用于确定熔融金属熔池的温度值的方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于确定熔融金属熔池的温度值的方法和系统。已经证明根据本发明专利技术的该方法尤其适合于温度值的重复确定；即，该方法允许用光包芯线的重复地新产生的前尖端进行多次测量。多次测量。多次测量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于确定熔融金属熔池的温度值的方法和系统
[0001]本专利技术涉及一种用于确定熔融金属熔池的温度值的方法和系统。
[0002]冶金容器中的熔融金属熔池的温度是在金属制作过程期间的关键参数，其决定了所得产品的品质。用于测量熔融金属熔池(具体是电弧炉(EAF)的熔化环境中的铁或钢的熔融金属熔池)的温度的可能手段涉及将由金属管包围的光纤浸入熔融金属中。由金属管包围的光纤通常也称为光包芯线。
[0003]为了测量熔融金属熔池的温度，可将光包芯线供给到冶金容器中。将光包芯线的前尖端浸入熔融金属熔池中，从而在其途中首先遇到热气氛，接着是遇到熔渣层，并且然后是遇到熔融金属熔池。一旦光包芯线的一部分被浸入在熔融金属熔池的表面下方，光纤就可将从熔融金属接收到的热辐射传送到检测器，例如高温计。合适仪器可与用于确定熔融金属熔池的温度的检测器相关联。在该测量期间，光包芯线的浸入部分可被熔融金属熔池部分地或完全地消耗。一旦温度测量已经结束，光包芯线的尖端就可从熔融金属熔池缩回。缩回的光包芯线的尖端将变成用于下一个温度测量的新前尖端。
[0004]因此，这种装置适合于以一系列浸入循环形式的按需且半连续的温度测量。操作员可获得温度测量结果，而不对在冶金容器附近的恶劣环境进行任何直接干预。
[0005]为了提供准确的测量结果，在获得测量结果时，必须确保在光纤的浸入前尖端附近的黑体条件。必须将纤维浸入到金属熔池表面下方的足够深度并处于容器内代表液态金属熔池的温度的位置处。另一方面，深浸入将增大在光包芯线上的浮选力并增加在测量序列期间的消耗。
[0006]未玻化光纤的可用性对准确的温度测量是必要的。特别地，前端的状况是至关重要的。脱玻化率取决于多种因素，其中包括光包芯线的构造、光包芯线在每个测量循环之前、期间和之后所暴露于的冶金容器的热环境、覆盖熔融金属熔池的熔渣层的量和类型以及熔融金属熔池的实际条件和温度。
[0007]现有技术中已知的装置中的许多装置通常通过使用位于保护管中的光纤构造。在浸入和数据收集之前，在光纤与金属管之间的空隙空间可填充有填充材料以进一步保护光纤免受恶劣环境、以及熔融金属熔池的热影响。分层结构有助于将光纤在低温保持相对长的时间。延迟了将破坏光纤的由高温引起的去玻璃化。例如，JPH10176954A描述了一种由金属管以一定间隔围绕的纤维。围绕该金属管布置有由绝缘涂层制成的管，该绝缘涂层继而由外金属管围绕。这种结构防止内金属管熔化得太快。
[0008]在进行一系列测量的情况下，光包芯线暴露于冶金容器内的环境变成突出问题。在这种情况下，光纤的热暴露不仅发生在获得测量结果之前不久的时间范围内，而且发生在测量之间的间隔中。
[0009]对于这些多次浸入，JPH09243459A提出了一种附加纠正措施，在该纠正措施期间，在每个测量循环之后从供应源切掉可能损坏的浸入光纤以在每次测量之前提供新前尖端。虽然该解决方案解决了使用光纤的损坏部分的问题，但是需要附加装备，并且未知纤维的脱玻化部分的范围。
[0010]另外，提出了多种将可消耗光纤供入熔融金属熔池中的方案以在光纤的脱玻化之
前将光纤芯提供到熔融金属。
[0011]例如，JP09304185A公开了一种供给光纤的方法，其中纤维消耗的速度必须大于脱玻化率。该方案包括具有间歇等待时段的两个供给步骤，其中进行第一次供给，直至记录到预设阈值温度。随后，比较在每个供给步骤期间获得的温度测量以确定是否需要附加测量循环。
[0012]US2007268477A1公开了一种进行供给的方法，其中在测量循环期间调整供给速度。在初始供给阶段期间记录热响应并在接着的第二阶段中与检测到的温度的变化比较。虽然该方法提供了一些优点，但是其未解决这一事实：在初始阶段期间，光包芯线大部分未浸入熔融金属熔池中，而是遇到熔化炉的环境、或者熔渣层，从而产生不正确结果。
[0013]若干现有技术文献公开了用于金属涂覆的光纤的供给方法，该金属涂覆的光纤在浸入熔融金属中之前附加地被可移动引导管包封。例如，JP2010071666A公开了第一阶段，在该第一阶段期间，纤维和引导管在3个步骤中以降低速度从缩回位置供给到熔融金属熔池表面的附近。随后，将纤维供入该熔池中，并且可记录温度。在JPH10185698A中，光纤的供给附加地由若干装置控制，其中包括基于关于测量温度的增大率和预定持续时间的反馈。
[0014]虽然这些解决方案为纤维提供了持久保护环境和低纤维消耗需求，但是要求附加装备。
[0015]US2018180484A1公开了一种用于测量熔融金属熔池的温度的方法，该方法适合于多个测量循环而无需附加装备。所提出的供给方案包括两个供给速度，接着是静止时段，之后是进行温度测量。一方面，该方法解决了关于在冶金过程中的某些条件的先前已知的问题中的一些问题。另一方面，该方法未解决金属熔池的确切液位。由于第一次供给需要确保光包芯线的前尖端浸入在熔融金属熔池表面下方，因此在测量循环期间消耗的光包芯线量可能高于必要量。
[0016]鉴于现有技术，需要一种测量方法和一种系统，该测量方法和该系统在熔融金属的处理中占主导的可能条件(如特别是熔融金属熔池的多种参数和不同冶金容器的构造细节)的整个范围内提供高准确度。
[0017]因此，本专利技术的目的是提供一种用于用光包芯线确定熔融金属熔池的温度值的改进的方法，其解决了上文讨论的问题中的至少一个问题。特别地，目的中的一个目的是提供一种在多种多样的应用条件下更可靠地确定温度值的改进的方法。具体地，目的是改进光包芯线在确定温度值期间和之后的熔化和分解行为。另一个目的是提供一种方法，该方法使在确定期间光包芯线的消耗最小化。此外，本专利技术的一个目的是提供一种获得在光包芯线的特定浸入深度处的温度值的方法。
[0018]本专利技术的另一个目的是提供一种用于进行本专利技术方法的改进的系统。
[0019]这些目的通过独立权利要求中限定的主题实现。
[0020]本专利技术提供了一种用于用包括光包芯线和检测器的装置确定熔融金属熔池的温度值的方法，该方法包括
[0021](a)提供光包芯线，其中其前尖端位于在该熔融金属熔池的表面上方的位置p1处；
[0022](b)在从t1到t2的第一时间段内将被导引朝向该熔融金属熔池的该前尖端以速度v1从位置p1供给到在该熔融金属熔池的该表面下方的浸入深度i1的位置p2；
[0023](c)在从t2到t3的第二时间段内将该前尖端以速度v2供给到在该熔融金属熔池的
该表面下方的浸入深度i2的位置p3；
[0024](d)在从t3至t4的第三时间段内将该前尖端以速度v3供给到在该熔融金属熔池的该表面下方的浸入深度i3的位置p4；
[0025](e)在从t4到t5的第四时间段内或暂停该前尖端的该供给或将该前尖端以速度v4进行供给；
[0026](f)在t5之后，将该前尖端以速度v5缩回到在该熔融金属熔池的该表面上方的位置，
[0027](g)获得在t2到t5内的测量本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于用包括光包芯线和检测器的装置确定熔融金属熔池的温度值的方法，包括：(a)提供所述光包芯线，其中所述光包芯线的前尖端位于在所述熔融金属熔池的表面上方的位置p1处；(b)在从t1到t2的第一时间段内将被导引朝向所述熔融金属熔池的所述前尖端以速度v1从位置p1供给到在所述熔融金属熔池的所述表面下方的浸入深度i1的位置p2；(c)在从t2到t3的第二时间段内将所述前尖端以速度v2供给到在所述熔融金属熔池的所述表面下方的浸入深度i2的位置p3；(d)在从t3至t4的第三时间段内将所述前尖端以速度v3供给到在所述熔融金属熔池的所述表面下方的浸入深度i3的位置p4；(e)在从t4到t5的第四时间段内暂停所述前尖端的所述供给或将所述前尖端以速度v4进行供给；(f)在t5之后，将所述前尖端以速度v5缩回到在所述熔融金属熔池的所述表面上方的位置，(g)获得在t2到t5内的测量时间段内的所述熔融金属熔池的温度信息，其中所述浸入深度和速度具有以下关系(i)i2>i1，(ii)i3>i2，(iii)v1>v2，(iv)v2<v3以及(v)v4<v1或v2或v3。2.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中熔融金属是熔融钢。3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述光包芯线被至少一个附加金属管侧向包围。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述光包芯线的线性密度在25g/m至80g/m的范围内。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中通过包括以下步骤的方法来选择从t4到t5的所述第四时间段的持续时间：(i)提供将熔融金属熔池的...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：贺利氏电测骑士国际股份公司，
类型：发明
国别省市：