[发明专利]一种安装于转炉底部的测温喷枪及使用方法

摘要

本发明涉及转炉炼钢技术领域，提供了一种安装于转炉底部的连续测温喷枪及其使用方法；测温喷枪安装于转炉底部，包括测温通道、防堵通道、冷却通道和传感器安装模块，通过喷吹含有O2的测温气体，在钢液和测温传感器之间直接建立温度特征信号传输通道，无需排开烟气和渣层，在转炉冶炼过程中可以稳定、准确、连续地测量钢液温度；同时通过分阶段调节测温喷枪各通道的气体组成和供气压力，控制蘑菇头和渣层的覆盖范围及覆盖厚度，在维持测温通道持续通畅的前提下，使测温喷枪端部及其外围被良好覆盖，实现测温喷枪的安全长寿。本发明适用于常规顶底复吹转炉和顶底吹氧转炉，测温精度范围为±15℃以内，测温喷枪的寿命与炉龄同步。

主权项

1.一种安装于转炉底部的测温喷枪，其特征在于，包括测温通道、防堵通道、冷却通道和传感器安装模块；所述测温喷枪的侧壁设有测温气体入口、防堵气体入口和冷却气体入口；所述传感器安装模块设置在所述测温通道的下端部，所述传感器安装模块与所述测温通道通过耐高温透光元件密封隔绝。

2.如权利要求1所述的测温喷枪，其特征在于，所述传感器安装模块内设置有红外测温探头，所述红外测温探头的中心线与所述测温通道的中心线同轴。

3.如权利要求1所述的测温喷枪，其特征在于，所述传感器安装模块由耐高温金属材质加工而成，内部填充缓震材料，外表面涂抹耐高温涂层，避免因炉体倾动和炉下高温造成探头移位或损坏。

4.如权利要求1所述的测温喷枪，其特征在于，所述测温喷枪的测温通道、防堵通道和冷却通道均为同轴布置，所述测温通道、防堵通道、冷却通道的出口端均与炉底平齐。

5.如权利要求1所述的测温喷枪，其特征在于，所述测温喷枪的供气系统包括气源系统和气体调节装置，所述气源系统包括常规气源和应急气源，所述应急气源的压力保持在1.5MPa以上，所述应急气源能独立满足测温喷枪供气3min以上。

6.如权利要求1所述的测温喷枪，其特征在于，所述测温通道的通径为10~30mm。

7.如权利要求1所述的测温喷枪，其特征在于，所述传感器安装模块的测温传感器采用无线传输的方式与上位机通讯。

8.如权利要求1‑7任一项所述的测温喷枪，其特征在于，所述测温喷枪适用于50~350吨的顶底复吹转炉和顶底吹氧转炉。

9.一种如权利要求1‑8任一项所述的测温喷枪的使用方法，其特征在于，所述测温喷枪测温通道、防堵通道、冷却通道的气体组成和供气压力采用分阶段控制，具体步骤如下：

在转炉吹炼阶段：测温通道喷吹测温气体，所述测温气体为O₂‑CO₂混合气或O₂‑N₂‑Ar混合气，供气压力为0.3~0.8MPa，所述O₂‑CO₂混合气中O₂比例为30%~50%，所述O₂‑N₂‑Ar混合气中O₂比例为20%~40%，利用O₂与钢液反应的放热作用，抵消N₂、CO₂、Ar对钢液的冷却作用，使得测温通道正上方的钢液温度与熔池内的实际钢液温度保持一致，钢液温度特征信号连续地通过测温通道传输，并穿过测温通道与传感器安装模块之间的透光元件，进入测温探头，获取钢液温度，实现连续、准确的钢液测温；防堵通道喷吹O₂，供气压力为0.4~1.0MPa，利用O₂与钢液反应的放热作用，避免测温通道端部生成蘑菇头，造成测温通道缩小甚至堵塞；冷却通道喷吹CH₄、N₂、Ar或其混和气，供气压力为0.5~1.2MPa，通过冷却气体的裂解吸热或物理吸热，在冷却通道端部及其外侧形成蘑菇头覆盖，抑制高温钢液对炉底及测温喷枪的冲刷侵蚀和烧损；

在转炉溅渣护炉阶段：测温通道喷吹空气，供气压力为0.5~1.0MPa，利用高压高速空气气流，避免炉渣进入测温通道或覆盖在测温通道端部；防堵通道喷吹空气，供气压力为0.5~1.0MPa，利用高压高速空气气流，避免炉渣进入防堵通道或覆盖在防堵通道端部；冷却通道喷吹N₂，供气压力为0.6~1.2MPa，在冷却通道端部及其外侧蘑菇头覆盖的基础上形成渣层覆盖，保护测温喷枪，同时，通过高压高速气流，避免冷却通道端部的覆盖层太厚导致冷却通道堵塞；

在转炉冶炼的其它阶段：炉内既没有液态炉渣，也没有钢液，因此测温通道、防堵通道和冷却通道均喷吹N₂，测温通道和防堵通道的供气压力为0.3~0.5MPa，冷却通道由于端部被蘑菇头和渣层覆盖，供气压力为0.4~0.8MPa。

10.如权利要求9所述的使用方法，其特征在于，所述测温喷枪的供气系统包括气源系统和气体调节装置，所述气源系统包括常规气源和应急气源，所述应急气源的压力保持在1.5MPa以上，所述应急气源能独立满足测温喷枪供气3min以上；当所述的常规气源的压力低于1.2MPa时，控制系统给出报警信号，立即切换至应急气源供气，将顶吹氧枪提出转炉，并倾动转炉至测温喷枪裸露，防止因气源压力不足而导致钢液倒灌至测温通道内。