一种测量转炉氧枪零位的方法与流程

本发明涉及测量转炉氧枪零位的方法，属于转炉液位测量的。

背景技术：

1、转炉冶炼是将一根集束氧枪插入转炉内，通过向高温铁水液面喷吹高速氧气，氧化铁水中的c、si、mn、p等杂质元素，达到炼钢去杂的目的。吹炼过程需要不断调整氧枪喷头至熔池内钢水液面的高度，来乳化熔池表面炉渣创造良好的渣-金反应条件，实现高效脱磷、脱碳。由于每一炉铁水和废钢装入量存在一定波动，加上转炉内衬耐材侵蚀造成的炉内容积变化，钢水的液面是不断变化的。因此，需要不断的测量和校准熔池液面绝对高度（也称“零位高度”），确保氧枪喷头至熔池液面高度距离稳定可控。传统测量方法是在转炉兑入废钢和铁水后，将氧枪提升至最高点,用长度约1米的圆钢固定到氧枪枪头上，下降氧枪至炉内安全高度，并确保圆钢插入熔池中。停留数秒后再提枪至最高点,人工取下圆钢，并测量圆钢上粘渣和烧蚀位置至氧枪喷头位置，计算出零位高度,再据此调整转炉吹炼模型中氧枪高度，实现氧枪枪位高度的过程精确控制。该测量方法耗时长，从测量准备至可以下枪冶炼过程耗时约30分钟，与转炉冶炼一炉钢的时间相当。为确保较高的生产效率，只能每冶炼10-15炉测量一次，中间炉次的零位高度只能根据测量炉次的零位高度，当炉的铁水、废钢装入量以及炉衬侵蚀速度，粗略预估零位高度并调整，误差较大，对转炉吹炼效果的影响较大。此外，该测量方法自动化程度低，圆钢在氧枪枪头的固定和测量后取下均为人工操作，且冶炼过程的转炉氧枪平台工况环境复杂，一氧化碳中毒，高温烫伤，机械伤害等时长发生，存在较大的安全隐患。常用方法中还有一种是通过上一炉吹炼终点下降副枪测量得到零位高度，结合当炉铁水、废钢装入量以及拟合的炉衬侵蚀速度曲线，估算得到本炉次的零位高度，该方法受到吹炼终点炉渣泡沫化程度，废钢、铁水称重精度和炉衬侵蚀速度均匀性等因素的干扰，计算得到的零位高度精准较差。

技术实现思路

1、为了解决上述存在的问题，本发明公开了一种测量转炉氧枪零位的方法，其具体技术方案如下：

2、一种测量转炉氧枪零位的方法，包括以下步骤：

3、步骤1）首先转炉兑入废钢和铁水后，摇正转炉；

4、步骤2）打开转炉熔池液面高度测量装置下烟道上的测量孔，并开启氮气吹扫，确保通道无烟气粉尘；

5、步骤3）开启激光发射和接收单元测量，发射激光脉冲并同时开启激光信号接收器；10-20秒后测量完成，自动关闭测量孔和吹扫氮气阀门；

6、步骤4）信号处理和计算单元自动完成测量数据处理，并将数据传至数字信号转换和输出单元；

7、步骤5）数字信号转换和输出单元将信号转换并输出至转炉吹炼二级模型；

8、步骤6）二级模型完成氧枪枪位计算并将信号传至一级系统控制氧枪下枪及过程控制。

9、进一步的，所述激光测距装置安装在转炉氧枪刮渣器下方，为转炉炉口垂直方向上距离炉口最短的设备平台。

10、进一步的，所述激光测距装置配备有隔热外壳和内部微型空调，确保激光测距装置设备电子元器件及其他精密部件处在工作温度范围10-28℃内。

11、进一步的，所述氮气吹扫单元的氮气供气压力要求0.8-1.2mpa，供气流量20-60l/min。

12、进一步的，所述测量炉次开始前不得进行补炉操作，避免测量过程补炉料燃烧造成的烟尘较大，影响测量精度。

13、进一步的，所述测量过程转炉除尘风量控制在35-40nm3/h•t，确保烟气中较低的粉尘含量，获得良好的测量精度。

14、进一步的，所述测量过程转炉底吹氩气流量控制在100-200nm3/h以下，减少熔池液面搅动对测量结果的影响。

15、进一步的，所述测量过程转炉烟气中h2o(g)的体积百分含量低于2%，确保测量精度。

16、本发明的工作原理是：

17、本发明提供了一种激光测距装置，通过向炉内垂直发射激光脉冲，激光照射到熔池液面后部分将被反射回来，被激光接收器接收，通过计算激光信号的时间延迟，确定熔池液面至装置的距离。激光测距装置将测量的数据以数字信号的方式输出至转炉吹炼二级模型系统，实现转炉吹炼过程的枪位精确控制。

18、本发明的有益效果是：

19、本发明结构简单、测量方便、快捷、安全，测量时人员无需进入转炉氧枪平台，不仅彻底消除了传统测量方法的安全隐患，还能提高生产效率，节省测氧枪零位时间。本发明实现了转炉零位高度炉炉测量，与通过冶炼结束副枪测量结合下一炉装入量以及炉衬侵蚀速度等数据进行计算得到的结果相比，本发明提供的测量方法精度较高。

技术特征：

1.一种测量转炉氧枪零位的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的测量转炉氧枪零位的方法，其特征在于，所述激光测距装置安装在转炉氧枪刮渣器下方，为转炉炉口垂直方向上距离炉口最短的设备平台。

3.根据权利要求1所述的测量转炉氧枪零位的方法，其特征在于，所述激光测距装置配备有隔热外壳和内部微型空调，确保激光测距装置设备电子元器件及其他精密部件处在工作温度范围10-28℃内。

4.根据权利要求1所述的测量转炉氧枪零位的方法，其特征在于，所述氮气吹扫单元的氮气供气压力要求0.8-1.2mpa，供气流量20-60l/min。

5.根据权利要求1所述的测量转炉氧枪零位的方法，其特征在于，所述测量炉次开始前不得进行补炉操作。

6.根据权利要求1所述的测量转炉氧枪零位的方法，其特征在于，所述测量过程转炉除尘风量控制在35-40nm3/h•t。

7.根据权利要求1所述的测量转炉氧枪零位的方法，其特征在于，所述测量过程转炉底吹氩气流量控制在100-200nm3/h以下。

8.根据权利要求1所述的测量转炉氧枪零位的方法，其特征在于，所述测量过程转炉烟气中h2o(g)的体积百分含量低于2%。

技术总结
本发明公开了一种测量转炉氧枪零位的方法，首先转炉兑入废钢和铁水后，摇正转炉；打开转炉熔池液面高度测量装置下烟道上的测量孔，并开启氮气吹扫，确保通道无烟气粉尘；开启测量，发射激光脉冲并同时开启激光信号接收器；信号处理和计算单元自动完成测量数据处理，并将数据传至数字信号转换和输出单元；数字信号转换和输出单元将信号转换并输出至转炉吹炼二级模型；二级模型完成氧枪枪位计算并将信号传至一级系统控制氧枪下枪及过程控制。本发明不仅彻底消除了传统测量方法的安全隐患，还能提高生产效率，节省测氧枪零位时间。

技术研发人员：程天乐,张宇,李鹏,蔡守桂,杨小成,丁振涛,黄海军
受保护的技术使用者：常熟市龙腾特种钢有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/12