[發(fā)明專利]一種冶金成分在線檢測裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711306164.7
• 申請日: 2017-12-11
• 公開（公告）號: CN108398405B
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙天卓;聶樹真;樊仲維;連富強;劉洋;林蔚然;貊澤強;王璞;肖紅;李欣;鐘奇秀
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院光電研究院
• 主分類號: G01N21/63
• 分類號: G01N21/63
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩;吳歡燕

本發(fā)明提供一種冶金成分在線檢測裝置，包括真空熔煉爐、氣密閥門、激光誘導(dǎo)光源、采集單元和光譜分析單元；真空熔煉爐的爐體上開設(shè)有若干個窗口，任一窗口與氣密閥門對應(yīng)連接；激光誘導(dǎo)光源、采集單元和光譜分析單元設(shè)置在真空熔煉爐外部；激光誘導(dǎo)光源和采集單元工作時，激光誘導(dǎo)光源發(fā)出的激光通過氣密閥門和窗口誘導(dǎo)熔融金屬液體，采集單元通過氣密閥門和窗口采集等離子體光；光譜分析單元與采集單元連接，根據(jù)等離子體光分析熔融金屬液體的成分。本發(fā)明提供的裝置，在真空熔煉爐爐體窗口上設(shè)置了氣密閥門，在實現(xiàn)冶金成分的在線檢測的同時，保證了爐內(nèi)真空環(huán)境的穩(wěn)定，大大節(jié)省了時間成本，為冶金材料的精確配比提供了數(shù)據(jù)支持。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及冶金成分檢測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種冶金成分在線檢測裝置。

背景技術(shù)

金屬及合金在冶煉過程中需要檢測化學(xué)成分的變化，以此控制產(chǎn)品質(zhì)量，并判斷冶煉終點。

目前，由于缺乏先進的在線測量技術(shù)，冶煉過程普遍采用人工取樣和制樣的離線檢測方式。例如，在煉鋼過程中，對高溫鋼液的檢測需要通過取樣、冷卻、打磨、拋光等一系列過程后，再拿到分析儀器上進行測量和分析，整個過程需要花費3～5分鐘時間，占去冶煉時間的十分之一以上。這種費時的離線檢測方式不僅造成質(zhì)量控制落后，同時也造成大量能源浪費。而我國作為冶金大國，2010年全國粗鋼產(chǎn)量為62665萬噸，鋼鐵行業(yè)平均噸鋼綜合能耗為615千克標(biāo)準(zhǔn)煤，按國家統(tǒng)計局每度電折0.404千克標(biāo)準(zhǔn)煤計算，我國鋼鐵行業(yè)每年由此消耗的能源高達(dá)429.27億度。

綜上，隨著冶金行業(yè)生產(chǎn)模式的日益大型化、高速化和連續(xù)化，冶金行業(yè)對于在線檢測液態(tài)金屬成分技術(shù)的需求也日漸迫切。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的離線檢測費時費能問題，提供了一種冶金成分在線檢測裝置。

本發(fā)明提出一種冶金成分在線檢測裝置，包括真空熔煉爐、氣密閥門、激光誘導(dǎo)光源、采集單元和光譜分析單元；所述真空熔煉爐的爐體上開設(shè)有若干個窗口，任一所述窗口與所述氣密閥門對應(yīng)連接；所述激光誘導(dǎo)光源、采集單元和光譜分析單元設(shè)置在所述真空熔煉爐外部；所述激光誘導(dǎo)光源和采集單元工作時，所述激光誘導(dǎo)光源發(fā)出的激光通過所述氣密閥門和窗口誘導(dǎo)所述熔融金屬液體，所述采集單元通過所述氣密閥門和窗口采集所述等離子體光；所述光譜分析單元與所述采集單元連接，所述光譜分析單元根據(jù)所述等離子體光分析所述熔融金屬液體的成分。

優(yōu)選地，還包括若干個容置單元，任一所述容置單元上設(shè)置有所述激光誘導(dǎo)光源和/或采集單元；任一所述容置單元上還能夠設(shè)置所述光譜分析單元。

優(yōu)選地，還包括機柜，所述機柜內(nèi)設(shè)置有所述光譜分析單元；所述機柜內(nèi)還能夠設(shè)置電源單元、冷卻單元和同步信號單元中的至少一種。

優(yōu)選地，所述機柜內(nèi)還設(shè)置有所述激光誘導(dǎo)光源和/或采集單元；對應(yīng)地，還包括激光傳導(dǎo)單元，所述機柜內(nèi)的激光誘導(dǎo)光源和/或采集單元與所述激光傳導(dǎo)單元連接。

優(yōu)選地，還包括移動單元，所述移動單元與所有所述容置單元連接；所述移動單元用于移動所述容置單元，并控制所述容置單元與氣密閥門的對接和分離。

優(yōu)選地，還包括控制單元，所述控制單元分別與所述激光誘導(dǎo)光源、采集單元、氣密閥門、光譜分析單元和移動單元連接。

優(yōu)選地，還包括測溫單元和/或填料單元；所述測溫單元和填料單元設(shè)置在所述容置單元上。

優(yōu)選地，還包括反饋單元，所述反饋單元分別與所述光譜分析單元和填料單元電連接；所述反饋單元根據(jù)所述熔融金屬液體的成分和預(yù)先設(shè)定的成分配比調(diào)整所述填料單元的填料配比。

優(yōu)選地，所述光譜分析單元包括分光子單元和分析子單元，所述分光子單元和分析子單元連接；所述分光子單元用于對所述等離子體光進行分光，并輸出光譜數(shù)據(jù)；所述分析子單元根據(jù)所述光譜數(shù)據(jù)分析所述熔融金屬液體的成分。