一种钢水成分和温度连续检测系统及方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115494010A(43)申请公布日2022.12.20(21)申请号202211310558.0(22)申请日2017.03.03(62)分案原申请数据201710123846.82017.03.03(71)申请人余杨地址400015重庆市渝中区华一路69号洲际花园A栋18-8#(72)发明人余杨(74)专利代理机构北京同恒源知识产权代理有限公司11275专利代理师赵荣之(51)Int.Cl.G01N21/25(2006.01)G01J5/00(2022.01)C21C5/46(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图2页(54)发明名称一种钢水成分和温度连续检测系统及方法(57)摘要本发明涉及一种钢水成分和温度连续检测系统及方法，系统包括设置于转炉炉体A上的检测探道和分析单元，检测探道内设置有光源探头，用于获取钢水光源E的信息；钢水光源E的信息中所包含的原子特征光谱复合光被分析单元分解为原子复合光谱G，将原子复合光谱G与计算机中元素数据库进行分析和计算；分析单元将钢水光源E的信息还原为温度光谱M，将温度光谱M与计算机中温度数据库内的温度数据进行对比和分析。本发明实现钢水温度/关键化学元素成分及含量的连续、实时、准确在线检测、显示和控制。本发明设计紧凑，组装迅速方便，不仅能适用于大、小型不同吨位转炉，从原理上讲，适用于任何不同吨位的各种冶金炉以及混铁炉和连铸机中间罐等。CN115494010ACN115494010A权利要求书1/2页1.一种钢水成分和温度连续检测系统，其特征在于：包括设置于转炉炉体A上的检测探道和分析单元；所述检测探道与炉体内部空间相通，其入口处位置高于钢水液面D，与钢水液面D倾斜一角度θ插入炉体内钢水中；所述检测探道伸入到炉内的端部设置有喷嘴，所述检测探道的入口处设置有惰气喷吹入口，所述惰气为Ar；所述检测探道内设有用于获取钢水光源E信息的光源探头I和光源探头II；所述分析单元包括设置在转炉主控制室内的光源接收器、分光仪、工业相机I、工业相机II和测量计算机，所述光源接收器与工业相机I连接，工业相机I与测量计算机连接；所述分光仪与工业相机II连接，工业相机II与测量计算机连接；所述光源探头I经光纤电缆I与光源接收器连接，所述光源探头II经光纤电缆II与分光仪连接；所述光纤电缆I与光纤电缆II通过设置在检测探道上的光纤电缆接口连接或脱开，所述光纤电缆接口设置在检测探道上端的炼钢转炉炉体外部；所述光源探头I采集钢水光源E的信息，通过光源接收器还原为光谱，并用工业相机I进行连续拍摄和光电转化，得到钢水温度光谱M；所述光源探头II采集钢水光源E的信息，通过分光仪将原子特征光谱复合光分解为光谱线，并用工业相机II进行直接拍摄及光电转化，得到原子复合光谱G；所述测量计算机接收钢水温度光谱M和原子复合光谱G，并分别与存储在测量计算机内的温度数据库和元素数据库进行分析、计算和比对，实现钢水温度和关键化学元素成分及含量的连续、实时、准确在线检测、显示和控制；所述温度数据库的实现包括：钢水温度范围：1500℃～1750℃，如果精度0.5℃，分为500档，在一充满惰气的加热容器中，在某一温度范围内，按一定档次范围逐档以设定温度精度加热容器中样品钢水，同时用工业相机拍摄相应各档次温度光谱，并转化为对应电信号储存于测量计算机数据库中，即获得温度数据库；所述元素数据库的实现包括：通过元素加热试验，找出钢水某一温度下，原子复合光谱波长对应的原子发射强度与钢水某一温度下，多种化学元素的含量存在对应的函数关系；每种元素含量也按区间分档，根据具体元素含量分档，在一充满惰气的加热容器中，在某一温度将某种定量元素按各分档含量加热，使该档含量元素熔化或气化，得到该定量元素在各分档含量与特征波长相应原子发射强度的对应值，同时用工业相机拍摄该定量元素在各分档含量与特征波长相应原子发射强度，并转化为对应电信号储存于测量计算机数据库中，即获得元素数据库。2.一种钢水成分和温度连续检测方法，其特征在于：包括以下步骤：通过检测探道上的惰气喷吹入口向熔池内吹入Ar或N2惰性气体；通过光源探头获取到探测喷嘴端部前方钢水表面上形成的脉动球形空腔高保真钢水光源E原色光谱；利用光源接收器将钢水光源E的信息还原为光谱，并用工业相机I进行连续拍摄和光电转化，得到钢水温度光谱M；利用分光仪将原子特征光谱复合光分解为光谱线，并用工业相机II进行直接拍摄及光电转化，得到原子复合光谱G；在测量计算机中构建温度数据库和元素数据库，其中温度数据库的实现包括：钢水温2CN115494010A权利要求书2/2页度范围：1500℃～1750℃，如果精度0.5℃，分为500档，在一充满惰气的加热容器中，在某一温度范围内，按