[发明专利]用于在顶吹方法情况下确定点火时刻的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于在钢转炉中在顶吹方法情况下、尤其是在LD方法情况下确定点火时刻的方法，其中探测在点火时出现的在转炉口与排放罩之间逸出的辐射，以及涉及一种相应的设备。

背景技术

钢生产的目的是制造钢，也就是具有小的碳含量以及期望的诸如硬度、防锈性或可塑性的特性的铁合金。

在鼓风方法中，用氧气对生铁进行精炼。在这些方法中，降低碳分量（精炼（Frischen））的该氧化过程提供足够的热以使钢保持液态，因此在转炉中不需要外部热输送。可以将鼓风方法附加地划分为顶吹方法和底吹方法。属于底吹方法的有：酸性转炉方法、托马斯方法、直接炼铁法（Rennfeuer）和早期的高炉。最公知的顶吹方法是LD方法。

在Linz-Donawitz方法（简称LD方法）情况下，在LD转炉中注入金属废料和液态生铁并且添加造渣剂。经由喷管将氧气吹到熔液上。在此，在钢中不期望的伴生元素，如硫、磷、碳等燃烧并且转化为烟气或炉渣。通过与燃烧所关联的巨大的放热，熔化所添加的废料或可以通过添加废料和矿石减少生铁使用并且将熔液冷却。鼓风持续时间为10至20分钟之间，并且被选择为使得实现期望的脱碳和不期望的杂质的燃烧以及期望的最终温度。制成的钢通过转炉容器翻转到桶中而被放出。首先，具有超过1600℃温度的钢池通过出钢口而被放出到桶中，然后炉渣经由转炉边缘被倒掉。

但是，在钢转炉中的燃烧不随着氧气的吹入而立即开始，而是一般延迟几秒直至90秒，以然后在不可预定的时刻自发地开始。对点火的准确时刻的认识是非常重要的，因为只有从该时刻起氧气才与熔液反应并且该反应的实际持续时间对于过程引导和钢质量、尤其是其碳含量是决定性的。点火时刻与其它参数一起能够实现从开始到结束对鼓风过程的控制。通过对点火时刻的准确认识，可以改善钢的质量，并且省去重新吹入氧气（再鼓风）或重新渗碳（与重新使用硫相关联）。鼓风过程的可重复性得到改善，这也积极地影响过程链的其它步骤，例如二次冶金。

迄今通过操作者借助对转炉的观察来确定点火时刻并由此手动地将点火时刻输入过程控制装置中。但是，与操作者的无经验或可能的注意力不集中同样地，剧烈的烟雾和灰尘生成影响通过操作者进行的明确的点火识别。

也间接地经由测量钢转炉的废气或废气管道中的温度上升来自动探测点火。但是该方法与在实际点火时刻和点火时刻的检测之间的多秒、通常直至30秒的时间延迟相关联。但是，这种对点火时刻的延时的确定对于过程引导来说是不利的。此外，事后可能不精确地、而是仅近似地确定点火时刻。

喷管头中的热膨胀也可以被考虑用于确定点火时刻（借助应变计）。但是这是以高的技术耗费为条件并且只能延迟地确定点火时刻。

由专利文献AT 299 283 B已知，为了准确地确定点火时刻，通过光电池、也就是更更广泛意义下的电子管来测量火焰亮度。

根据AT 299 283 B，该光电池以其光轴水平地布置在转炉出口的上边缘上方大约10cm处，使得该光电池在烟囱罩打开的情况下探测在转炉出口（转炉口）的上边缘与烟囱罩（排放罩）的下边缘之间逸出的辐射。现在光电池被调整为，使得光电池的控制电流在力求达到的反应气体的温度超过大约1100℃、优选大约1200℃的情况下出现，并由此表示点火时刻。光电池的控制电流触发对预先确定的“冶金”氧气量的测量。

AT 299 283 B的方法的缺点在于，其仅提供唯一的数据值，对于顶吹方法的可靠点火识别来说该唯一的数据值通常是不够的。光电池也可以通过一次地干扰、例如在光电池附近的唯一的火花来触发，尽管氧气的真实的点火还未发生。

发明内容

因此本发明的任务是说明一种允许可靠地确定点火时刻的方法，其中不仅仅考虑在转炉口和排放罩之间逸出的辐射的一个测量值。

该任务通过以下方式解决，即最早（因为否则必要时其它、不是来自点火的火焰还在明亮地熊熊燃烧）从氧气喷吹开始（例如在达到一定的氧气流量时），借助包含多个分别与一个图像点相应的光电二极管的传感器、优选借助CCD图像传感器对转炉口和排放罩之间的同一区域的多个时间上相继的图像进行记录，基于由光电二极管测量的辐射强度确定辐射强度在时间上的变化过程（Verlauf），并且将达到预定的辐射强度或预定的辐射强度上升的时刻确定为点火时刻。