專利名稱：轉(zhuǎn)爐及精煉爐煉鋼在線連續(xù)檢測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及全自動轉(zhuǎn)爐煉鋼，具體是一種轉(zhuǎn)爐及精煉爐煉鋼連續(xù)檢測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
全自動煉鋼(包括轉(zhuǎn)爐煉鋼及精煉)一直是行業(yè)的夢想，經(jīng)過幾十年的努力煉鋼過程控制仍以經(jīng)驗為主，主要原因是連續(xù)的在線檢測手段缺乏。目前煉鋼過程可在線連續(xù)檢測的方法只有煙氣成分分析，煙氣成分分析煉鋼控制方法是通過對轉(zhuǎn)爐吹煉時產(chǎn)生的煙氣進行成分分析，由物料平衡計算得出爐內(nèi)反映情況，可實現(xiàn)防噴濺及終點C命中控制，該方法誤差較大，終點命中率不高，且吹煉過程控制用到的最重要的溫度參數(shù)無法檢測，所以無法實現(xiàn)全自動煉鋼控制。付槍等其它手段無法實現(xiàn)連續(xù)檢測，只能在吹煉快結(jié)束時進行一兩次檢測，目的是啟動進行終點控制的動態(tài)模型；雖可實現(xiàn)終點控制，但無法實現(xiàn)在線檢測與動態(tài)過程控制，只能靠靜態(tài)模型完成前期吹煉控制，所以付槍的應(yīng)用也不是真正意義上的全自動煉鋼。
經(jīng)過反復(fù)檢索，與本發(fā)明有關(guān)的在先專利有兩個，專利號分別為 ZL200820181113. 6和ZL201220080551. X，這兩個專利提出了從轉(zhuǎn)爐導(dǎo)出吹煉過程發(fā)光或圖像的兩種方法。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在解決上述因缺乏在線連續(xù)檢測手段，無法實現(xiàn)全自動煉鋼的技術(shù)問題，而提供一種可以將轉(zhuǎn)爐及精煉爐內(nèi)吹煉過程發(fā)光通過透鏡及光纖導(dǎo)出爐外，導(dǎo)出的爐內(nèi)發(fā)光經(jīng)光譜儀按波長進行分光及光電轉(zhuǎn)換，光譜儀把光電轉(zhuǎn)換后的光譜數(shù)據(jù)送計算機進行光譜分析，為在線檢測爐內(nèi)反映情況提供技術(shù)手段的轉(zhuǎn)爐及精煉爐煉鋼連續(xù)檢測系統(tǒng)。
本發(fā)明解決所述問題采用的技術(shù)方案是一種轉(zhuǎn)爐及精煉爐煉鋼在線連續(xù)檢測系統(tǒng)，包括氧槍、光傳輸透鏡、光纖，它還包括光譜儀、計算機，所述氧槍裝配有光傳輸透鏡，所述光傳輸透鏡通過光稱合器與光纖一端連接，光纖另一端通過光耦合器與爐外光譜儀的入光口連接，所述光譜儀的光電轉(zhuǎn)換信號通過輸出端與計算機的信號輸入端口連接，計算機的信號輸出端口連接轉(zhuǎn)爐自動控制系統(tǒng)。
更進一步所述光譜儀內(nèi)設(shè)置光柵分光裝置和CXD陣列探測器，爐內(nèi)發(fā)光由光耦合器從光譜儀的入光口照射到光柵分光裝置上，該光柵分光裝置將爐內(nèi)發(fā)光按波長分光后投射到CCD陣列探測器上，該CCD陣列探測器的光電轉(zhuǎn)換信號輸出口連接計算機，計算機的信號輸出端口連接轉(zhuǎn)爐自動控制系統(tǒng)。
另外，氧槍噴頭根據(jù)不同的傳光方式其結(jié)構(gòu)形式可以是所述氧槍在槍體內(nèi)氧氣通道中設(shè)置有吹掃氣體管路，吹掃氣體管路內(nèi)放置光纖，氧槍噴頭中心位置開有傳光孔，傳光孔內(nèi)裝有耐高溫防護透光板，并提供吹掃氣體通道，光傳輸透鏡位于槍體與噴頭結(jié)合部的上側(cè)；所述光譜儀安裝在氧槍尾端專為光譜儀設(shè)置的空腔內(nèi)，在槍體尾端設(shè)置有電氣連接端子，安裝光譜儀的空腔外側(cè)設(shè)置有與氧槍冷卻水進出管道連通的冷卻水夾層。
所述氧槍在槍體內(nèi)氧氣管路中安裝有通保護氣體的細(xì)管，氧槍噴頭中心位置開有傳光孔，其內(nèi)裝有耐高溫防護透光板，并提供吹掃氣體通道，光傳輸透鏡與氧氣管路保持同心的安裝在氧槍尾端并與氧氣管路連通。
所述氧槍在噴頭內(nèi)多噴孔中心線交匯處安裝有向氧氣管路折射或反射光的棱鏡， 光傳輸透鏡與氧氣管路保持同心的安裝在氧槍尾端并與氧氣管路連通。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的突出效果是為在線檢測爐內(nèi)反映情況提供了手段，以此檢測數(shù)據(jù)為依據(jù)，通過光譜分析，取代付槍及煙氣分析，實現(xiàn)氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼的連續(xù)測量及吹煉過程的全自動控制。


圖I為本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明實施例I氧槍結(jié)構(gòu)及傳光方法示意圖。
圖3為本發(fā)明實施例2氧槍結(jié)構(gòu)及傳光方法示意圖。
圖4為本發(fā)明實施例3氧槍結(jié)構(gòu)及傳光方法示意圖。
圖中氧槍I,光傳輸透鏡2,光纖3,光譜儀4,計算機5,轉(zhuǎn)爐自動控制系統(tǒng)6,電氣連接端子7，冷卻水夾層8，氧氣通道9，吹掃氣體管路10，冷卻水進出管道11，噴頭12，傳光孔13,耐高溫防護透光板14,棱鏡15。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步說明，目的僅在于更好地理解本發(fā)明內(nèi)容。因此，所舉實施例并不限制本發(fā)明的保護范圍。
參見圖1，這種轉(zhuǎn)爐及精煉爐煉鋼在線連續(xù)檢測系統(tǒng)由氧槍I、光傳輸透鏡2、光纖3、光譜儀4、計算機5組成,氧槍I裝配有光傳輸透鏡2,光傳輸透鏡2通過光稱合器與光纖3—端連接，光纖3另一端通過光耦合器與爐外光譜儀4的入光口連接，光譜儀4內(nèi)設(shè)置光柵分光裝置和CCD陣列探測器，爐內(nèi)發(fā)光由光耦合器從光譜儀4的入光口照射到光柵分光裝置上，該光柵分光裝置將爐內(nèi)發(fā)光按波長分光后投射到CCD陣列探測器上，該CCD陣列探測器的光電轉(zhuǎn)換信號輸出口連接計算機5，計算機5的信號輸出端口連接轉(zhuǎn)爐自動控制系統(tǒng)。
參見圖2、圖3、圖4，氧槍I包括槍體及噴頭12，噴頭12安裝在槍體前端，槍體為多層管結(jié)構(gòu)，最內(nèi)層管為氧氣通道9，同時也用于光傳輸或安放光纖3或安放吹掃氣體管路 10，由吹掃氣體管路10通入保護氣體用于對耐高溫透光防護板面向爐內(nèi)端面進行吹掃，防止作為視窗的防護板前端面積灰；在氧氣通道9下端或中間適當(dāng)位置可根據(jù)需要安裝光傳輸透鏡2及耐高溫防護透光板14,用于傳光及導(dǎo)光。槍體外層管為冷卻水進出管道11。
氧槍噴頭12根據(jù)不同的傳光方式結(jié)構(gòu)有所不同。
如圖2所示，氧槍I在槍體內(nèi)氧氣通道9中設(shè)置吹掃氣體管路10，吹掃氣體管路10 內(nèi)放置光纖3，氧槍I的噴頭12中心位置開有傳光孔13，傳光孔13內(nèi)裝有耐高溫防護透光板14，并提供吹掃氣體通道，光傳輸透鏡2位于槍體與噴頭12結(jié)合部的上側(cè)；光譜儀4安裝在氧槍I尾端專為光譜儀4設(shè)置的空腔內(nèi)，在槍體尾端設(shè)置有電氣連接端子7，安裝光譜儀4的空腔外側(cè)設(shè)置有與氧槍I的冷卻水進出管道11連通的冷卻水夾層8。
如圖3所示，吹掃氣體管路10也設(shè)置在槍體內(nèi)的氧氣通道9中，噴頭12中心位置開有傳光孔13，傳光孔13中心線與吹掃氣體管路10直線段中心線在同一直線上，傳光孔 13內(nèi)裝有耐高溫防護透光板14，并提供吹掃氣體通道。與圖2所示結(jié)構(gòu)不同的是，光纖3 不進入氧槍I的槍體，光傳輸透鏡2安裝在氧槍I尾端，位于氧氣通道9直線段端頭，并與氧氣通道9保持同心，光譜儀4設(shè)置在氧槍I外部。
如圖4所示，氧槍I在噴頭12內(nèi)多噴孔中心線交匯處安裝有向氧氣通道9折射或反射光的棱鏡15，光傳輸透鏡2安裝在氧槍I尾端，位于氧氣通道9直線段端頭，并與氧氣通道9保持同心，光譜儀4設(shè)置在氧槍I外部。棱鏡15將從氧氣噴孔進入的光線反射或折射成向上的平行光，經(jīng)氧氣通道9直接傳導(dǎo)到光傳輸透鏡2。
本系統(tǒng)的工作過程是轉(zhuǎn)爐吹煉過程的發(fā)光，經(jīng)光傳輸透鏡2匯聚到光纖3中，通過光纖3送進光譜儀4，經(jīng)光譜儀4按波長分光及光電轉(zhuǎn)換后，將光譜數(shù)據(jù)送計算機5，計算機5對光譜數(shù)據(jù)進行光譜分析，光譜分析數(shù)據(jù)經(jīng)處理后作為全自動煉鋼的控制依據(jù)。
權(quán)利要求
1.一種轉(zhuǎn)爐及精煉爐煉鋼在線連續(xù)檢測系統(tǒng)，包括氧槍、光傳輸透鏡、光纖，其特征在于，它還包括光譜儀、計算機，所述氧槍裝配有光傳輸透鏡，所述光傳輸透鏡通過光耦合器與光纖一端連接，光纖另一端通過光耦合器與爐外光譜儀的入光口連接，所述光譜儀的光電轉(zhuǎn)換信號通過輸出端與計算機的信號輸入端口連接，計算機的信號輸出端口連接轉(zhuǎn)爐自動控制系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的轉(zhuǎn)爐及精煉爐煉鋼在線連續(xù)檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述光譜儀內(nèi)設(shè)置光柵分光裝置和CCD陣列探測器，爐內(nèi)發(fā)光由光耦合器從光譜儀的入光口照射到光柵分光裝置上，該光柵分光裝置將爐內(nèi)發(fā)光按波長分光后投射到CCD陣列探測器上，該CCD陣列探測器的光電轉(zhuǎn)換信號輸出口連接計算機。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的轉(zhuǎn)爐及精煉爐煉鋼在線連續(xù)檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述氧槍在槍體內(nèi)氧氣通道中設(shè)置有吹掃氣體管路，吹掃氣體管路內(nèi)放置光纖，氧槍噴頭中心位置開有傳光孔，其內(nèi)裝有耐高溫防護透光板，并提供吹掃氣體通道，光傳輸透鏡位于槍體與噴頭結(jié)合部的上側(cè)；所述光譜儀安裝在氧槍尾端專為光譜儀設(shè)置的空腔內(nèi)，在槍體尾端設(shè)置有電氣連接端子，安裝光譜儀的空腔外側(cè)設(shè)置有與氧槍冷卻水進出管道連通的冷卻水夾層。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的轉(zhuǎn)爐及精煉爐煉鋼連續(xù)檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述氧槍在槍體內(nèi)氧氣管路中安裝有通保護氣體的細(xì)管，氧槍噴頭中心位置開有傳光孔，其內(nèi)裝有耐高溫防護透光板，并提供吹掃氣體通道，光傳輸透鏡與氧氣管路保持同心的安裝在氧槍尾端并與氧氣管路連通。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的轉(zhuǎn)爐煉鋼連續(xù)檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述氧槍在噴頭內(nèi)多噴孔中心線交匯處安裝有向氧氣管路折射或反射光的棱鏡，光傳輸透鏡與氧氣管路保持同心的安裝在氧槍尾端并與氧氣管路連通。
全文摘要
本發(fā)明涉及全自動轉(zhuǎn)爐煉鋼，具體是一種轉(zhuǎn)爐及精煉爐煉鋼連續(xù)檢測系統(tǒng)。包括氧槍、光傳輸透鏡、光纖，它還包括光譜儀、計算機，所述氧槍裝配有光傳輸透鏡，所述光傳輸透鏡通過光耦合器與光纖一端連接,光纖另一端通過光耦合器與爐外光譜儀的入光口連接，所述光譜儀的光電轉(zhuǎn)換信號通過輸出端與計算機的信號輸入端口連接，計算機的信號輸出端口連接轉(zhuǎn)爐自動控制系統(tǒng)。本發(fā)明為在線檢測爐內(nèi)反映情況提供了手段，以此檢測數(shù)據(jù)為依據(jù)，通過光譜分析，取代付槍及煙氣分析，實現(xiàn)氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼的連續(xù)測量及吹煉過程的全自動控制。
文檔編號C21C5/30GK102978335SQ20121054268
公開日2013年3月20日 申請日期2012年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月15日
發(fā)明者呂良瑋 申請人:呂良瑋