一种电弧炉炼钢终点控制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113604630A(43)申请公布日2021.11.05(21)申请号202110859965.6(22)申请日2021.07.28(71)申请人北京科技大学地址100083北京市海淀区学院路30号申请人北京科大国泰能源环境工程技术有限公司(72)发明人魏光升田博涵朱荣冯超董凯杨树峰王美晨刘润藻张宇航李欣张洪金(74)专利代理机构北京市广友专利事务所有限责任公司11237代理人张仲波(51)Int.Cl.C21C5/52(2006.01)C21C7/068(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图1页(54)发明名称一种电弧炉炼钢终点控制方法(57)摘要本发明的实施例公开一种电弧炉炼钢终点控制方法，属于电弧炉炼钢的技术领域。本发明将计算机控制系统集成多功能喷吹系统、供电系统、温度测量系统和碳含量检测系统于一体，根据在线测得的钢液温度、碳含量数据及冶炼工艺目标要求，自动控制电弧炉炼钢钢液温度、碳含量的在线测量模式和吹氧供电冶炼模式，动态调整不同模式下的供氧流量、电极供电制度及冶炼时间，并通过钢液温度、碳含量在线测量模式和吹氧供电冶炼模式的自动循环切换，保证冶炼终点钢液温度和碳含量的同时命中，实现电弧炉炼钢过程终点的精准控制，避免了人工测温取样，提高了电弧炉冶炼质量，缩短了冶炼时间，加快了生产节奏，降低了生产成本，促进了电弧炉炼钢的智能化。CN113604630ACN113604630A权利要求书1/2页1.一种电弧炉炼钢终点控制方法，其特征在于，所述电弧炉炼钢终点控制方法以N2、O2为气体供应源，利用电弧炉炉壁集束射流氧枪产生超音速射流，排开电弧炉炉膛内恶劣的烟尘，穿透钢液表面的泡沫渣层，在集束射流氧枪和冲击区裸露钢液之间形成纯净的射流气体通道；安装在集束射流氧枪端部的红外测温仪和光谱定碳仪的信号接收探头传感器通过纯净的射流气体通道接收裸露钢液发出的辐射信号从而判定钢液的温度和碳含量；计算机控制系统根据测量得到的钢液温度和碳含量控制电弧炉炉壁氧枪供氧和电极供电，当钢液温度和碳含量的测量结果达到冶炼要求时，计算机控制系统自动终止冶炼，断电出钢，从而实现集多功能喷吹、供电、温度测量和碳含量检测于一体的电弧炉炼钢终点控制。2.根据权利要求1所述的电弧炉炼钢终点控制方法，其特征在于，所述电弧炉炼钢终点控制方法包括冶炼终点钢液温度和碳含量定点测量与吹氧供电冶炼循环切换的电弧炉炼钢终点控制模式和冶炼终点钢液碳含量定点测量、钢液温度连续测量和吹氧供电冶炼同时进行的电弧炉炼钢终点控制模式的两种终点控制模式。3.根据权利要求2所述的电弧炉炼钢终点控制方法，其特征在于，所述冶炼终点钢液温度和碳含量定点测量与吹氧供电冶炼循环切换的电弧炉炼钢终点控制模式，步骤如下：步骤1：电弧炉炼钢接近冶炼终点时，在计算机控制系统的作用下，系统切换至冶炼终点测量模式：控制阀组完成N2/O2切换，4支电弧炉炉壁集束射流氧枪停止供氧改为供氮，其产生超音速N2射流穿透电弧炉内钢液表面的泡沫渣层，排开炉膛内恶劣的烟尘环境，在射流冲击区出现裸露的钢液；步骤2：待超音速N2射流稳定后，安装在集束射流氧枪端部的红外测温仪的信号接收探头传感器和光谱定碳仪的信号接收探头传感器通过电弧炉炉壁氧枪与冲击区裸露钢液间纯净的N2射流通道分别接收钢液辐射的特征信号，特征信号分别由传输线缆经特征信号转换器输送至计算机控制系统处理后得到钢液的温度和碳含量；步骤3：在计算控制系统作用下，系统切换至吹氧供电冶炼模式：系统根据所测碳含量以及冶炼要求控制控制阀组完成N2/O2切换，停止供氮改为供氧，4支电弧炉炉壁集束射流氧枪产生超音速O2射流继续脱碳，同时，计算机控制系统根据所测温度控制电极供电；步骤4：一定时间间隔后，系统自动切换至步骤1和步骤2的终点测量模式测量钢液的温度和碳含量，并判断是否达到出钢要求；若未满足工艺规定的终点出钢要求，继续步骤3进入冶炼模式进行进一步冶炼；若满足工艺规定的终点出钢要求，计算机控制系统自动终止冶炼，断电出钢。4.根据权利要求2所述的电弧炉炼钢终点控制方法，其特征在于，所述冶炼终点钢液碳含量定点测量、钢液温度连续测量和吹氧供电冶炼同时进行的电弧炉炼钢终点控制模式，步骤如下：步骤1：在计算机控制系统作用下，系统切换至冶炼终点钢液碳含量测量模式，相关控制阀组完成N2/O2切换，2支电弧炉炉壁集束射流氧枪停止供氧改为供氮，其产生超音速N2射流穿透电弧炉内钢液表面的泡沫渣层，排开炉膛内恶劣的烟尘环境，在射流冲击区出现裸露的钢液；待超音速N2射流稳定后，安装在集束射流氧枪端部的光谱定碳仪信号接收探头传感器通过纯净的N2射流通道接收钢液辐射的特征信号，特征信号由传输线缆经特征信号转换器输送至计算机控制系