[发明专利]转炉及精炼炉炼钢在线连续检测系统

说明书

技术领域

本发明涉及全自动转炉炼钢，具体是一种转炉及精炼炉炼钢连续检测系统。 

背景技术

全自动炼钢（包括转炉炼钢及精炼）一直是行业的梦想，经过几十年的努力炼钢过程控制仍以经验为主，主要原因是连续的在线检测手段缺乏。目前炼钢过程可在线连续检测的方法只有烟气成分分析，烟气成分分析炼钢控制方法是通过对转炉吹炼时产生的烟气进行成分分析，由物料平衡计算得出炉内反映情况，可实现防喷溅及终点C命中控制，该方法误差较大，终点命中率不高，且吹炼过程控制用到的最重要的温度参数无法检测，所以无法实现全自动炼钢控制。付枪等其它手段无法实现连续检测，只能在吹炼快结束时进行一两次检测，目的是启动进行终点控制的动态模型；虽可实现终点控制，但无法实现在线检测与动态过程控制，只能靠静态模型完成前期吹炼控制，所以付枪的应用也不是真正意义上的全自动炼钢。 

经过反复检索，与本发明有关的在先专利有两个,专利号分别为ZL200820181113.6和ZL201220080551.X，这两个专利提出了从转炉导出吹炼过程发光或图像的两种方法。 

发明内容

本发明旨在解决上述因缺乏在线连续检测手段，无法实现全自动炼钢的技术问题，而提供一种可以将转炉及精炼炉内吹炼过程发光通过透镜及光纤导出炉外，导出的炉内发光经光谱仪按波长进行分光及光电转换，光谱仪把光电转换后的光谱数据送计算机进行光谱分析，为在线检测炉内反映情况提供技术手段的转炉及精炼炉炼钢连续检测系统。 

本发明解决所述问题采用的技术方案是： 

一种转炉及精炼炉炼钢在线连续检测系统，包括氧枪、光传输透镜、光纤，它还包括光谱仪、计算机，所述氧枪装配有光传输透镜，所述光传输透镜通过光耦合器与光纤一端连接, 光纤另一端通过光耦合器与炉外光谱仪的入光口连接，所述光谱仪的光电转换信号通过输出端与计算机的信号输入端口连接，计算机的信号输出端口连接转炉自动控制系统。

更进一步:所述光谱仪内设置光栅分光装置和CCD阵列探测器，炉内发光由光耦合器从光谱仪的入光口照射到光栅分光装置上，该光栅分光装置将炉内发光按波长分光后投射到CCD阵列探测器上，该CCD阵列探测器的光电转换信号输出口连接计算机，计算机的信号输出端口连接转炉自动控制系统。 

另外,氧枪喷头根据不同的传光方式其结构形式可以是: 

所述氧枪在枪体内氧气通道中设置有吹扫气体管路，吹扫气体管路内放置光纤，氧枪喷头中心位置开有传光孔，传光孔内装有耐高温防护透光板，并提供吹扫气体通道，光传输透镜位于枪体与喷头结合部的上侧；所述光谱仪安装在氧枪尾端专为光谱仪设置的空腔内，在枪体尾端设置有电气连接端子，安装光谱仪的空腔外侧设置有与氧枪冷却水进出管道连通的冷却水夹层。

所述氧枪在枪体内氧气管路中安装有通保护气体的细管，氧枪喷头中心位置开有传光孔，其内装有耐高温防护透光板，并提供吹扫气体通道，光传输透镜与氧气管路保持同心的安装在氧枪尾端并与氧气管路连通。 

所述氧枪在喷头内多喷孔中心线交汇处安装有向氧气管路折射或反射光的棱镜，光传输透镜与氧气管路保持同心的安装在氧枪尾端并与氧气管路连通。 

与现有技术相比，本发明的突出效果是：为在线检测炉内反映情况提供了手段，以此检测数据为依据，通过光谱分析，取代付枪及烟气分析，实现氧气转炉炼钢的连续测量及吹炼过程的全自动控制。 

附图说明

图1为本发明系统结构示意图。 

图2为本发明实施例1氧枪结构及传光方法示意图。 

图3为本发明实施例2氧枪结构及传光方法示意图。 

图4为本发明实施例3氧枪结构及传光方法示意图。 

图中：氧枪1，光传输透镜2，光纤3，光谱仪4，计算机5，转炉自动控制系统6，电气连接端子7，冷却水夹层8，氧气通道9，吹扫气体管路10，冷却水进出管道11，喷头12，传光孔13，耐高温防护透光板14，棱镜15。 

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明，目的仅在于更好地理解本发明内容。因此，所举实施例并不限制本发明的保护范围。