一种化炉口氧枪控制方法与流程

1.本发明涉及钢铁生产技术领域，特别是涉及一种化炉口氧枪控制方法。


背景技术：

2.转炉炉口粘渣清除是转炉结构维护的重要任务之一，转炉生产过程中受原辅料成分波动、转炉冶炼“前-中-后”期炉型结构变化及熔池内各元素选择性氧化反应速率不同等因素影响，冶炼过程中易发生熔渣返干与喷溅，导致转炉炉口粘渣现象频发，严重影响了转炉的冶炼节奏与安全生产。目前，国内外常用机械专用设备或氧枪供氧吹扫两种方法清理转炉炉口粘渣。
3.机械专用设备方法利用较大的切削力与冲击力对炉口粘渣进行物理破坏，使粘渣与转炉炉口分离。由于力的相互作用及传递现象的存在，在机械专用设备清理炉口粘渣过程中，转炉炉口结构在机械力的作用下产生微变形，所形成的局部应力集中损伤了转炉炉口结构的稳定性与安全性。
4.氧枪供氧吹扫方法利用快速氧气直接冲击炉口粘渣，利用氧化放热原理提升粘渣自身温度，将固态粘渣转变为熔融态流动渣，在氧气冲击力与重力的共同作用下，熔融态流动渣与转炉炉口发生物理分离。氧枪供氧吹扫过程中，快速氧气射流的冲击力远小于机械专用设备方法所产生的机械力，且转炉炉口的水冷结构可有效降低转炉炉口温度。因此，相比于机械专用设备方法，氧枪供氧吹扫方法可保护转炉炉口结构的稳定性与安全性。但传统氧枪供氧吹扫方法缺乏有效的过程氧气流量控制手段，受转炉炉口粘渣位置与厚度的不稳定性影响，其氧气利用效率被大幅降低，抑制了炉口粘渣的快速与高效清理。


技术实现要素：

5.本发明针对上述技术问题，克服现有技术的缺点，提供一种化炉口氧枪控制方法，通过安装在多流道化炉口氧枪喷管中心的激光测距装置连续测量不同位置转炉炉口粘渣厚度，通过安装在多流道化炉口氧枪喷管中心的红外测温装置连续测量不同位置转炉炉口粘渣温度，根据转炉炉口粘渣厚度与温度分布状态实时控制多流道化炉口氧枪中各流道的供氧强度，具体为：s1、多流道化炉口氧枪喷管中心安装一套激光测距装置与一套红外测温装置；s2、激光测距装置测得的不同位置炉口粘渣厚度实时传输到炉口清渣控制系统，炉口清渣控制系统对不同位置炉口粘渣厚度信号进行实时采集和分析，确定多流道化炉口氧枪各流道基础供氧强度；s3、红外测温装置测得的不同位置炉口粘渣温度实时传输到炉口清渣控制系统，炉口清渣控制系统对不同位置炉口粘渣温度信号进行实时采集和分析，确定多流道化炉口氧枪各流道附加供氧强度。
6.本发明进一步限定的技术方案是：前所述的一种化炉口氧枪控制方法，步骤s2具体包括：
s2.1、转炉炉口清粘渣前，炉口清渣控制系统将多流道化炉口氧枪调节到工作位置；s2.2、多流道化炉口氧枪调节到工作位置后，炉口清渣控制系统开启激光测距装置；s2.3、转炉炉口清粘渣开始时，炉口清渣控制系统将多流道化炉口氧枪各流道供氧强度调节到预设定供氧强度；s2.4、多流道化炉口氧枪各流道供氧量调节到预设定流量后，快速氧气射流流动到转炉炉口粘渣表面形成测量光路通道，激光测距装置沿测量光路通道实时测量不同位置的炉口粘渣厚度；s2.5、根据不同位置的炉口粘渣厚度信号，炉口清渣控制系统确定多流道化炉口氧枪的各流道基础供氧强度策略。
7.前所述的一种化炉口氧枪控制方法，步骤s3具体包括：s3.1、炉口清渣控制系统接收到第一组炉口粘渣厚度信号后，开启红外测温装置；s3.2、红外测温装置沿由快速氧气射流形成的测量光路通道实时测量不同位置的炉口粘渣温度；s3.3、根据不同位置的炉口粘渣温度信号与炉口粘渣最大加热温度的差值，结合基础供氧策略所确定的供氧流量，炉口清渣控制系统确定多流道化炉口氧枪的各流道附加供氧强度策略。
8.前所述的一种化炉口氧枪控制方法，多流道化炉口氧枪含有均匀布置的6-12个供氧流道，供氧流道几何结构均相同；一套激光测距装置含有6-24个激光测距仪，一套红外测温装置含有6-24个红外测温仪，供氧流道均配置1-2个激光测距仪与1-2个红外测温仪；预设炉口粘渣最大加热温度范围为1350-1680℃，根据转炉的公称容量和湿法除尘烟道结构确定。
9.前所述的一种化炉口氧枪控制方法，激光测距仪测量误差≤
±
0.1mm，基础供氧强度策略每3s更新一次。
10.前所述的一种化炉口氧枪控制方法，红外测温仪测量误差≤
±
5%，附加供氧强度策略每1s更新一次。
11.前所述的一种化炉口氧枪控制方法，炉口清渣控制系统形成多流道化炉口氧枪的各流道基础供氧强度策略与附加供氧强度策略的确定频率≥5套/s。
12.本发明的有益效果是：（1）本发明采用激光测距与红外测温技术实时测量转炉炉口粘渣厚度与温度，分析转炉炉口粘渣的厚度与温度分布状态，确定供氧强度的动态控制策略，动态准确控制多流道化炉口氧枪各流道的供氧强度，完成多流道氧枪对转炉炉口粘渣的快速、高效与安全清除；（2）本发明多流道化炉口氧枪所需供氧量下降20%以上，转炉炉口粘渣去除时间提高18%以上，转炉炉口结构平均变形量小于0.02mm/次。
附图说明
13.图1为本发明控制流程示意图；
图2为本发明的装置示意图；图3为本发明的多流道化炉口氧枪枪头处激光测距仪与红外测温仪布置示意图；其中：1、转炉；2、多流道化炉口氧枪；2-1、激光测距仪；2-2、红外测温仪；2-3、多流道化炉口氧枪供氧流道。
具体实施方式
14.实施例1本实施例提供的一种化炉口氧枪控制方法，如图1-3所示，通过安装在多流道化炉口氧枪喷管中心的激光测距装置连续测量不同位置转炉炉口粘渣厚度，通过安装在多流道化炉口氧枪喷管中心的红外测温装置连续测量不同位置转炉炉口粘渣温度，根据转炉炉口粘渣厚度与温度分布状态实时控制多流道化炉口氧枪中各流道的供氧强度，具体为：s1、多流道化炉口氧枪喷管中心安装一套激光测距装置与一套红外测温装置；s2、激光测距装置测得的不同位置炉口粘渣厚度实时传输到炉口清渣控制系统，炉口清渣控制系统对不同位置炉口粘渣厚度信号进行实时采集和分析，确定多流道化炉口氧枪各流道基础供氧强度，具体包括：s2.1、转炉炉口清粘渣前，炉口清渣控制系统将多流道化炉口氧枪调节到工作位置；s2.2、多流道化炉口氧枪调节到工作位置后，炉口清渣控制系统开启激光测距装置；s2.3、转炉炉口清粘渣开始时，炉口清渣控制系统将多流道化炉口氧枪各流道供氧强度调节到预设定供氧强度；s2.4、多流道化炉口氧枪各流道供氧量调节到预设定流量后，快速氧气射流流动到转炉炉口粘渣表面形成测量光路通道，激光测距装置沿测量光路通道实时测量不同位置的炉口粘渣厚度；s2.5、根据不同位置的炉口粘渣厚度信号，炉口清渣控制系统确定多流道化炉口氧枪的各流道基础供氧强度策略；s3、红外测温装置测得的不同位置炉口粘渣温度实时传输到炉口清渣控制系统，炉口清渣控制系统对不同位置炉口粘渣温度信号进行实时采集和分析，确定多流道化炉口氧枪各流道附加供氧强度，具体包括：s3.1、炉口清渣控制系统接收到第一组炉口粘渣厚度信号后，开启红外测温装置；s3.2、红外测温装置沿由快速氧气射流形成的测量光路通道实时测量不同位置的炉口粘渣温度；s3.3、根据不同位置的炉口粘渣温度信号与炉口粘渣最大加热温度的差值，结合基础供氧策略所确定的供氧流量，炉口清渣控制系统确定多流道化炉口氧枪的各流道附加供氧强度策略。
15.激光测距仪测量误差≤
±
0.1mm，基础供氧强度策略每3s更新一次。红外测温仪测量误差≤
±
5%，附加供氧强度策略每1s更新一次。炉口清渣控制系统形成多流道化炉口氧枪的各流道基础供氧强度策略与附加供氧强度策略的确定频率≥5套/s。
16.应用在100吨脱磷冶金转炉上，所用多流道化炉口氧枪共含有均匀布置的6个供氧
流道，多流道化炉口氧枪安装一套含有6个激光测距仪的激光测距装置，并附加安装一套含有6个红外测温仪的红外测温装置，多流道化炉口氧枪各供氧流道均配置1个激光测距仪与1个红外测温仪，预设炉口粘渣最大加热温度为1450℃采用上述控制方法后，多流道化炉口氧枪所需供氧量下降22%，转炉炉口粘渣去除时间提高19%，转炉炉口结构平均变形量小于0.003mm/次。
17.实施例2本实施例提供的一种化炉口氧枪控制方法，与实施例1的区别在于，应用在300吨常规冶金转炉上，所用多流道化炉口氧枪共含有均匀布置的12个供氧流道，多流道化炉口氧枪安装一套含有24个激光测距仪的激光测距装置，并附加安装一套含有24个红外测温仪的红外测温装置，多流道化炉口氧枪各供氧流道均配置2个激光测距仪与2个红外测温仪，预设炉口粘渣最大加热温度为1630℃。
18.采用上述控制方法后，多流道化炉口氧枪所需供氧量下降28%，转炉炉口粘渣去除时间提高22%，转炉炉口结构平均变形量小于0.008mm/次。
19.除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。