[發明專利]一種真空感應爐溫度、成分快速檢測裝置及方法

在審

• 申請號: 202011132258.9
• 申請日: 2020-10-21
• 公開（公告）號: CN112525888A
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發明（設計）人: 劉艷麗;石玉龍;劉需;王育飛;薛峰
• 申請（專利權）人: 河鋼股份有限公司
• 主分類號: G01N21/71
• 分類號: G01N21/71;G01J5/60
• 代理公司: 石家莊冀科專利商標事務所有限公司 13108
• 代理人: 趙幸

本發明涉及一種真空感應爐溫度、成分快速檢測裝置及方法，屬于紅外及等離子體發射光譜測量技術領域。本發明的技術方案是：透氣磚（2）中間開有透氣磚氣縫（3）和透氣磚氣室（4）；一轉三光纖（9）的頂部合為一束光纖，安裝有藍寶石窗口（5），并安裝在透氣磚氣室（4）內部；一轉三光纖（9）的尾部分為三根光纖，分別與激光器（10）、光譜儀（11）和比色法紅外測溫儀（12）連接；氬氣進氣管道（6）套接在一轉三光纖（9）的外部，氬氣進氣管道（6）的尾端連接氬氣控制裝置（8）。本發明的有益效果是：實現溫度、成分的同時檢測，獲取冶煉全過程實時、連續數據，實時調整、高質量指導煉鋼過程，具有精度高、成本低、體積小的優點。

技術領域

本發明涉及一種真空感應爐溫度、成分快速檢測裝置及方法，屬于紅外及等離子體發射光譜測量技術領域。

背景技術

在鋼鐵冶煉中，為進行質量控制和冶煉終點預報，產品、物料化學組分及溫度的快速檢測都至關重要：溫度控制影響著冶煉操作、成分控制、澆注過程和鑄錠質量等方面，主要是過程溫度控制和終點溫度控制，終點溫度控制的好壞會直接影響到冶煉過程中的能量消耗、合金元素的收得率、爐襯使用壽命及成品鋼的質量等技術經濟指標；出鋼溫度過高會增加冶煉中的能量消耗，對坩堝和澆鑄系統的耐材侵蝕加劇，外來夾雜物增加，影響合金元素的收得率。

目前廣泛采用的熱電偶測溫方式，只可間斷性散點檢測某個瞬時溫度，無法獲取整個過程的溫度趨勢，且測溫范圍較窄；偶頭的探入會引起金屬飛濺，造成本爐鋼金屬損失，液面的沸騰還會卷入雜質引起本爐鋼的污染，同時飛濺的鋼渣粘到爐壁出鋼不干凈造成下爐次鋼污染；偶頭的紙筒進入鋼液造成增碳現象；另外，多次偶頭的探入會引入空氣，對冶煉過程帶來影響；而且往往存在人為測量誤差。

通過國內外企業對標發現，目前真空感應爐冶煉中成分檢測主要依賴離線工藝，取樣、制樣、送檢，過程繁瑣、時間滯后。溫度與成分同時實時檢測是冶金過程的一個迫切需求。

中國專利申請號201620954951.7公開了“一種鋼水溫度直接快速檢測裝置”，提供了一種直接快速檢測鋼水實際溫度的方案，為了測得鋼液溫度需撥開鋼渣，此發明僅可用于開放式爐膛檢測應用，不適于真空冶煉環境；中國專利申請號201810036055.6公開了“一種非真空電磁感應爐測溫取樣裝置及方法”，采用全液壓傳動方式，實現遠距離測溫取樣功能，但也不適用于真空感應爐環境；中國專利申請號201811461045.3公開了一種“一種LF精煉爐鋼水成分的連續檢測分析系統”實現了LF精煉爐鋼水成分的連續檢測，但未實現溫度、成分的同時測定；中國專利申請號201620565834.1公開了“一種同時對熔融金屬的元素含量和溫度進行無接觸測量的系統”，可同時實現真空冶煉環境中熔融金屬的元素含量、溫度無接觸測量，但采用特制耐高溫無接觸式導光系統配合輔助真空實現，光學元件通用性差、裝置整體成本較高，不利于工業化應用。

綜上所述，本領域目前存在著發展一種真空感應爐中低成本、快速實現溫度、成分同時檢測的裝置及方法的技術需求。

發明內容

本發明目的是提供一種真空感應爐溫度、成分快速檢測裝置及方法，應用紅外比色測溫技術結合LIBS技術實現溫度、成分的同時檢測，獲取冶煉全過程實時、連續數據，得到溫度、成分全流程工作曲線，掌握數據變動規律，實時調整、高質量指導煉鋼過程，具有精度高、成本低、體積小的優點，基本可實現所有具有真空功能冶煉爐，可掌握不同鋼種所需的最佳冶煉工藝，對成分的快速直接檢測可實時調整煉鋼過程，同時可避免各種干擾，對冶煉過程節能減排、節約能耗、煉鋼工藝的提升都有革命性改變，有效地解決了背景技術中存在的上述問題。