[发明专利]观察铁水精炼炉内部的方法及观察炉内用的风口

说明书

发明背景

发明领域

本发明涉及一种方法，该方法借助于穿过如转炉，氩氧脱碳法(AOD)和真空脱气法(RH法)等的铁水精炼炉炉壁和/或炉底耐火材料的管子，在非接触状态下，于单管端部，通过检测由熔融金属辐射的电磁波，稳定地观察精炼炉中铁水(其中包括钢水)的温变和/或组成。

现有技术说明

现有技术中已有提供一种借助于穿过炉壁和/或炉底耐火材料的管子，观察以转炉为代表的精炼炉中铁水温度和组成的方法。

例如，关于精炼炉中铁水的温度，日本未经审定的专利公告NO.11-142246中提供了一种采用图象传输光纤(image fiber)的方法，关于精炼炉中铁水的组成，提供了一种采用激光束的方法，如日本未经审定的专利公告NO.60-42644中所公开的。

在上述技术中，用于观察的风口必需始终打开。一般是在气体从风口供给到铁水的情况下，在风口的端部通过凝结而形成一块固态铁，该固态铁称作蘑菇形物(mushroom)。由于这种蘑菇形物的形成，变得不能观察铁水的温度和组成。在风口的端部因为供给氧气产生放热反应而打开的情况下，风口的前侧被氧化作用过程中产生的热量加热到很高的温度。因此，变得不能测定温度。此外，变得不能测定轻元素的含量，因为轻元素被氧气吸收。蘑菇形物的形成不仅受从管子供给的气体组成和流速很大影响，而且还受钢水的温度和成分很大影响。对此，现有技术没有适当控制的方法。如上所述，根据现有技术，目前还没有使观察风口保持始终打开的方案。因此，不能在精炼过程中稳定地对炉内进行观察。

发明概述

本发明的目的是提供一种方法，该方法根据精炼状态，通过保持用于观察的风口始终打开，稳定地观察精炼炉中铁水(包括钢水)的温度和/或组成。本发明的另一个目的是提供一种用于在该方法中观察的风口。对本发明的叙述如下。

(1)一种观察熔融金属精炼炉内部的方法，包括以下步骤：借助于穿过铁水精炼炉炉壁和/或炉底耐火材料的管子，通过在非接触状态下检测管子前端处由熔融金属辐射的电磁波，用一根单管风口观察精炼炉中铁水的温度和/或组成；根据管子前端处的开口状况，单独使用惰性气体或氧化气体，或者使用惰性气体与氧化气体相互混合的混合气体。在这种情况下，惰性气体是Ar，氮气或CO，而氧化气体是氧气，空气或CO₂。

(2)根据第(1)项所述观察熔融金属精炼炉内部的方法，其中在管子的开口率(％)不高于α情况下，供给惰性气体与氧化气体的混合气体或只供给氧化气体(开口期间)，所述α是根据方程式(1)用风口的内径r(mm)计算出的。而在开口率高于α的情况下，只供给惰性气体(稳定期间)。

                  α＝765/r²…(1)

在这种情况下，当在管子前端处待测的铁水温度不低于1800℃时，可以判定风口为开口期，并且开口期已完成。尽管开口率的上限没有特别规定，但优选的是开口率的上限不大于95％，以便防止风口熔化。

(3)一种观察熔融金属精炼炉内部的方法，包括以下步骤：借助于穿过铁水精炼炉炉壁和/或炉底耐火材料的管子，在非接触状态下，于管子前端处，通过检测由熔融金属所辐射的电磁波，用一根单管风口来观察精炼炉中铁水的温度和/或组成；根据管子前端的开口状况，控制惰性气体的流速。在这种情况下，惰性气体是Ar，氮气或CO。

(4)按照第(3)项所述的观察熔融金属精炼炉内部的方法，其中根据铁水的温度和成份控制惰性气体的流速，以便使单管的开口率(％)不小于α(所述α是根据方程式(1)由管子内径r(mm)计算出来的)，和不大于95％。

(5)用于观察熔融金属精炼炉内部的风口，具有一根单管，该单管借助于穿过铁水精炼炉炉壁和/或炉底耐火材料的管子，在非接触状态下，于管子前端处，通过检测由熔融金属所辐射的电磁波，来观察精炼炉中铁水的温度和组成，用于观察熔融金属精炼炉内部的风口，包括一种控制功能，通过该控制功能可以根据管子前端的开口状态，单独使用惰性气体或氧化气体，或者使用惰性气体与氧化气体相互混合的混合气体，风口的内径为2-6mm。