在电弧炉中连续填装生铁时确定熔炼池高度的装置

摘要

本发明涉及用于在由生铁制造钢时在一个电弧炉(1)中连续填装生铁时确定熔炼池高度(5a)的方法和装置，其中具有炉衬(3)的底炉(1a)根据装料的方法和/或磨损程度而填装不同体积的生铁(2)，并且由一个氧气鼓风喷枪(4)来操作，并且通过下述方法求得喷枪头与熔炼池平面(5)之间的与过程有关的间距(6)：各次装料时熔炼池平面(5)通过电弧炉(1)的倾斜并且在回转到工作位置(21a)之后通过光学测量倾斜角(α)或至少通过倾斜角(α)的估计来确定，并从而确定熔炼池高度，随后调节氧气鼓风喷枪(4)至熔炼池平面(5)的间距(6)。

说明书

本申请是申请日为2004年11月11日、申请号为 200410092917.5、发明名称为“在电弧炉中连续填装生铁时确定熔炼池 高度的方法和装置”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及在由生铁生产钢时在电弧炉中连续填装生铁时确定熔 炼液池高度的方法和装置，其中具有炉衬的底炉根据装料的方法和/或 磨损程度而填装不同体积的生铁，并且炉子由一个电极系统并且在另外 的时间段至少由一个氧气鼓风喷枪来操作，而且分别测量填装的生铁 量。

背景技术

已经知道具有炉衬的炉容器存在磨损，从而在数百次熔炼的过程中 底炉的池体积增长，而熔炼液池平面下降。另一方面装料体积不能任意 提高，因为发生改变的体积不能足够精确地确定。从而炉衬磨损对氧气 鼓风喷枪的间距调整有影响。所以一般都测量池平面高度。

已公开(DE 3822705C2)一种用于测量容器中炉渣层下面金属池的 池平面高度的方法。这里容器由一个转炉构成。此方法和装置借助于一 个测量探针工作，此探针在一个保护罩下有一个热电偶。测量探针被浸 入，以进入炉渣层并在那里测量氧气局部压力。测量结果并不用于调节 氧气鼓风喷枪至熔炼池平面的间距。

此外，DE19836844A1公开了一种用于确定电弧炉熔炼池平面高度 的方法。其中熔炼池平面高度通过一个与长度测量的计算关系而确定， 这些长度测量部分直接、部分间接地在电弧炉的高温区之外进行。同时 熔炼池平面高度由处于工作位置的电极支撑臂的位置值和石墨电极长 度及其电弧的校正长度的差确定。然而最后一个值也只是估计的。

发明内容

本发明的目的在于，不从电弧炉的电极支撑臂出发，而是求得氧气 鼓风喷枪的喷枪头与熔炼池平面之间与过程有关的间距，以在精炼过程 之前调节氧气流出口与熔炼液或炉渣间的所需间距。

上述任务根据本发明是如此完成的：各次装料的熔炼池平面通过电 弧炉的倾斜并在回转到工作位置之后通过光学测量倾斜角或至少通过 估计倾斜角而确定，从而确定熔炼池高度并调节氧气鼓风喷枪至熔炼池 平面的间距。本发明的优点在于足够精确的间距测量，它取决于实际中 由炉衬磨损导致的熔炼池平面高度，对此平面存在一个与过程有关的氧 气鼓风喷枪位置，并从而可以进行有效的精炼过程。原则上由倾斜角及 或许其它已知的电弧炉尺寸可计算出所求的间距。

在本发明的实施形式中，经多次装料之后剩余的炉衬厚度通过炉底 外壳上外壳温度的测量而被额外测量和考虑。这样可以检验先前求出的 值。

本发明的另一方案是通过对新安装的底炉上存在的标志进行定位 而求出倾斜角。对此方法，不需要很高的材料费用。

另一特点在于，一个在倾斜之后仍然热的、从熔炼液露出来的、炉 衬上限定的石块位置被选作标志。

其中一个这样的标志可以由一个热摄像机来拍摄。

用于求出倾斜角的一个简单方法是，通过一个打开的出渣门用肉眼 估计倾斜角。

用于确定连续填装生铁装料的熔炼池高度的装置从现有技术中由 生铁生产钢的电弧炉出发，其中具有炉衬的底炉根据装料的方法和/或 磨损程度填装不同体积的生铁，并且此电弧炉具有一个电极系统并且在 另外的时间段至少具有一个可升降的氧气鼓风喷枪和一个升降引导装 置，并且氧气鼓风喷枪可被调节到至熔炼池平面的一个与方法有关的间 距上。

此装置如此设计，使得在可倾斜的电弧炉上，在出渣门打开时暂时 在一个光学装置和一个与打开的出渣门大致直线相对的标志之间建立 一个光学的连接线路。从而实现与方法相关所给出的优点。

另外，建议标志由炉衬的一个预先确定的、限定的石块位置构成。

此外，光学装置由一台热摄像机(由一个所谓的热眼)构成。

另一种改进建议，在石块位置之间嵌入金属的标杆，这些标杆通过 接地端子与炉底外壳相连接。每个标杆构成了用于光学连接线路的一个 测量点。

一种改进在于，标杆被连接在一个用于产生测量信号的电子的、导 电的测量设备上。

一种与用于调节氧气鼓风喷枪至熔炼池平面的间距的电机相连接 的自动测量装置如此实现：形成由热摄像机或视频摄像机构成的测量电 路，多个标杆，一个用于底炉炉底外壳上的多个测量位置的温度分析装 置。

最后，热摄像机可由红外线摄像机构成。

附图说明

附图中示出本发明的实施例，下面借助它们详细说明本发明。

附图中：

图1示出处于工作位置的电弧炉-主要是底炉-的一个剖面，其中 所显示的电弧炉倾斜角约为10°，

图2A是穿过底炉中炉衬的部分剖面，

图2B是从属于图2A的视图，

图3A是倾斜的炉对着炉衬的视图，

图3B是从属于图3B的局部视图，它具有热曲线，以及

图4示出炉底外壳温度与由熔炼次数导致的磨损之间的关系曲线 图。

具体实施方式

在具有炉衬的底炉1a的电弧炉(图1)中设置有一个在由生铁2生 产钢时用于确定熔炼池平面5的熔炼池高度5a的装置，其中具有炉衬3 的底炉1a根据装料方法和/或磨损程度填装不同体积的生铁2(不同的 生铁量2a)，并且电弧炉1具有一个电极系统(图中未示出)，以及在另 外的时间段至少具有一个可升降的氧气鼓风喷枪4和一个升降引导装置 (图中未示出)，氧气鼓风喷枪4被调节到至熔炼池平面5的一个与方 法有关的间距6上。

为了求得倾斜角α，熔炼池平面5(如果考虑到炉渣，得到熔炼池 高度5a)在炉衬3上以此倾斜角改变其位置，这样来加热炉衬3，使得 在回转时标志以不同的形式出现。例如被加热的石块可以具有与没有被 炉渣或熔炼液浸湿的石块不同的回火颜色。这里在可倾斜的电弧炉1上 在出渣门12打开时暂时在一个光学装置10和一个与打开的出渣门大致 直线相对的标志8之间建立一个光学的连接线路13。炉衬3由一个磨损 衬垫3a和一个耐用衬垫3b组成。标志8可由炉衬3的一个预先确定的、 限定的石块位置9构成。光学装置10例如由热摄像机10a、视频摄像机 10b或红外线摄像机10c构成。

如图所示，为了自动调节氧气鼓风喷枪4的间距6，在对着出渣门 12的炉衬3的石块位置9之间嵌入金属的标杆14，它们通过接地端子 15与炉底外壳1b形成连接。

标杆14连接在一个电子的、导电的测量设备16上，该设备产生测 量信号17，该信号根据计算操纵电机，对氧气鼓风喷枪4的间距6进行 升降调节。

此外具有电流源18a的测量电路18由热摄像机10a，视频摄像机 10b，多个标杆14，一个用于底炉1a的炉底外壳1b上的多个测量位置 20的温度分析装置19构成。当炉衬厚度7降低时在测量位置20处出现 不同的温度T(参见图4)，其中例如炉衬3的厚度7从1200mm减小。 相应地温度T从T₀上升到T₁，并给出与光学测量到的倾斜角α的对比 值，从而用于计算熔炼池高度5a。

下面借助图2A，2B，3A和3B详细说明确定熔炼池高度5a的方法。

每次装料的熔炼池平面5通过电弧炉1倾斜到一个倾斜位置21再 回转到图1所示的工作位置21a，从而熔炼池平面5留下标志8。其中 对倾斜角α进行光学测量或者至少进行对倾斜角α进行估计，由此倾斜 角可计算出熔炼池高度5a，并且由此完成氧气鼓风喷枪4至熔炼池平面 5的间距6的调节。

随着剩余的炉衬厚度7上的熔炼次数不断增加(参见图4)所求得 的值可以通过测量炉底外壳1b上的测量位置20处的外部温度T而得到 控制并加以考虑。

倾斜角α通过对一个在新提供的底炉1a上选择的标志8进行定位 而求得。根据图2A，2B，3A和3B，这种标志8为在倾斜之后还是热 的、从熔炼液露出的、炉衬3上限定的石块位置9，或是上面所述的金 属标杆14。

求倾斜角α的简单方法是用肉眼11在光学连接线路13上对标志8 进行定位。

图2A中以1-n来表示石块位置9。在电弧炉1处于工作位置21a 时，如图2B所示炉渣表面22位于第1和第2石块位置9之间，而熔炼 液表面23在第2和第3石块位置9之间。

图3A和3B中假设了倾斜位置21(图1中用点划线表示的底炉1a)。 其中炉渣表面22可位于第1和第2石块位置9之间，而溶炼液表面23 位于第3和第4石块位置9之间。受到调节的温度变化通过温度曲线24 来表示。

附图标记列表

1    电弧炉

1a    底炉

1b    炉底外壳

2     生铁

2a    生铁量

3     炉衬

3a    磨损衬垫

3b    耐用衬垫

4     氧气鼓风喷枪

5     熔炼池平面

5a    熔炼池高度

α    倾斜角

6     间距

7     炉衬厚度

T     外部温度

8     标志

9     石块位置

10    光学装置

10a   热摄像机

10b   视频摄像机

10c   红外线摄像机

11    肉眼

12    打开的出渣门

13    光学连接线路

14    金属标杆

15    接地端子

16    测量设备

17    测量信号

18    测量电路

18a   电流源

19    温度分析装置

20    测量位置

21    倾斜位置

21a   工作位置

22    炉渣表面

23    熔炼液表面

24    温度曲线。