用于确定氧气吹炼过程中的点火时间点的方法和设备技术

本发明专利技术涉及用于确定在转炉（1）中氧气吹炼过程中，特别是顶吹氧转炉法中的点火时间点的方法，其中确定被吹入氧气量的氧气量值（110）和由于吹氧过程而产生的排气中的当前排气温度的排气温度值（20），以及将同时达到所述氧气量的预定氧气极限值和所述排气中的预定排气温度极限值的时间点定义为点火时间点。本发明专利技术还涉及特别适合于执行所述方法的设备。

Method and apparatus for determining ignition time points in an oxygen blowing process

The invention relates to a method for determining in converter (1) in oxygen blowing process, especially the method of top ignition time point oxygen method, which is to determine the amount of oxygen blowing oxygen values (110) and the exhaust temperature of the exhaust temperature of exhaust due to oxygen in the process of the value (20) at the same time, and the predetermined oxygen limit will reach the value of the amount of oxygen and the exhaust of the predetermined exhaust temperature limit time point is defined as the ignition point in time. The invention also relates to devices particularly suited for performing the method.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于确定氧气吹炼过程中的点火时间点的方法和设备用于在吹氧过程中确定点火时间的方法和设备。本专利技术涉及一种用于确定氧气炼钢过程中，特别是LD方法中的转炉中的点火时间的方法，其中确定氧气量值和排气温度值，以及对应的设备。钢生产的目的是制造钢，换句话说，制造具有低碳含量和所需特性例如硬度、防锈性或可成形性的铁合金。在吹炼过程中，生铁用氧气精炼。减少碳成分（精炼）的氧化过程在该方法中带来足够的热量以保持钢熔化，因此在转炉中不需要外部供热。吹炼过程可以再分为氧气炼钢过程和底吹过程。底吹过程包括Bessemer方法、Thomas方法、熟铁和早期高炉。最知名的氧气炼钢过程是LD方法。在Linz-Donawitz方法（简称LD法）中，将金属废料和熔融生铁倒入LD转炉中，并加入成渣组分。通过喷枪将氧气吹到熔体上。在该过程中，不希望的伴随元素如硫，磷，碳等在钢中燃烧并进入烟道气或炉渣中。由于与燃烧相关的巨大的热产生，所添加的废金属被熔化和/或可以减少生铁的使用，并且通过添加废金属和矿石来冷却熔体。鼓风时间为10至20分钟，并且被选择为使得实现所需的脱碳和不期望的杂质的燃烧和期望的最终温度。通过将转炉容器倾倒入钢包内来出成品钢。首先，含铁浴在超过1600的温度下通过出钢孔被排到钢包中，然后从转炉边缘上将渣倒出。转炉可以被安装在具有滑动门的转炉壳体（“狗窝”）中，并且转炉壳体的任务是保护周围环境免受来自转炉的喷射以及将在转炉出口和排气冷却罩之间的气体浪涌引导到冷却罩中或者引导到二次气体提取中。赤铁矿板主要用作火侧衬里；某些区域接收耐火捣固，或者在柔性顶板的区域中还接收耐热钢板。然而，转炉中的燃烧并不是在氧气最先被喷入时就立即开始，而是通常被延迟几秒到高达90秒后在不可预先确定的时间自发地开始。对于精确的点火时间的了解是非常重要的，因为氧气仅仅从此时与熔体反应，并且该反应的实际持续时间对于过程控制和钢的品质，特别是其碳含量是决定性的。与其它参数一起，点火时间使得能够从开始到结束地控制吹炼过程。通过精确地知道点火时间，可以提高钢的品质，并且不再需要重新喷入氧气（后吹）或重新渗碳（与进一步使用硫相关）。提高了吹炼过程的可重复性，这也对工艺链的进一步的步骤产生积极的影响，例如二次冶金。当前采用的方法基于不是完全可靠的手动输入或自动化系统。到现在为止，点火时间由操作者通过观察转炉来确定，因此在过程控制系统中手动输入点火时间。然而，强烟和粉尘的形成损害操作者的明确的点火识别，就像操作者缺乏经验或任何不注意一样。然而，该方法与实际点火时间和点火时间的记录之间的几秒、经常高达30秒的时间延迟相关联。但是，点火时间的这种延迟确定对于过程控制是不利的。此外，回想起来不能精确地确定点火时间，而仅仅近似地确定。喷枪头部中的热膨胀也可以用于确定点火时间（通过应变计）。然而，这需要相当多的技术开支并且仅能够实现点火时间的延迟确定。例如，在狗窝打开时，操作人员可立即看到反应并识别点火时间。然而，一个打开的狗屋总会带来巨大的安全风险。因此，点火时间可以通过按下按钮手动设置。操作人员还可以通过安装的摄像机在监视器上跟随反应。自动光学方法是将摄像机记录链接到分析摄影材料的评估系统，从而将点火时间自动地中继到过程模型。然而，具有录像摄像机的解决方案导致大量的安装费用，因为摄像机必须相应地被冷却，并且必须保证不会被污染的小孔，换句话说，转炉出口的无障碍观察。在氧气炼钢过程的背景下，从DE102012224184A1公开了记录多个运行参数并且通过关联所述运行参数确定运行的目标变量。要记录的运行参数包括排气组成、排气温度和转炉火焰的辐射功率等。指定的目标变量是最终的碳含量、温度和熔体的组成。WO2007/109850A1公开了在氧气高炉运行的背景下，通过感光元件确定排气组成并且在高炉运行期间考虑该组成。从专利说明书AT299283B中已知通过光电池，换句话说是广义上的电子管测量火焰亮度以确定精确的点火时间。光电池根据AT299283B布置的，其光轴水平地在转炉出口的上边缘上方约10cm，使得当防火罩打开时，其检测发射到转炉出口的上边缘和防火罩（萃取器罩）的下边缘之间的辐射。现在调节光电池，使得其控制电流在大于约1100，优选约1200的目标反应气体的温度下发生，并由此描述点火时间。光电池的控制电流触发预定的“冶金”氧气量的测量。AT299283B的方法的缺点在于，这仅提供单个数据值，这样的值经常不足以用于氧气炼钢过程的可靠的点火识别。光电池还可以由一次性故障触发，例如，靠近光电池的单个火花，虽然氧气的实际点火还没有发生。在AT509866A4中，最早从氧气鼓风或达到一定的O2流量开始，借助于CCD图像传感器记录转炉出口和萃取器罩之间的区域的多个按时间顺序的图像，基于由该传感器测量的辐射强度，随着时间的流逝确定辐射强度的进程，并且将实现预定辐射强度或辐射强度预定增加的时间作为点火时间。因此，本专利技术的一个目的是详细说明一种允许可靠且冗余地确定点火时间的方法。第二个目的是公开一种特别适合于执行该方法的设备。与该方法相关的目的通过公开一种用于确定在转炉中的氧气炼钢过程中，特别是LD方法中的点火时间的方法来实现，其中，确定顶吹氧气量的氧气量值和由于氧气炼钢过程产生的排气中的当前排气温度的排气温度值，并且同时达到所述氧气量的预定氧气阈值值和排气中的预定排气温度阈值值的时间被设定为点火时间。与设备相关的目的通过公开一种用于确定氧气炼钢过程，特别是LD方法中的点火时间的设备来实现，包括用于注入氧气的转炉，其中，确定顶吹氧气量的氧气量值并且确定由于氧气炼钢过程产生的排气中的当前排气温度的排气温度值，并且同时实现氧气量的预定氧气阈值值和排气中的预定排气温度阈值值的时间可以被建立为点火时间。在吹炼过程中，将氧气吹到液态金属熔体上。这种累积的、吹入的O2量通过例如体积流量测量传感器测量并且与当前测量的排气温度值一起例如被中继到计算机系统。已经认识到，一旦发生点火，就可以建立排气温度值的增加。如果该值在可获得一定顶吹O2量的同时超过预设阈值值，则可以断定实现点火。换句话说，通过O2和温度条件的与关联，例如，以O2量>270Nm3且温度>500的形式，产生非常鲁棒且可再现的点火条件，这使得操作者的相对不可靠的点火识别被淘汰。本专利技术实现了可靠的自动点火识别。本专利技术还使得能够更精确地获得过程模型的目标值。减少后吹例行程序也是可能的，并且可以节省吹炼过程所需的O2。根据本专利技术，现在可以产生可再现的钢品质。此外，如果已经存在O2体积流量测量，则可以实现成本有效的实施。如果不存在这种测量，则安装这种测量的更新操作也是成本有效的。本专利技术能够最大限度地使用转炉气体，因为该气体可以通过气量计中的初级除尘被可靠地供给。通过二级除尘也可以获得由于过晚检测到O2吹气过程的点火而导致的爆炸危险的降低。通过本专利技术，有利地可以产生被更好调节的过程模型，并且因此可以产生更好的钢品质。简单的实施也是有利的。在从属权利要求中列出了其它有利的措施，这些措施可以根据需要彼此组合以实现其他优点。在一个有利的实施例中，在排气烟道上记录排气温度值，特别是在排气烟道的垂直部分上或者在以流体技术的方式布置在蒸发冷却器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于确定在转炉（1）中氧气炼钢过程中，特别是LD方法中的点火时间的方法，其特征在于，确定顶吹氧气量的氧气量值（110）和由于氧气炼钢过程而产生的排气中的当前排气温度的排气温度值（20），以及将同时达到所述氧气量的预定氧气阈值值和所述排气中的预定排气温度阈值值的时间确定为点火时间。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.30 EP 14186962.81.一种用于确定在转炉（1）中氧气炼钢过程中，特别是LD方法中的点火时间的方法，其特征在于，确定顶吹氧气量的氧气量值（110）和由于氧气炼钢过程而产生的排气中的当前排气温度的排气温度值（20），以及将同时达到所述氧气量的预定氧气阈值值和所述排气中的预定排气温度阈值值的时间确定为点火时间。2.如权利要求1所述的用于确定点火时间的方法，其特征在于，在蒸发冷却器的蒸发冷却器进口处确定排气温度值（20）和/或在排气烟道（4）上的排气温度值（20），特别是所述排气烟道的以流体技术方式紧接在所述蒸发冷却器进口的前面的部分。3.如前述权利要求中任一项所述的用于确定点火时间的方法，其特征在于，连续地确定所述氧气量值（110）和所述排气温度值（20）。4.如前述权利要求1-2中任一项所述的用于确定点火时间的方法，其特征在于，在所述氧气的顶吹开始以后和/或在所述顶吹期间连续地确定所述氧气量值（110）和所述排气温度值（20）。5.如前述权利要求中任一项所述的用于确定点火时间的方法，其特征在于，通过体积流量测量传感器确定所述氧气量值（110）。6.如权利要求5所述的用于确定点火时间的方法，其特征在于，所述氧气通过喷枪（7）被吹入所述转炉（1）中，其中所述喷枪（7）通过阀与氧气源连接，并且其中所述氧气量值（110）的确定是由安装在所述阀的区域中，特别是安装在所述阀上的体积流量测量传感器进行。7.如前述权利要求中任一项所述的用于确定点火时间的方法，其特征在于，凭经验确定氧气阈值量值和/或排气温度值。8.如前述权利要求中任一项所述的用于确定点火时间的方法，其特征在于，当前测量的排气温度值（20）和氧气量值（110）被中继到计算单元（40），并且所述计算单元（40）包括分析算法（30），所述分析算法至少将所述当前测量的排气温度值（20）和所述氧气量值（110）与所述废气温度值和氧气阈值量值进行比较。9.如权利要求8所述的用于确定点火时间的方法，其特征在于，所述计算单元（40）中的所述分析算法（30）直到氧气鼓风开始时才被激活。10.如权利要求8所述的用于确定点火时间的方法，其特征在于，所述计算单元（40）中的所述分析算法（30）仅在所述氧气鼓风期间被激活。11.如前述权利要求中任一项所述的用于确定点火时间的方法，其特征在于，还监测温度升高和氧气量值（110）之间的关系，并且如果所述关系没有发生，尤其是，如果温度升高没有发生，则发出警报。1...

【专利技术属性】
技术研发人员：B沃格马尔，F哈特，A罗尔霍弗，
申请(专利权)人：首要金属科技奥地利有限责任公司，
类型：发明
国别省市：奥地利,AT