[发明专利]炉内熔渣料面测定法及其测定仪

说明书

本发明涉及一种炉内熔渣料面测定法，用以预测转炉内精炼期间发生的喷溅现象，并涉及该测定法用的测定仪。

悬浮在转炉内熔融金属表面的熔渣在精炼期间按转炉中精炼的各种因素（即按熔渣的组成和粘度、熔渣的含氧量等因素）的情况而起泡。当熔渣的这种起泡现象剧烈进行时，就产生所谓喷溅现象，对熔融金属的组成起很坏的影响。当这种喷溅现象继续持续下去时，就产生工作能力降低、废气的热量减少、工作环境恶化（例如产生红烟）、设备损坏等问题。

另一方面，采用熔渣起泡抑制剂，或限制供到吹氧管的氧气量从而减少所产生的废气量，这些都是从防止熔渣喷溅的角度而采取的措施。但熔渣起泡抑制剂的用量过大时会带来以下缺点：成本增加，热效率因炉内温度降低而变差。另外，限制供氧量会使操作过程因反应效率下降而延长，即降低生产率。

因此为防止喷溅现象发生，对于转炉的正常操作不仅要能预测转炉中的喷溅现象，而且要能定量地精确掌握转炉中熔渣的料面。

所以就考虑定量测定转炉中熔渣料面的方法。这类方法一般主要是考虑采用雷达式料面测定仪，这种测定仪采用即使在多尘、多烟的测量环境中也能直线传播的微波。

未经审查的日本专利出版物昭-63-21584中就公开了这种普通的采用微波雷达的熔渣料面测定仪的一个例子。在该公开的熔渣料面测定仪中，频率约为10千兆赫的载波用的微波FMCM（调频连续波）式雷达天线固定在转炉体的上部分上，用以将微波通过天线发射向熔渣的表面。微波信号在天线与熔渣表面之间往返所需要的传播时间（即微波信号通过天线发射时到微波信号经熔渣表面反射之后由天线加以接收时所经历的时间）经测定后被换算成距离值。但普通熔渣料面测定仪具有这样的缺点，即当起泡的熔渣表面对这种微波的反射率低时，FMCM式雷达就不灵敏。

为解决FMCM式雷达的上述问题，本发明受让人申请的日本专利（即未经审查的日本专利出版物平-2-98685）提出了一种经改进的熔渣料面测定仪。在这种经改进的熔渣料面测定仪中，采用了一种应用载波频率约为10千兆赫的微波的伪随机信号处理式的微波雷达。在该熔渣料面测定仪中，附在水冷式波导的一端的水冷式天线插入转炉中固定起来。微波在水冷却天线与熔渣表面之间往返所需要的传播时间（即从微波通过水冷式天线发射出去到微波信号经熔渣表面反射后由水冷式天线所接收时所经历的时间）经测定后被换算成距离值。

在这些一般方法中，需要将天线固定在转炉上部的炉罩上的固定处或插入孔，因为在任何情况下都必须设置天线。但为将天线固定到炉罩就需要划出一定的空间，这项工作是相当复杂的，从而由于需要密集配置转炉的各种辅助设备（例如主氧枪、副氧枪、辅助原料供料斗、除尘器等），因而提高了设备成本。特别是，为安装天线而重新装配转炉或近年来为了节约能量而在炉罩上设置锅炉管道以便循环使用废热时，炉罩的重装费用是很大的。

本发明的一个目的是提供一种炉内熔渣料面测定法及其所使用的测定仪，其中将精炼期间最后阶段插副氧枪用的副氧枪插入孔公用，即：也用于作为天线的插入孔，从而在转炉精炼期间该孔供天线和副氧枪交替使用。

本发明的另一个目的是提供一种采用廉价器材即能精确连续地测定熔渣料面而不受多尘等的测量环境影响的炉内熔渣料面测定仪。

本发明的中另一个目的是提供一种采用诸如巴克码（Barker  code）之类的伪随机信号测定炉内熔渣料面的炉内熔渣料面测定仪。

本发明的另一个目的是提供一种即使炉中熔渣料面的变化很大时也能高度精确测定炉中熔渣料面位置的炉内熔渣料面测定仪。

按照本发明的一个方面，在本发明的炉内熔渣料面测定法和测定仪中，熔渣料面计（微波雷达）中的副氧枪和天线系短时间轮流插入转炉炉罩上的一个公用孔中的。因此，由于两种用途可由一个公用孔来实现，因而本发明的方法和仪器所用的设备结构简单。特别是，采用具有副氧枪插入孔的一般转炉时，转炉的改造就更容易。在精炼期的第一和第二（中间）阶段中将天线插入转炉中测定熔渣料面，就可以真正掌握熔渣的情况，从而精确预测喷溅的发生。这样就可借助于喷溅抑制装置防止喷溅，从而使转炉内的精炼过程高效进行。另一方面，在精炼期的最后阶段，将副氧枪插入转炉中借助于该插入转炉中的副氧枪测定熔融金属的温度、提取所采集的熔融金属样品、提取所采集的熔渣样品等。