專(zhuān)利名稱(chēng)：在電弧爐中連續(xù)填裝生鐵時(shí)確定熔煉池高度的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在由生鐵生產(chǎn)鋼時(shí)在電弧爐中連續(xù)填裝生鐵時(shí)確定熔煉液池高度的方法和裝置，其中具有爐襯的底爐根據(jù)裝料的方法和/或磨損程度而填裝不同體積的生鐵，并且爐子由一個(gè)電極系統(tǒng)并且在另外的時(shí)間段至少由一個(gè)氧氣鼓風(fēng)噴槍來(lái)操作，而且分別測(cè)量填裝的生鐵量。
背景技術(shù)：
已經(jīng)知道具有爐襯的爐容器存在磨損，從而在數(shù)百次熔煉的過(guò)程中底爐的池體積增長(zhǎng)，而熔煉液池平面下降。另一方面裝料體積不能任意提高，因?yàn)榘l(fā)生改變的體積不能足夠精確地確定。從而爐襯磨損對(duì)氧氣鼓風(fēng)噴槍的間距調(diào)整有影響。所以一般都測(cè)量池平面高度。
已公開(kāi)(DE 3822705C2)一種用于測(cè)量容器中爐渣層下面金屬池的池平面高度的方法。這里容器由一個(gè)轉(zhuǎn)爐構(gòu)成。此方法和裝置借助于一個(gè)測(cè)量探針工作，此探針在一個(gè)保護(hù)罩下有一個(gè)熱電偶。測(cè)量探針被浸入，以進(jìn)入爐渣層并在那里測(cè)量氧氣局部壓力。測(cè)量結(jié)果并不用于調(diào)節(jié)氧氣鼓風(fēng)噴槍至熔煉池平面的間距。
此外，DE19836844A1公開(kāi)了一種用于確定電弧爐熔煉池平面高度的方法。其中熔煉池平面高度通過(guò)一個(gè)與長(zhǎng)度測(cè)量的計(jì)算關(guān)系而確定，這些長(zhǎng)度測(cè)量部分直接、部分間接地在電弧爐的高溫區(qū)之外進(jìn)行。同時(shí)熔煉池平面高度由處于工作位置的電極支撐臂的位置值和石墨電極長(zhǎng)度及其電弧的校正長(zhǎng)度的差確定。然而最后一個(gè)值也只是估計(jì)的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，不從電弧爐的電極支撐臂出發(fā)，而是求得氧氣鼓風(fēng)噴槍的噴槍頭與熔煉池平面之間與過(guò)程有關(guān)的間距，以在精煉過(guò)程之前調(diào)節(jié)氧氣流出口與熔煉液或爐渣間的所需間距。
上述任務(wù)根據(jù)本發(fā)明是如此完成的各次裝料的熔煉池平面通過(guò)電弧爐的傾斜并在回轉(zhuǎn)到工作位置之后通過(guò)光學(xué)測(cè)量?jī)A斜角或至少通過(guò)估計(jì)傾斜角而確定，從而確定熔煉池高度并調(diào)節(jié)氧氣鼓風(fēng)噴槍至熔煉池平面的間距。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于足夠精確的間距測(cè)量，它取決于實(shí)際中由爐襯磨損導(dǎo)致的熔煉池平面高度，對(duì)此平面存在一個(gè)與過(guò)程有關(guān)的氧氣鼓風(fēng)噴槍位置，并從而可以進(jìn)行有效的精煉過(guò)程。原則上由傾斜角及或許其它已知的電弧爐尺寸可計(jì)算出所求的間距。
在本發(fā)明的實(shí)施形式中，經(jīng)多次裝料之后剩余的爐襯厚度通過(guò)爐底外殼上外殼溫度的測(cè)量而被額外測(cè)量和考慮。這樣可以檢驗(yàn)先前求出的值。
本發(fā)明的另一方案是通過(guò)對(duì)新安裝的底爐上存在的標(biāo)志進(jìn)行定位而求出傾斜角。對(duì)此方法，不需要很高的材料費(fèi)用。
另一特點(diǎn)在于，一個(gè)在傾斜之后仍然熱的、從熔煉液露出來(lái)的、爐襯上限定的石塊位置被選作標(biāo)志。
其中一個(gè)這樣的標(biāo)志可以由一個(gè)熱攝像機(jī)來(lái)拍攝。
用于求出傾斜角的一個(gè)簡(jiǎn)單方法是，通過(guò)一個(gè)打開(kāi)的出渣門(mén)用肉眼估計(jì)傾斜角。
用于確定連續(xù)填裝生鐵裝料的熔煉池高度的裝置從現(xiàn)有技術(shù)中由生鐵生產(chǎn)鋼的電弧爐出發(fā)，其中具有爐襯的底爐根據(jù)裝料的方法和/或磨損程度填裝不同體積的生鐵，并且此電孤?tīng)t具有一個(gè)電極系統(tǒng)并且在另外的時(shí)間段至少具有一個(gè)可升降的氧氣鼓風(fēng)噴槍和一個(gè)升降引導(dǎo)裝置，并且氧氣鼓風(fēng)噴槍可被調(diào)節(jié)到至熔煉池平面的一個(gè)與方法有關(guān)的間距上。
此裝置如此設(shè)計(jì)，使得在可傾斜的電弧爐上，在出渣門(mén)打開(kāi)時(shí)暫時(shí)在一個(gè)光學(xué)裝置和一個(gè)與打開(kāi)的出渣門(mén)大致直線相對(duì)的標(biāo)志之間建立一個(gè)光學(xué)的連接線路。從而實(shí)現(xiàn)與方法相關(guān)所給出的優(yōu)點(diǎn)。
另外，建議標(biāo)志由爐襯的一個(gè)預(yù)先確定的、限定的石塊位置構(gòu)成。
此外，光學(xué)裝置由一臺(tái)熱攝像機(jī)(由一個(gè)所謂的熱眼)構(gòu)成。
另一種改進(jìn)建議，在石塊位置之間嵌入金屬的標(biāo)桿，這些標(biāo)桿通過(guò)接地端子與爐底外殼相連接。每個(gè)標(biāo)桿構(gòu)成了用于光學(xué)連接線路的一個(gè)測(cè)量點(diǎn)。
一種改進(jìn)在于，標(biāo)桿被連接在一個(gè)用于產(chǎn)生測(cè)量信號(hào)的電子的、導(dǎo)電的測(cè)量設(shè)備上。
一種與用于調(diào)節(jié)氧氣鼓風(fēng)噴槍至熔煉池平面的間距的電機(jī)相連接的自動(dòng)測(cè)量裝置如此實(shí)現(xiàn)形成由熱攝像機(jī)或視頻攝像機(jī)構(gòu)成的測(cè)量電路，多個(gè)標(biāo)桿，一個(gè)用于底爐爐底外殼上的多個(gè)測(cè)量位置的溫度分析裝置。
最后，熱攝像機(jī)可由紅外線攝像機(jī)構(gòu)成。


附圖中示出本發(fā)明的實(shí)施例，下面借助它們?cè)敿?xì)說(shuō)明本發(fā)明。
附圖中圖1示出處于工作位置的電弧爐-主要是底爐-的一個(gè)剖面，其中所顯示的電弧爐傾斜角約為10°，圖2A是穿過(guò)底爐中爐襯的部分剖面，圖2B是從屬于圖2A的視圖，圖3A是傾斜的爐對(duì)著爐襯的視圖，圖3B是從屬于圖3B的局部視圖，它具有熱曲線，以及圖4示出爐底外殼溫度與由熔煉次數(shù)導(dǎo)致的磨損之間的關(guān)系曲線圖。
具體實(shí)施例方式
在具有爐襯的底爐1a的電弧爐(圖1)中設(shè)置有一個(gè)在由生鐵2生產(chǎn)鋼時(shí)用于確定熔煉池平面5的熔煉池高度5a的裝置，其中具有爐襯3的底爐1a根據(jù)裝料方法和/或磨損程度填裝不同體積的生鐵2(不同的生鐵量2a)，并且電弧爐1具有一個(gè)電極系統(tǒng)(圖中未示出)，以及在另外的時(shí)間段至少具有一個(gè)可升降的氧氣鼓風(fēng)噴槍4和一個(gè)升降引導(dǎo)裝置(圖中未示出)，氧氣鼓風(fēng)噴槍4被調(diào)節(jié)到至熔煉池平面5的一個(gè)與方法有關(guān)的間距6上。
為了求得傾斜角α，熔煉池平面5(如果考慮到爐渣，得到熔煉池高度5a)在爐襯3上以此傾斜角改變其位置，這樣來(lái)加熱爐襯3，使得在回轉(zhuǎn)時(shí)標(biāo)志以不同的形式出現(xiàn)。例如被加熱的石塊可以具有與沒(méi)有被爐渣或熔煉液浸濕的石塊不同的回火顏色。這里在可傾斜的電弧爐1上在出渣門(mén)12打開(kāi)時(shí)暫時(shí)在一個(gè)光學(xué)裝置10和一個(gè)與打開(kāi)的出渣門(mén)大致直線相對(duì)的標(biāo)志8之間建立一個(gè)光學(xué)的連接線路13。爐襯3由一個(gè)磨損襯墊3a和一個(gè)耐用襯墊3b組成。標(biāo)志8可由爐襯3的一個(gè)預(yù)先確定的、限定的石塊位置9構(gòu)成。光學(xué)裝置10例如由熱攝像機(jī)10a、視頻攝像機(jī)10b或紅外線攝像機(jī)10c構(gòu)成。
如圖所示，為了自動(dòng)調(diào)節(jié)氧氣鼓風(fēng)噴槍4的間距6，在對(duì)著出渣門(mén)12的爐襯3的石塊位置9之間嵌入金屬的標(biāo)桿14，它們通過(guò)接地端子15與爐底外殼1b形成連接。
標(biāo)桿14連接在一個(gè)電子的、導(dǎo)電的測(cè)量設(shè)備16上，該設(shè)備產(chǎn)生測(cè)量信號(hào)17，該信號(hào)根據(jù)計(jì)算操縱電機(jī)，對(duì)氧氣鼓風(fēng)噴槍4的間距6進(jìn)行升降調(diào)節(jié)。
此外具有電流源18a的測(cè)量電路18由熱攝像機(jī)10a，視頻攝像機(jī)10b，多個(gè)標(biāo)桿14，一個(gè)用于底爐1a的爐底外殼1b上的多個(gè)測(cè)量位置20的溫度分析裝置19構(gòu)成。當(dāng)爐襯厚度7降低時(shí)在測(cè)量位置20處出現(xiàn)不同的溫度T(參見(jiàn)圖4)，其中例如爐襯3的厚度7從1200mm減小。相應(yīng)地溫度T從T0上升到T1，并給出與光學(xué)測(cè)量到的傾斜角α的對(duì)比值，從而用于計(jì)算熔煉池高度5a。
下面借助圖2A，2B，3A和3B詳細(xì)說(shuō)明確定熔煉池高度5a的方法。
每次裝料的熔煉池平面5通過(guò)電弧爐1傾斜到一個(gè)傾斜位置21再回轉(zhuǎn)到圖1所示的工作位置21a，從而熔煉池平面5留下標(biāo)志8。其中對(duì)傾斜角α進(jìn)行光學(xué)測(cè)量或者至少進(jìn)行對(duì)傾斜角α進(jìn)行估計(jì)，由此傾斜角可計(jì)算出熔煉池高度5a，并且由此完成氧氣鼓風(fēng)噴槍4至熔煉池平面5的間距6的調(diào)節(jié)。
隨著剩余的爐襯厚度7上的熔煉次數(shù)不斷增加(參見(jiàn)圖4)所求得的值可以通過(guò)測(cè)量爐底外殼1b上的測(cè)量位置20處的外部溫度T而得到控制并加以考慮。
傾斜角α通過(guò)對(duì)一個(gè)在新提供的底爐1a上選擇的標(biāo)志8進(jìn)行定位而求得。根據(jù)圖2A，2B，3A和3B，這種標(biāo)志8為在傾斜之后還是熱的、從熔煉液露出的、爐襯3上限定的石塊位置9，或是上面所述的金屬標(biāo)桿14。
求傾斜角α的簡(jiǎn)單方法是用肉眼11在光學(xué)連接線路13上對(duì)標(biāo)志8進(jìn)行定位。
圖2A中以1-n來(lái)表示石塊位置9。在電弧爐1處于工作位置21a時(shí)，如圖2B所示爐渣表面22位于第1和第2石塊位置9之間，而熔煉液表面23在第2和第3石塊位置9之間。
圖3A和3B中假設(shè)了傾斜位置21(圖1中用點(diǎn)劃線表示的底爐1a)。其中爐渣表面22可位于第1和第2石塊位置9之間，而溶煉液表面23位于第3和第4石塊位置9之間。受到調(diào)節(jié)的溫度變化通過(guò)溫度曲線24來(lái)表示。
附圖標(biāo)記列表1電弧爐1a 底爐1b 爐底外殼2生鐵2a 生鐵量3爐襯3a 磨損襯墊3b 耐用襯墊
4 氧氣鼓風(fēng)噴槍5 熔煉池平面5a熔煉池高度α 傾斜角6 間距7 爐襯厚度T 外部溫度8 標(biāo)志9 塊位置10光學(xué)裝置10a 熱攝像機(jī)10b 視頻攝像機(jī)10c 紅外線攝像機(jī)11肉眼12打開(kāi)的出渣門(mén)13光學(xué)連接線路14金屬標(biāo)桿15接地端子16測(cè)量設(shè)備17測(cè)量信號(hào)18測(cè)量電路18a 電流源19溫度分析裝置20測(cè)量位置21傾斜位置21a 工作位置22爐渣表面23熔煉液表面24溫度曲線
權(quán)利要求
1.用于在由生鐵(2)制造鋼時(shí)在一個(gè)電弧爐(1)中連續(xù)填裝生鐵時(shí)確定熔煉池高度(5a)的方法，其中具有爐襯(3)的底爐(1a)根據(jù)裝料的方法和/或磨損程度而填裝不同體積的生鐵(2)，爐(1)由一個(gè)電極系統(tǒng)并且在另外的時(shí)間段至少由一個(gè)氧氣鼓風(fēng)噴槍(4)來(lái)操作，并且分別測(cè)量裝料時(shí)填裝的生鐵量(2a)，其特征在于，各次裝料時(shí)熔煉池平面(5)是通過(guò)電弧爐(1)的傾斜并在回轉(zhuǎn)到工作位置(21a)以后通過(guò)光學(xué)測(cè)量?jī)A斜角(α)或至少通過(guò)傾斜角(α)的估計(jì)來(lái)確定，并且從而確定熔煉池高度(5a)，并隨后調(diào)節(jié)氧氣鼓風(fēng)噴槍(4)至熔煉池平面(5)的間距(6)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在多次裝料后剩余的爐襯(7)通過(guò)測(cè)量爐底外殼(1b)上的外部溫度(T)而被額外測(cè)量和考慮。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，傾斜角(α)通過(guò)對(duì)一個(gè)在新提供的底爐(1a)上存在的標(biāo)志(8)進(jìn)行定位而求得。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，選擇一個(gè)在傾斜之后還是熱的、從熔煉液露出的、爐襯(3)上所限定的石塊位置(9)作為標(biāo)志(8)。
5.如權(quán)利要求3或4所述的方法，其特征在于，標(biāo)志(8)由一個(gè)熱攝像機(jī)(10a)進(jìn)行拍攝。
6.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，通過(guò)打開(kāi)的出渣門(mén)(12)用肉眼(11)估計(jì)傾斜角(α)。
7.用于在由生鐵(2)制造鋼時(shí)在一個(gè)電弧爐(1)中連續(xù)填裝生鐵時(shí)確定熔煉池高度(5a)的裝置，其中具有爐襯(3)的底爐(1a)根據(jù)裝料的方法和/或磨損程度而填裝不同體積的生鐵(2)，電弧爐(1)具有一個(gè)電極系統(tǒng)，并且在另外的時(shí)間段至少具有一個(gè)可升降的氧氣鼓風(fēng)噴槍(4)和一個(gè)升降引導(dǎo)裝置，并且氧氣鼓風(fēng)噴槍(4)可被調(diào)節(jié)到至熔煉液平面(5)的一個(gè)與方法有關(guān)的間距(6)上，其特征在于，在可傾斜的電弧爐(1)上，在出渣門(mén)(12)打開(kāi)時(shí)暫時(shí)在一個(gè)光學(xué)裝置(10)和一個(gè)與打開(kāi)的出渣門(mén)(12)大致直線相對(duì)的標(biāo)志(8)之間建立一個(gè)光學(xué)連接線路(13)。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，標(biāo)志(8)由爐襯(3)的一個(gè)預(yù)先確定的、限定的石塊位置(9)構(gòu)成。
9.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，光學(xué)裝置(10)由一個(gè)熱攝像機(jī)(10a)構(gòu)成。
10.如權(quán)利要求7至9中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，在石塊位置(9)之間嵌入金屬的標(biāo)桿(14)，它們通過(guò)接地端子(15)與爐底外殼(1b)相連接。
11.如權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，標(biāo)桿(14)被連接到一個(gè)用于產(chǎn)生測(cè)量信號(hào)(17)的電子的、導(dǎo)電的測(cè)量設(shè)備(16)上。
12.如權(quán)利要求7至11中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，測(cè)量電路(18)由熱攝像機(jī)(10a)或視頻攝像機(jī)(10b)，多個(gè)標(biāo)桿(14)，一個(gè)用于底爐(1a)的爐底外殼(1b)上的多個(gè)測(cè)量位置(20)的溫度分析裝置(19)構(gòu)成。
13.如權(quán)利要求9或12所述的裝置，其特征在于，熱攝像機(jī)(10a)由紅外線攝像機(jī)(10c)構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于在由生鐵制造鋼時(shí)在一個(gè)電弧爐(1)中連續(xù)填裝生鐵時(shí)確定熔煉池高度(5a)的方法和裝置，其中具有爐襯(3)的底爐(1a)根據(jù)裝料的方法和/或磨損程度而填裝不同體積的生鐵(2)，并且由一個(gè)氧氣鼓風(fēng)噴槍(4)來(lái)操作，并且通過(guò)下述方法求得噴槍頭與熔煉池平面(5)之間的與過(guò)程有關(guān)的間距(6)各次裝料時(shí)熔煉池平面(5)通過(guò)電弧爐(1)的傾斜并且在回轉(zhuǎn)到工作位置(21a)之后通過(guò)光學(xué)測(cè)量?jī)A斜角(α)或至少通過(guò)傾斜角(α)的估計(jì)來(lái)確定，并從而確定熔煉池高度，隨后調(diào)節(jié)氧氣鼓風(fēng)噴槍(4)至熔煉池平面(5)的間距(6)。
文檔編號(hào)G01FGK1619244SQ20041009291
公開(kāi)日2005年5月25日 申請(qǐng)日期2004年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月11日
發(fā)明者弗里茲-皮特·普勒斯丘茨尼格 申請(qǐng)人:伊斯帕特工業(yè)有限公司