[发明专利]气体净化塞、气体净化系统、用于表征气体净化塞的方法以及用于净化金属熔体的方法

说明书

气体净化系统，包括气体净化塞(10)和用于冶金应用的气体净化塞(10)以及连接到气体净化塞(10)的气体供应管(30)，该气体净化塞(10)具有：陶瓷耐火体(10k)，具有第一端(10u)和第二端(10o)；第二端(10o)处于气体净化塞(10)与金属熔体(41)接触的安装位置；第一端(10u)至少部分地被金属盖(12.1)覆盖，该金属盖(12.1)包括开口(16)，气体供应适配器(20)任选地连接到该开口(16)；气体净化塞(10)被设计成使得经由气体供应管(30)供给至开口(16)的净化气体流过本体(10k)并在第二端(10o)处离开本体(10k)；并且其中，至少一个电子传感器(70、70.1、70.2、70.3、70.4)与气体净化塞(10)接触，以检测机械振动(81)的振荡波形。该气体净化系统还包括数据处理单元(80)，用于获取由气体净化塞(10)的电子传感器(70、70.1、70.2、70.3、70.4)检测到的机械振动(81)的振荡波形，并用于根据检测到的机械振动(81)的振荡波形来计算气泡指数信号(83)；控制单元(100)；其中，控制单元(100)被配置为：显示气泡指数信号(83)并且/或者根据气泡指数信号(83)来使通过气体供应管(30)的体积流量(102)变化，并且/或者当气泡指数信号(83)位于所定义的范围之外时产生警告信号(101)。

技术领域

本发明涉及气体净化塞、用于金属熔体的处理的气体净化系统、用于表征气体净化塞的方法以及用于利用电子传感器净化金属熔体的方法，该电子传感器用于检测机械振动的振荡。

背景技术

气体净化元件(也被称为气体净化塞)用于将气体或(如果适用的话)气体/固体混合物引入到待处理的熔体中，具体地，金属熔体/冶金熔体中。在净化过程期间，气态处理流体沿着具有直接孔隙(directed porosity)的气体净化塞中的相应通道/狭缝或沿着具有随机孔隙(random porosity)的气体净化塞中的相应不规则孔体积被引导。

这种气体净化塞通常包括：陶瓷耐火(防火)主体，具有第一端和第二端；第二端，在气体净化塞与金属熔体接触的安装位置处；第一端，被金属盖覆盖，该金属盖包括开口。气体净化塞被设计成使得经由金属盖的开口供应/进入的处理气体流过主体并在第二端处离开主体。这种气体净化塞可以是安装在各种类型的冶金容器(诸如钢包、转炉等)中，其中该气体净化塞用于将气体引入金属熔体，例如以便促进熔体的运动(也被称为搅拌)或引起冶金反应。惰性气体到金属熔体中的引入的一个示例性效果是由于非金属污染物到炉渣的输送和由于气体的减少，提高了钢的纯度(钢洁净度)(参见例如，“Einsatz und Verschleiβ von Spülsteinen in der ”,BerndGrabner,Radex-Rundschau,Heft3,1983,page 179ff)。

在EP 1 101 825 A1或EP 2 703 761 B1中公开了示例性的净化塞。US2008/0047396 A1公开了一种方法，该方法包括：引入搅拌气体通过容器底部；通过固定到容器或其的支撑框架上的至少一个传感器来接收可测量的机械振动；通过几个滤波器对由此检测到的振动信号进行滤波；对所述响应进行排序；使每个序列经受时间移动均方(temporalmoving mean square)的计算；由此提取测量出的振动信号的总有效值RMS(为“均方根”)，其中，所述有效值用于控制供应至容器的搅拌气体流量。US6,264,716B1公开了一种用于搅拌贮存器中的钢水的方法，其中氩气被引入到贮存器中；测量所述贮存器引起振动的程度；与氩气进入到所述贮存器中的流速相对应地产生模拟信号；模拟信号被采样并转换成数字信号；数字信号通过使其经受快速傅里叶变换而变换；并且评估经变换的数字信号。

发明内容