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。根据本发明专利技术的该方法已被证明尤其是适合于在金属制作过程期间不断移动的冶金容器的设施。动的冶金容器的设施。动的冶金容器的设施。

【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。在一方面，必须将纤维浸入到金属熔池表面下方的足够深度并到达容器内代表液态金属熔池的温度的位置。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。<br/>[0006]典型地，包括用于温度测量的光包芯线的装置以固定方式安装在容纳熔融金属的容器的上部分中，例如位于侧壁、或者顶的一部分处。由于系统的电极的中心位置，测量装备通常不是居中安装在熔融金属熔池上方。在典型的冶金过程中，在该过程期间移动容器以有助于金属熔体的均化。该恒定移动通常称为“炉摇摆”。如本领域技术人员将理解，容器是炉的一部分。该倾斜、滑动或旋转运动导致熔融金属熔池的表面到光包芯线的设施的不同的距离，从而阻碍光包芯线在该过程的所有阶段期间浸入恒定浸入深度。
[0007]US2003004602A1公开了一种根据冶金过程的过程参数来控制炉的倾斜以便优化相应过程的产率的方法。虽然认识到倾斜对于过程本身的重要性，但是未解决对伴随于过程的测量的影响。
[0008]若干现有技术文档公开了用于光包芯线的供给方法以提高温度测量的数据品质。例如，US2018180484A1公开了一种用于测量熔融金属熔池的温度的方法，该方法包括具有两个供给速度的供给方案，接着是稳定时段，之后进行温度测量。虽然该方法解决了之前已知的问题中的一些问题，但是它未解决在金属制造过程期间不断改变的条件。
[0009]鉴于现有技术，需要一种考虑到金属制作过程的伴随情况的测量方法和系统、以及一种使用该方法和系统的高效方式。
[0010]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不断移动的冶金容器中更可靠地确定温度值的改进的方法。此外，本专利技术的一个目
的是提供一种获得在光包芯线在熔融金属熔池的表面下方的特定浸入深度处的温度值的方法。本专利技术的目的的另外方面是提供一种允许高效使用可消耗光包芯线的方法。
[0011]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。
[0012]这些目的通过独立权利要求中限定的主题实现。
[0013]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炉中的熔融金属熔池的温度值的方法，其中该炉具有炉倾度，该方法包括：
[0014](a)提供将炉倾度值FI与对应的测量轮廓MP相关的数据集；
[0015](b)确定时间点t(n)的炉倾度值FI(n)；
[0016](c)从将炉倾度值FI与对应的测量轮廓MP相关的所提供的数据集选择对应于炉倾度值FI(n)的测量轮廓MP(n)；
[0017](d)在时间点t(n)处应用测量轮廓MP(n)以获得测量温度值。
[0018]此外，本专利技术提供了一种用于确定炉中的熔融金属熔池的温度值的系统，其中该炉具有炉倾度，其中该系统包括装置和模块，并且该模块被适配成与该装置交互，其中该装置包括光包芯线和检测器，其中该模块包括存储单元S、处理单元P和控制单元C，其中该存储单元S包括：
[0019]‑
用于提供将炉倾度值FI与对应的测量轮廓MP相关的数据集的存储元件S1；
[0020]其中处理单元P包括：
[0021]‑
用于确定炉倾度FI的处理元件P1；
[0022]‑
用于从将炉倾度值与对应的测量轮廓MP相关的所提供的数据集选择对应于炉倾度值FI(n)的测量轮廓MP(n)的处理元件P2；
[0023]并且其中控制单元C包括：
[0024]‑
用于应用测量轮廓MP(n)以获得测量温度值的控制元件C1。
[0025]优选的实施方案在从属权利要求中限定。优选实施方案可单独实现或以任何可能组合实现。
[0026]根据本专利技术的方法已被证明尤其是适合于在金属制作过程期间可不断移动的冶金炉的设施。惊人地，已经发现测量的数据品质取决于被应用来获得测量的测量轮廓。尤其是，将光包芯线供给到熔融金属熔池中已被视为显著影响可获得数据的可靠性的因素。本专利技术的方法允许用匹配测量方案针对容纳熔融金属熔池的冶金容器的不同配置确定温度值。特别地，已经发现光包芯线的前尖端的恒定浸入深度是可获得测量品质的关键参数。在该上下文中，“品质”是指与通过应用固定安装的标准热电偶获得的数据相比所获得的测量准确度。此外，本专利技术方法允许光包芯线和其前尖端定位在熔融金属熔池的表面下方的恒定深度处，这附加地使得能以光包芯线的最小消耗获得准确温度值。如本文所用的术语“消耗”是指光包芯线的崩解，诸如例如光包芯线被熔融金属熔池熔化并溶解到该熔融金属熔池中、整个光包芯线或其不同部分的分解或燃烧等。
[0027]本专利技术提供了一种用于确定熔融金属熔池的温度值的方法。
[0028]“确定温度值”在本文中可用作测量温度的同义词。根据优选实施方案，温度值可由单点测量或多点测量确定。
[0029]在整个本申请中，与温度或温度值相关的变量将用大写字母T指称，而与时间点、持续时间或时间相关的变量大体将用小写字母t指称。
[0030]无指定索引(即，(n)等)的变量大体将用于定义该变量。具有指定索引的变量将用于在具体的上下文中指代该变量。例如，FI是指炉倾度值的一般定义，而FI(n)是指特定炉倾度值。
[0031]如本文所用，术语“熔融金属熔池”用于描述炉中、特别是容器中的熔体。本领域技术人员已知的“熔融金属熔池”的另选术语是“金属熔体”。熔融金属熔池的熔融金属不受特别限制。根据优选实施方案，熔融金属是熔融钢。术语熔融金属熔池不排除任何固体或气体部本文档来自技高网...

【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测量炉中的熔融金属熔池的温度的方法，其中所述炉具有炉倾度，所述方法包括：(a)提供将炉倾度值FI与对应的测量轮廓MP相关的数据集；(b)确定时间点t(n)的炉倾度值FI(n)；(c)从将炉倾度值FI与对应的测量轮廓MP相关的所提供的数据集选择对应于所述炉倾度值FI(n)的测量轮廓MP(n)；(d)在时间点t(n)处应用所述测量轮廓MP(n)以获得测量温度值。2.根据权利要求1所述的方法，其中测量轮廓MP至少限定在所述熔融金属熔池的表面上方的第一位置p1处提供所述光包芯线的前尖端的步骤。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中测量轮廓MP至少限定将所述光包芯线的所述前尖端从第一位置p1朝所述熔融金属熔池供给到第二位置p2的步骤。4.根据权利要求3所述的方法，其中所述第二位置p2处于所述熔融金属熔池的所述表面下方的浸入深度i1。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中将炉倾度值FI与对应的测量轮廓MP相关的所述数据集将测量轮廓MP的至少一个步骤中的至少一个参数的定义与炉倾度值FI相关。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述测量轮廓MP(n)中的所述第一位置p1与所述第二位置p2之间的距离与所述炉倾斜值FI(n)相关。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述第一位置p1与所述第二位置p2之间的所述距离从预定初始位置针对所述炉在第一方向上和在第二方向上的每个倾斜度调适相同长度。8.根据权利要求1至6所述的方法，其中所述第一位置p1与所述第二位置p2之间的所述距离从预定初始位置针对所述炉在第一方向上的每个倾斜度调适第一长度并针对所述炉在第二方向上的每个倾斜度调适第二长度。9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述第一位置p1与所述第二位置p2之间的所述距离从预定初始位置针对所述炉的每个倾斜度调适2cm至20cm、优选是5cm至15cm、最优选...

【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：