[发明专利]转炉的实时炉渣状态监测装置

说明书

本发明涉及一种转炉的实时炉渣状态监测装置，通过监测设置在炉口的探测杆的振动状态，计算炉口每一时刻的炉气流量，并根据该炉气流量判定转炉的实时炉渣状态，响应快、精度高，且安装成本低、自动化程度高，能够快速精确的感知转炉内部的炉渣反应情况，为后续决策控制提供精准的有效依据，进一步提高钢水质量、生产效率和安全性。

技术领域

本发明涉及冶金行业的检测领域，尤其涉及一种转炉的炉渣状态监测装置。

背景技术

转炉通过化渣有效去除钢水中的硫、磷等有害元素，是炼钢工艺中的主体设备，更是高品质钢生产和成本控制的重要环节。但是，转炉的化渣过程中，可能出现渣液面过低，即炉渣中固相物质比例增加，液相物质比例降低的“返干”现象，造成化渣不充分，影响钢生产质量和生产成本；也可能出现渣液面过高，即固相物质比例降低，液相物质比例增加的“喷溅”现象，造成严重的经济损失和人员损伤。因此，在此过程中，需要根据化渣状态，即转炉内的炉渣状态及时调整氧枪高度、提枪或加入矿石等含铁量高的化渣剂等，防止“返干”和“喷溅”现象的发生。

如何及时了解转炉化渣过程中的当前炉渣状态是冶金行业中的一个重要监测指标。现有技术中的炉渣状态监测装置主要有四：一是，人工判定法：熟练的窑炉工根据转炉内发出的吹炼噪声进行人工判断，但是人的工作状态不稳定，且受外部噪声及炉子形状等外部环境因素影响很大，判定结果不精确；二是，图像分析法：拍摄炉口处的图像或视频，进行图像分析，由于拍摄需要时间，且仅仅是在炉口拍摄，不能及时了解炉内情况，所以判定时间相对滞后；三是炉气分析法：采集炉口的炉气，进行成分分析，与图像分析法一致，判定时间滞后，通常需要延时10分钟以上，且安装成本高；四是，氧枪振动监测法：实时监测氧枪振动状态，但是因氧枪直径大，监测精度不高，判定结果不稳定。

因此，如何提供一种响应快、精度高、成本低的炉渣状态监测装置，是目前冶金行业中的一个重要技术问题。

发明内容

为提供一种响应快、精度高、成本低的炉渣状态监测装置，本发明提供了一种转炉的实时炉渣状态监测装置，包括：

探测杆8，设置在所述转炉的炉口；

传感单元9，与所述探测杆8连接，用于实时监测所述探测杆8的每一时刻的振动状态A_(t)；

信号处理单元10，与所述传感单元9连接，用于根据所述探测杆8的每一时刻的振动状态A_(t)，计算所述炉口每一时刻的炉气流量B_(t)；

控制单元11，与所述信号处理单元10连接，用于根据所述炉口的每一时刻的炉气流量B_(t)，判断所述转炉的实时炉渣状态C_(t)。

进一步地，所述探测杆8，包括：

探测杆头81、探测杆体82和安装孔83；

所述探测杆头81，设置在所述探测杆体82的前端端部；

所述安装孔83，设置在所述探测杆体的后端端部，用于安装所述传感单元9。

进一步地，所述信号处理单元10，包括采样子单元101、处理子单元102和计算子单元103；

所述采样子单元101，与所述传感单元9和所述处理子单元102连接，用于采样接收所述探测杆8的每一时刻的振动状态A_(t)并发送至处理子单元102；

所述处理子单元102，还与所述计算子单元103连接，用于根据所述探测杆8的每一时刻的振动状态A_(t)，分析得出所述探测杆8的每一时刻的振动频率P_(t)和振动幅度Q_(t)；