[发明专利]一种炼钢高温液态炉渣成分在线检测分析装置

说明书

本发明涉及冶金检测技术领域，具体是一种炼钢高温液态炉渣成分在线检测分析装置，包括炉渣成分快速分析仪和光学探头；所述炉渣成分快速分析仪包括激光器、控制器、波谱仪和探头导管，所述激光器、所述控制器、所述波谱仪和所述探头导管通过电信号传输连接；所述光学探头包括空心圆管和玻璃窗口，所述玻璃窗口固定在所述空心圆管的一端，所述空心圆管的另一端为开口状态。本发明采用插入式抗高温的探头，直接接触炉渣，实现在线快速的炉渣成分分析，可以无需取样、冷却、制样等过程，直接分析高温炉渣成分，缩短取样分析周期，以实现实时反馈炉渣成分和实现在线调整炉渣成分的需要，分析时间在20秒以内。

技术领域

本发明涉及冶金检测技术领域，具体是一种炼钢高温液态炉渣成分在线检测分析装置。

背景技术

在炼钢过程中，依据所炼钢种的成分和性能的差异，需要在冶炼过程中添加不同种类的造渣剂，包括石灰、萤石、白云山、铁矿石和预熔渣等多种渣料，经过熔炼后形成不同成分和物理性能的炉渣，这些炉渣与钢水里面的杂质元素发生化学和物理反应，形成不同的硫化物、磷化物和氧化物等，达到从钢水中去除这些硫、磷、氧等有害元素和夹杂物的技术效果，从而提高钢水的洁净度和改善钢的性能；因此，炉渣成分与冶炼钢种目标息息相关，是炼钢过程中的重要参数，炼钢工需要经常分析炉渣成分，来调整所加造渣剂的种类和数量。

一般炼钢炉内炉渣温度通常在1500℃以上，炉渣是一种介于固态和液态之间的熔融混合物，炉渣表层为固态，底层与钢液接触的部位为液态，液态炉渣成分更均匀，更有代表性。目前炉渣成分的分析一般是采用离线分析方法，先在炉内取渣样，待其冷却后形成固体渣粒，对固体渣粒进行压片制样，再送到化验室分析，采用目前最快速的X射线荧光光谱法分析炉渣，整个流程一般需要8-30分钟；如果采用化学分析方法，则需要数天的时间，至于炉渣常用的其他分析方法如原子吸收光谱、电感耦合等离子发射谱，同样都是离线方法，所需时间均较长。而炼钢冶炼节奏很快，通常30分钟左右一炉钢，由于不能在线快速反馈炉渣成分信息，对炼钢冶炼成分和目标的精确控制造成很大影响。

现有技术中，中国专利(公告号：CN102305785A，公告日：2012.01.04)公开了一种熔融炉渣成分实时在线检测装置，采用非接触式分析方法，利用聚焦的方式在渣面形成激发点，而实际上，炼钢过程中熔渣的液面由于钢液的搅动，液面波动很大，且在剧烈变化，难以形成聚集点。

另外，2014年全国炼钢学术会议上发表了一篇“转炉渣、精炼渣化学成分含量的全自动在线分析”的文章，该文章叙述的内容仍然是传统荧光分析炉渣工艺，需要取样、冷却、制样，再进行荧光分析，实际上是一种离线分析方法，只是文章把这些设备进行了集中处理，缩短分析时间，文中记录所需的分析时间是9分20秒，满足不了在线实时分析的需要。

发明内容

为了解决上述背景技术中提出的问题，本发明提供了一种炼钢高温液态炉渣成分在线检测分析装置，包括炉渣成分快速分析仪和光学探头,所述炉渣成分快速分析仪和所述光学探头通过插拔的方式连接和分离；所述炉渣成分快速分析仪包括激光器、控制器、波谱仪和探头导管，所述激光器、所述控制器、所述波谱仪和所述探头导管通过电信号传输连接，用于分析出炉渣成分并输出结果；所述光学探头包括空心圆管和玻璃窗口，所述玻璃窗口固定在所述空心圆管的一端，所述空心圆管的另一端为开口状态。

作为本发明的进一步方案，所述激光器的功率范围为20-400mj。

作为本发明的进一步方案，所述探头导管为中空金属圆管，其外径与所述空心圆管的内径相同，材质为不锈钢、耐热钢或耐热合金，管壁厚度2-10mm。

作为本发明的进一步方案，所述探头导管内部安装有由激光光路镜片组成的光路系统。

作为本发明的进一步方案，所述空心圆管的内径范围为20-120mm，长度范围为300-1200mm，材质为轻质耐火材料，管壁厚度5-30mm。

作为本发明的进一步方案，所述轻质耐火材料优选为纸质。