LF炉钢水温度连续监测系统的研发

摘要

随着自动化生产技术的不断发展，社会各行各业都迈入了自动化的行列，钢铁行业也不例外。向先进生产方式进化的过程也伴随着新技术的诞生，在钢铁产业中就出现了许多提高钢铁产量和质量的炉外精炼技术。其中LF炉外精炼技术的发明就大大刺激了钢铁产业向精细化炼钢的方向发展。
　　LF精炼过程中，温度的控制十分的关键。达不到指定的温度所炼出的钢坯达不到连铸的要求，超过指定的温度不仅会影响钢坯的质量，而且也浪费了大量的电力资源。由于LF炉外精炼过程不是真空环境下进行的，采取了埋弧渣的方式来隔绝空气来起到脱气、脱杂质的目的，钢水被渣料覆盖。所以，采用辐射法测温很难直接监测到炉内钢水温度。目前，LF炉内温度监测还是以人工热电偶的方式。这样，不仅耗费了大量的人力物力，也影响了精炼过程的进度。所以，本论文针对LF炉的具体情况，进行了LF炉内钢水温度在线监测系统的开发研究。本论文工作针对LF炉的具体情况，做出了关于温度监测的如下工作:
　　1)分析了比色测温的原理及其相对热电偶测温的优势及不足。提出了利用能量守恒定律计算钢包精炼炉内温度的方法。分析、探究了利用能量守恒定律和比色测温法结合的炉内温度监测方法的实现途径。
　　2)对炉外精炼技术基本原理、经济效益以及需要解决问题进行简要说明。
　　3)监测LF炉内温度变化。采用非接触式温度测量方法中的比色法对目标进行了聚类分析，确定钢水温度;采用PLC技术引入炉内来料成分、温度、质量参量以及加电、吹氩、喂丝、排气风速等操作参数，利用能量守恒法推导通电过程中观察不到钢水液面时的温度，监测热处理过程。保证测量精度的同时，为提高热处理产品质量提供保障，实现节能降耗的目标;对过程中加电、吹氩、喂丝等操作工艺进行指导，保证更高的热效率，进一步提高钢液质量;
　　4)建立数据库，实现远程访问。检测过程中每炉钢水的温度、质量等信息将通过SQL Server数据库的形式存储起来，放到服务器中，方便对精炼过程中各种参数的分析。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景

1．2 研究现状

1．2．1 热电偶温度计

1．2．2 红外辐射测温

1．2．3 热电偶测温与辐射测温的对比

1．3 论文研究内容

1．4 论文创新部分

第二章 炉外精炼简介及其温度监测问题探究

2．1 炉外精炼技术对现代炼钢的影响

2．1．1 炉外精炼的分类及其基本原理

2．1．2 双联工艺法——电炉与钢包精炼炉

2．1．3 炉外精炼技术对成本及收益的影响

2．2 钢包精炼炉所存在问题

2．3 LF炉埋弧渣工艺及其对温度监测的影响

第三章 LF炉钢水温度在线监测系统设计

3．1 温度在线监测系统的构成

3．2 LF炉内温度在线监测系统功能简介

3．3 温度在线监测系统流程

3．4 钢水有效区域的选取

3．5 非可辐射测温窗口情况下炉内钢水温度的计算

3．5．1 比热容

3．5．2 炉外精炼过程能量转换形式

3．5．3 由能量守恒定律推算LF炉内钢水温度

3．6 辐射测温与能量守恒定律相结合

3．7 在线监测系统参数的优化

3．7．1 测温系统的组成

3．8．2 间晕补偿

3．9．2 系统标定

3．8 在线监测系统与热电偶同步测量

3．8．1 建立oPC通讯

3．8．2 OPC客户端与测温主程序间的通信

3．8．3 在线监测系统偏差

3．9 根据PLC传来数据综合判断最佳测温点

3．10 温度及对应图片的存取

第四章 LF炉内温度在线监测系统监测结果分析

5．1 论文总结

5．2 后期展望

参考文献

附图

致谢

攻读学位期间发表的学术论文