本发明专利技术提出了一种顶吹氧转炉炼钢非接触测温系统及其使用方法，其中一种顶吹氧转炉炼钢非接触测温系统，包括光学接受系统、双色交叉光路、光电转换单元、A/D模数变换单元、信息处理单元和自动控制系统，在顶吹氧转炉的顶部、与吹氧导管相邻位置上设置有非接触测温探头，自动控温系统与非接触测温探头相连，非接触测温探头具体为套筒式结构，包括内层管道和外层管道。本发明专利技术具有操作简便，能够抗粉尘和烟雾干扰，适用于温度和距离等物理数据的非接触测量，有利于推广应用。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提出了，其中一种顶吹氧转炉炼钢非接触测温系统，包括光学接受系统、双色交叉光路、光电转换单元、A/D模数变换单元、信息处理单元和自动控制系统，在顶吹氧转炉的顶部、与吹氧导管相邻位置上设置有非接触测温探头，自动控温系统与非接触测温探头相连，非接触测温探头具体为套筒式结构，包括内层管道和外层管道。本专利技术具有操作简便，能够抗粉尘和烟雾干扰，适用于温度和距离等物理数据的非接触测量，有利于推广应用。【专利说明】
本专利技术涉及转炉炼钢控温领域，特别是指。
技术介绍
由于现有顶吹氧转炉炼钢未能实现自动适时测温或者温度的自动控制，以至于存在着不合理的繁杂冶炼程序，上述情况进而导致了原材料和能源的浪费。顶吹氧转炉的炉内温度高达100°c以上，包含有磷、硫和碳等多种杂质。这些杂质以高温气体的形式溅射于炉内，在短时间就完全覆盖非接触测量的光路和窗口。上述情况对顶吹氧转炉炼钢的高温钢水通过红外线非接触测温时，由于高温钢水的上方有大量烟尘，阻挡光路，并且污染测温探头，因此一直没有可行方法来解决。
技术实现思路
本专利技术提出，解决了现有技术中对钢水等高温物体非接触测量干扰多及测定精度差的问题。 本专利技术的技术方案是这样实现的:一种顶吹氧转炉炼钢非接触测温系统，顶吹氧转炉的顶部设置有吹氧导管和废气收集导管，吹氧导管连通顶吹氧转炉的内外部，位于钢水液面的上方，废气收集导管通过废气冷却水池与废气排出口相通，自动控温系统依次包括光学接受系统、双色交叉光路、光电转换单元、A/D模数变换单元、信息处理单元和自动控制系统，在顶吹氧转炉的顶部、与吹氧导管相邻的位置上设置有非接触测温探头，自动控温系统与非接触测温探头相连，非接触测温探头具体为套筒式结构，包括内层管道和外层管道。 优选地，在顶吹氧转炉顶部和内层管道内设有低压吹气导管，低压吹气导管通1.2个大气压的气体；吹氧导管包括水平导管部分和垂直导管部分；非接触测温探头垂直于钢水液面；在顶吹氧转炉内、水平导管部分的外侧和低压吹气导管的外侧设置有冷却水套管。 优选地，光学接受系统具有高的距离口径的S/D比值；双色交叉光路包括两种探测波长互相叠加；光电转换单元包括和探测波长相对应的两种光电器件。 优选地，A/D模数变换单元具有高精度和快转换速度；信息处理单元包括计算方法；自动控制系统包括工业控温装置和显示装置；非接触测温探头具体为红外线测温探头。 优选地，自动控温系统的测温精度为1%。，控温范围为700°C?3000°C，测温时间间隔为50msο 一种顶吹氧转炉炼钢非接触测温系统的使用方法，包括如下步骤: I)通过低压吹气导管向钢水方向吹纯净且透明气体，使非接触测温探头到钢水液面之间的光路保持清洁； 2)开始对钢水进行非接触测温，利用自动控温系统双波长交叉法探测钢水的辐射强度； 3)建立钢水辐射测温物理模型，计算双波长交叉法所测得的钢水的辐射强度之比与钢水的温度之间的关系。 优选地，钢水辐射测温物理模型包括钢水辐射强度的表达公式、辐射的相关系数A与B、辐射的相关系数A与B的求解方法和钢水的温度的求解方法， 钢水辐射强度的表达公式具体为: ψ (λ，T) = Αλ-5( e^T-l)—1， 或ψ (λ，Τ) = AA-5e_BAT， 其中Ψ ( λ，Τ)是钢水的辐射强度，λ为辐射波长，T为钢水的温度，Α、Β为辐射的相关系数。 优选地，辐射的相关系数A与B的求解方法包括如下步骤: I)测得钢水在温度T1时，对应辐射波长λ P λ 2的辐射强度值IJi1U1, T1),ψ2(λ2，T1)； 2)测得钢水在温度T2时，对应辐射波长λ P λ 2的辐射强度值IJi3U1, T2)、 Ψ 4 (入 2，T 2); 3)将测得的 V1O1, T1Vv2O2, T1)和 V3O1, Τ2)/ψ4(λ2, T2)的比值，代入钢水辐射强度的表达公式Ψ (λ，Τ) =ψ(λ, Τ) = Αλ?λτ中，联立方程，求得辐射的相关系数A与B的值。 优选地，钢水的温度的求解方法包括如下步骤: Α)由辐射的相关系数A与B计算出对于辐射波长λ I的一系列不同温度下的辐射强度Τ)和对于辐射波长λ 2的一系列不同温度下的辐射强度Ψ2(λ2，Τ); B)由V1U1, Τ)/ψ2(λ2, Τ)的比值得到两种辐射波长测得的辐射强度之比对应的钢水的温度。 优选地,气体具体为氧气、二氧化碳、氮气、氦气或者压缩空气；辐射波长与探测波长相对应。 本专利技术的有益效果为: I)本专利技术具有操作简便，能够抗粉尘和烟雾干扰，适用于温度和距离等物理数据的非接触测量； 2)本专利技术控温精度高，控温范围宽，在中高温度段(700°C?3000°C )精确测量钢水的温度，测温精度比现有技术提高一个数量级； 3)本专利技术还可应用在其他类型的工业生产中，可以与遥测和遥控等智能化手段配合使用，应用领域广泛。 【专利附图】【附图说明】 为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 图1为本专利技术一种顶吹氧转炉炼钢非接触测温系统一个实施例的的应用示意图； 图2为图1所示自动控温系统的结构示意图； 图3为一种顶吹氧转炉炼钢非接触测温系统使用方法一个实施例的流程示意图。 图中: 1、吹氧导管；2、钢水液面；3、非接触测温探头；4、自动控温系统；5、废气收集导管；6、废气冷却水池；7、废气排出口 ；8、光学接受系统；9、双色交叉光路；10、光电转换单元；11、A/D模数变换单元；12、信息处理单元；13、自动控制系统；14、低压吹气导管；15、冷却水套管。 【具体实施方式】 下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。 实施例1 如图1和图2所示，本专利技术一种顶吹氧转炉炼钢非接触测温系统，顶吹氧转炉的顶部设置有吹氧导管I和废气收集导管5，吹氧导管I连通顶吹氧转炉的内外部，位于钢水液面2的上方，废气收集导管5通过废气冷却水池6与废气排出口 7相通，自动控温系统4依次包括光学接受系统8、双色交叉光路9、光电转换单元10、A/D模数变换单元11、信息处理单元12和自动控制系统13，在顶吹氧转炉的顶部、与吹氧导管I相邻的位置上设置有非接触测温探头3，自动控温系统4与非接触测温探头3相连。，非接触测温探头3具体为套筒式结构，包括内层管道和外层管道。在顶吹氧转炉顶部和内层管道内设有低压吹气导管14，低压吹气导管14通1.2个大气压的气体。 吹氧导管I包括水平导管部分和垂直导管部分；非接触测温探头3垂直于钢水液面2 ;在顶吹氧转炉内、水平导管部分的外侧和低压吹气导管14的外侧设置有冷却水套管15。 光学接受系统8具有高的距离口径的S/D比值；双色交叉光路9本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种顶吹氧转炉炼钢非接触测温系统，其特征在于，所述顶吹氧转炉的顶部设置有吹氧导管(1)和废气收集导管(5)，所述吹氧导管(1)连通所述顶吹氧转炉的内外部，位于钢水液面(2)的上方，所述废气收集导管(5)通过废气冷却水池(6)与废气排出口(7)相通，所述自动控温系统(4)依次包括光学接受系统(8)、双色交叉光路(9)、光电转换单元(10)、A/D模数变换单元(11)、信息处理单元(12)和自动控制系统(13)，在所述顶吹氧转炉的顶部、与所述吹氧导管(1)相邻的位置上设置有非接触测温探头(3)，所述非接触测温探头(3)与所述自动控温系统(4)相连，所述非接触测温探头(3)具体为套筒式结构，包括内层管道和外层管道。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：徐浩桐，田乃良，
申请(专利权)人：徐浩桐，田乃良，
类型：发明
国别省市：北京;11
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