根据权利要求1所述的一种在线测量转炉渣层厚度的方法，其特征在于：所述副枪在炉渣中的运行时间为两次突变点的时间差。
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