[发明专利]一种炼钢转炉炉门自动测温取样方法

说明书

本发明提供一种炼钢转炉炉门自动测温取样方法，包括在转炉炉门前地面轨道上移动的走行机构、共同安装于走行机构上的悬挂式炉前挡火门和测温取样机器人，其中，测温取样机器人在待机位其钢渣喷溅防护板与悬挂式炉前挡火门构成完整的炉渣喷溅与高温辐射防护挡板；机器人采集炉口实时图像信息为操作工维护转炉提供信息，机器人采集钢水与渣块位置信息能自主决策和控制测温取样探头伸出距离和插入位置。本发明使用机器人替代人工进行测温取样，能避免操作工被钢渣喷溅烫伤，并且显著提高作业成功率，是一种具有广泛应用前景的先进技术。

技术领域

本发明属于冶金技术领域，尤其是涉及一种炼钢转炉炉门自动测温取样方法。

背景技术

转炉炼钢是大规模生产优质廉价钢水的先进工艺。大部分转炉的炼钢过程分为五步：a)将铁水、废钢、生铁等炼钢材料加入到转炉中；b)通过控制氧枪高度和流量大小来控制转炉的吹炼状态，在吹炼过程中，通过炉顶的料仓加入造渣材料并进行化渣；c)预测终点，进行取样测温；d)进行脱氧和合金化处理，钢水出钢；e)溅渣护炉。目前的测温取样作业有人工测温取样和副枪测温取样两种形式，中小转炉多数采用人工作业，而先进的大中型转炉一般采用副枪。副枪自动测温取样不用倒炉操作，可以节约2～3min的冶炼周期，是一种被广泛应用的先进技术。副枪快速提供过程碳含量及钢液温度，更有利于冶炼终点达到碳温双命中，副枪获取终点碳含量及氧活度数据等数据有利于冶炼优质钢，在提高钢的产量、质量同时，能够降低能耗及成本。

但是对于炉口较小的转炉，由于不能同时安排氧枪插入位置和副枪插入位置，依然需要倒炉操作，在转炉炉前进行人工测温取样。即便是配置有副枪的大中型转炉在冶炼特殊钢种时，往往需要多次测温取样操作，而特殊的炉况可能使副枪自动测温取样失败。这是因为一般吹炼过程分为吹炼前期、中期和后期，三个阶段有其不同的特征。在吹炼的初期，倒入的铁水温度在1300℃左右，温度较低，加入的造渣材料石灰逐渐溶解容易形成结块。吹炼中后期碳氧反应剧烈，温度过高时渣中FeO减少，容易生成高熔点的3CaO·SiO₂等，使得炉渣返干，析出部分CaO、MgO等固态质点和大离子集团物质，炉渣变粘严重时结成大块，妨碍了副枪探头的插入。因此现有的转炉生产过程依然难免人工测温取样。

CN108444616A和CN108359767A公开了“一种炼钢转炉钢水的炉前自动测温与取样系统”和“一种炼钢转炉钢水的炉前自动测温和/或取样方法”，以非常复杂的装置和非常繁琐的方法实现了炼钢转炉钢水的炉前自动测温和/或取样，但存在多处不合理，例如从下达测温取样指令到探头插入钢水，该装置需要进行7个动作才能完成，而所配置的机器人并不执行测温取样的操作，且机器视觉系统的作用仅仅是确定测温取样枪头在套管拆装位的变形量。包括CN204903227U钢水自动测温取样装置、CN206599583U炼钢炉自动测温取样装置、CN104697813B炼钢炉自动测温取样装置、CN202830074U倾斜式副枪驱动装置、CN202793645U炼钢过程中的钢水自动测温和取样装置、CN206052067U转炉炼钢终点参数检测兼钢液提样探头自动送取系统及伸缩管组件等公开技术，或者固定安装于固定支架上，或者带有复杂的回转机构等，但均为一些功能单一的自动化装置，无法实时选择及改变测点位置，避开钢液中的结块，因此自动测温取样的成功率很低。

然而，现有的测温取样机器人采用多关节六自由度的机械臂，故障率较高，可达空间不足，且主要用在电炉或精炼炉等生产场所，因此有必要研究适合转炉炉门测温取样的新方法及智能化的多功能的测温取样机器人，克服上述不足。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种炼钢转炉炉门自动测温取样方法，以替代人工对钢水实现安全、准确测温取样，达到智能、经济、一键式自动炼钢目的。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明技术方案如下：

一种炼钢转炉炉门自动测温取样方法，适用于炉前测温或取样，包括悬挂式炉前挡火门、炉门走行机构、测温取样机器人等安装为一体，其自动测温取样装置按如下的步骤完成一次测温或取样周期操作：