[发明专利]一种顶吹氧转炉炼钢非接触测温系统及其使用方法

权利要求书

1.一种顶吹氧转炉炼钢非接触测温系统，其特征在于，所述顶吹氧转炉的顶部设置有吹氧导管(1)和废气收集导管(5)，所述吹氧导管(1)连通所述顶吹氧转炉的内外部，位于钢水液面(2)的上方，所述废气收集导管(5)通过废气冷却水池(6)与废气排出口(7)相通，所述自动控温系统(4)依次包括光学接受系统(8)、双色交叉光路(9)、光电转换单元(10)、A/D模数变换单元(11)、信息处理单元(12)和自动控制系统(13)，在所述顶吹氧转炉的顶部、与所述吹氧导管(1)相邻的位置上设置有非接触测温探头(3)，所述非接触测温探头(3)与所述自动控温系统(4)相连，所述非接触测温探头(3)具体为套筒式结构，包括内层管道和外层管道。

2.根据权利要求1所述的一种顶吹氧转炉炼钢非接触测温系统，其特征在于，在所述顶吹氧转炉顶部和所述内层管道内设有低压吹气导管(14)，所述低压吹气导管(14)通1.2个大气压的气体；所述吹氧导管(1)包括水平导管部分和垂直导管部分；所述非接触测温探头(3)垂直于所述钢水液面(2)；在所述顶吹氧转炉内、所述水平导管部分的外侧和所述低压吹气导管(14)的外侧设置有冷却水套管(15)。

3.根据权利要求2所述的一种顶吹氧转炉炼钢非接触测温系统，其特征在于，所述光学接受系统(8)具有高的距离口径的S/D比值；所述双色交叉光路(9)包括两种探测波长互相叠加；所述光电转换单元(10)包括和所述探测波长相对应的两种光电器件。

4.根据权利要求2所述的一种顶吹氧转炉炼钢非接触测温系统，其特征在于，所述A/D模数变换单元(11)具有高精度和快转换速度；所述信息处理单元(12)包括计算方法；所述自动控制系统(13)包括工业控温装置和显示装置；所述非接触测温探头(3)具体为红外线测温探头。

5.根据权利要求2～4任一项所述的一种顶吹氧转炉炼钢非接触测温系统，其特征在于，所述自动控温系统(4)的测温精度为1‰，控温范围为700℃～3000℃，测温时间间隔为50ms。

6.一种如权利要求5所述的顶吹氧转炉炼钢非接触测温系统的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)通过所述低压吹气导管(14)向钢水方向吹纯净且透明气体，使非接触测温探头(3)到钢水液面(2)之间的光路保持清洁；

2)开始对钢水进行非接触测温，利用自动控温系统(4)双波长交叉法探测钢水的辐射强度；

3)建立钢水辐射测温物理模型，计算所述双波长交叉法所测得的所述钢水的辐射强度之比与所述钢水的温度之间的关系。

7.根据权利要求6所述的一种顶吹氧转炉炼钢非接触测温系统的使用方法，其特征在于，所述钢水辐射测温物理模型包括钢水辐射强度的表达公式、辐射的相关系数A与B、所述辐射的相关系数A与B的求解方法和所述钢水的温度的求解方法，

所述钢水辐射强度的表达公式具体为：

ψ(λ，Т)＝Aλ^-5(е^B/λТ-1)^-1，

或ψ(λ，Т)＝Aλ^-5е^-B/λТ，

其中ψ(λ，Т)是所述钢水的辐射强度，λ为辐射波长，T为所述钢水的温度，A、B为所述辐射的相关系数。