[發(fā)明專利]用于運行真空熔化設(shè)備的方法和根據(jù)該方法運行的真空熔化設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380019428.4
• 申請日: 2013-03-21
• 公開（公告）號: CN104245967A
• 公開（公告）日: 2014-12-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 托馬斯·馬楚拉特;德特勒夫·里格爾
• 申請（專利權(quán)）人: 西門子公司
• 主分類號: C21C7/10
• 分類號: C21C7/10
• 代理公司: 北京康信知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11240
• 代理人: 余剛;李慧

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于運行真空熔化設(shè)備的方法。此外，本發(fā)明還涉及一種利用這種方法運行的真空熔化設(shè)備。

背景技術(shù)

在真空熔化設(shè)備中，對于例如在先步驟中在電弧爐中產(chǎn)生的鋼熔融物進(jìn)行再處理，以便消除鋼熔融物中還包含的不希望的伴生元素。根據(jù)是否使用僅僅一種惰性氣體作為過程氣體或者附加使用氧氣，這種真空設(shè)備被稱為VD設(shè)備或者VOD設(shè)備(Vacuum?Decarburisation真空脫碳或者Vacuum?Oxygen?Decarburisation真空吹氧脫碳)。過程持續(xù)時間、即直到干擾的伴生元素達(dá)到計劃含量的持續(xù)時間，主要取決于過程氣體吹入到鋼熔融物中的比率。過于微小的輸送率可以導(dǎo)致鋼熔融物的溫度在伴生元素達(dá)到計劃含量之前已經(jīng)一直下降，直至需要再加熱罐中的鋼熔融物或者需要完全地再處理該熔融物。但是，特別在利用氧氣真空精煉時，高輸送率可以導(dǎo)致熔融物沸溢或起泡外溢，這導(dǎo)致可觀且費時的額外清洗耗費。

在此，通過操作者借助照相機觀察熔融物的表面圖像并且從而觀察罐中的泡沫渣高度并且相應(yīng)地控制輸送率，實現(xiàn)了手動地設(shè)定向鋼熔融物輸送過程氣體的比率。相應(yīng)地，過程管理取決于操作者的經(jīng)驗和注意力，因此不能可靠地避免錯誤或者無效的過程管理。此外，非常難以識別或者僅在極晚時才能識別出錯誤的運行狀態(tài)、例如由于沒有密封真空設(shè)備引起的錯誤運行狀態(tài)。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明的目的在于，提供一種用于運行真空熔化設(shè)備以便金屬冶金地處理鋼熔融物的方法，利用該方法改進(jìn)了過程安全性。此外，本發(fā)明的目的還在于，提供一種利用此方法運行的真空熔化設(shè)備。

關(guān)于該方法，上述目的利用一種具有權(quán)利要求1所述特征的方法來實現(xiàn)。根據(jù)這些特征，利用至少一個間接或直接聲學(xué)耦合到容納鋼熔融物的罐上的結(jié)構(gòu)噪聲接收器接收在罐中產(chǎn)生的聲學(xué)信號，并且該聲學(xué)信號用于測定在罐中位于鋼熔融物的熔液之上的泡沫渣的高度或厚度。

通過這種措施可以及時識別出熔融物沸溢的風(fēng)險，并且可以相應(yīng)地實施防止沸溢的針對措施、例如減少或者中斷輸送過程氣體。

在此，本發(fā)明基于以下構(gòu)想，即在運行真空熔化設(shè)備時，特別是在吹入過程氣體時，在罐內(nèi)產(chǎn)生的聲學(xué)信號根據(jù)聲產(chǎn)生的形成位置和因此經(jīng)歷的到聲音接收器的發(fā)散路徑而具有特征屬性，該屬性使得能從聲學(xué)信號中推導(dǎo)關(guān)于真空熔化設(shè)備的運行狀態(tài)的信息。

下面，將泡沫渣的高度理解為泡沫渣的上平面相對于真空熔化設(shè)備的固定參照點的位置。其可以例如是罐底部和上平面之間的距離。在此，泡沫渣的高度主要通過其厚度來確定，這是因為鋼熔融物的真正高度實際是不變的。

當(dāng)測定了泡沫渣的高度或者厚度的時間上的微商時，則可以特別可靠地避免這種沸溢或者起泡外溢。以這種方式及時地識別了泡沫渣高度的迅速上升。

在本發(fā)明的特別優(yōu)選的設(shè)計方案中，測定的高度或者厚度和/或其時間上的微商用于通過控制過程氣體到罐中的輸送來調(diào)整泡沫渣的高度。以這種方式可以相應(yīng)地穩(wěn)定所有在真空設(shè)備中運行的再處理過程。

在其他的有利的實施方式中，聲學(xué)信號還用于探測真空熔化設(shè)備中的不密封性。

關(guān)于真空熔化設(shè)備，根據(jù)本發(fā)明利用具有權(quán)利要求5所述特征的真空熔化設(shè)備實現(xiàn)該目的。根據(jù)這些特征，真空熔化設(shè)備包括至少一個間接或者直接聲學(xué)耦合到罐上的結(jié)構(gòu)噪聲接收器以用于接收在罐中產(chǎn)生的聲學(xué)信號，以及控制評估裝置，控制評估裝置具有在其中執(zhí)行的算法，以便從結(jié)構(gòu)噪聲接收器接收的聲學(xué)信號中測定在罐中超過熔液的泡沫渣的高度或者厚度和/或該高度或者厚度的時間上的微商。

當(dāng)在罐上固定有至少一個結(jié)構(gòu)噪聲接收器時，可以利用高敏感性記錄在罐的內(nèi)部形成的聲信號。

當(dāng)在罐的上部區(qū)域中布置有至少一個結(jié)構(gòu)噪聲接收器時，此時可以實現(xiàn)特別準(zhǔn)確地確定渣的高度或者厚度。

真空熔化設(shè)備的其他有利的設(shè)計方案在其他的從屬權(quán)利要求中給出。

結(jié)合下面借助附圖詳細(xì)闡述的對實施例的說明會更清晰明確地理解上面描述的本發(fā)明的屬性、特征和優(yōu)勢以及實現(xiàn)這些的方式和方法。

附圖說明

參考以示意原理圖示出的附圖的實施例繼續(xù)說明本發(fā)明。

具體實施方式

根據(jù)附圖，真空熔化設(shè)備包括利用頂蓋4閉合的低壓爐2。在該低壓爐2中安裝了充滿鋼熔融物的罐6，在罐的底部連接了多個用于輸送過程氣體P1的氣體輸送導(dǎo)管8，在圖中出于簡明的原因僅示出該導(dǎo)管中的一個。低壓爐2和頂蓋4相應(yīng)的構(gòu)成了圍繞罐6的設(shè)備部分。