[发明专利]一种吹氧炼钢转炉钢水温度测量仪

说明书

本发明涉及温度测量仪器，具体而言是一种吹氧炼钢转炉钢水温度测量仪。

现有吹氧炼钢转炉钢水温度测量仪有两种，一是适合小型转炉人工插入钢水测温的测温枪，另一种是大型转炉上采用的置于吹氧枪旁的测温副枪。使用测温枪人工插入钢水测温，要求炼钢工根据转炉炉口火焰的颜色，初步判断炉内钢水的温度已接近炼钢过程的终点温度时，则停止吹氧，翻转转炉、用带有一次性热电偶的测温枪插入钢水内一定深度测温。如钢水达到了要求的温度则出钢。如尚未达到要求的温度，则把转炉摇回原位，继续吹炼，然后再测温，直至测试温度达到要求为止。这样测温既影响炼钢效率又消耗大量一次性热电偶。同时，测温工要面对炽热的钢水烘烤，工作条件十分恶劣，劳动强度很大。而使用副枪测温，亦需要将副枪插入钢水一定深度，它也是一种间歇式一次性测温热电偶，虽然使用较方便，但安装时副枪距吹氧枪有一定的水平距离要求，在小型转炉上不便使用。

本发明的目的就是要提供一种不需要和钢水接触，也不消耗热电偶，且能连续测量吹氧转炉内钢水温度的测量仪。

本发明吹氧炼钢转炉钢水温度连续测量仪，由宽频带拾音器，前置放大滤波器，由双通道快速选择开关、A/D转换器、数字信号处理器DSP和16K×16位数据存储器、16K×24位程序存储器组成的计算机ISA总线槽独立插板ADSP板和计算机四部分组成。宽频带拾音器安装在炼钢炉炉口附近，以拾取炉内燃烧产生的噪声信号，并将其转换为电信号。

由于在吹氧炼钢过程中，高压氧气吹入铁水，和铁水中的碳发生反应生成一氧化碳和二氧化碳，并生成大量热能使铁水温度升高，同时产生强烈的噪声，这种噪声的频率与钢液温度呈逐关系，即钢水温度T=(F·L·I)ⁿ/KR。其中，F为噪声频率，L为噪声扰动波长，K为绝热系数，R为气体常数，I为扰动波长增量，n为待定指数。因此，通过本发明之仪器测量噪声，并进行频谱分析，就能间接测得转炉内钢水温度。

本发明钢水温度测量仪采用间接方式连续测温，不与钢水接触，也不消耗热电偶，就能在计算机屏幕上显示出吹氧转炉内钢水温度连续变化的曲线，便于控制炼钢过程，更可实现转炉炼钢生产的自动化；使用该钢水温度测量仪可减少测温时间，提高生产效率15-20％并大大改善工人劳动条件，减轻劳动强度；由于计算机可存储每炉钢熔炼过程全程温度变化的曲线数据，这就有利于生产与质量管理，对提高炼钢操作技术及进行事故分析有重要意义；特别是对于加有大量废钢或生铁块的吹氧炼钢过程，从计算机显示的温度变化曲线上能明显地看到废钢和生铁块熔化过程和熔尽时的温度和时间，从而可避免熔炼终了而炉底仍有未熔废钢块的现象发生；该测温仪适用于大、中、小型各种不同规格、型号的吹氧转炉。

以下结合附图详细描述本发明。

图1为本发明框图及使用状态示意图。

图2为本发明的计算机ISA总线槽独立插板ADSP板原理框图。

如图1所示，本发明吹氧炼钢转炉钢水温度测量仪由宽频带拾音器，前置放大滤波器，计算机ISA总线槽独立插板ADSP板和计算机四部分组成。宽频带拾音器安装在炼钢炉炉口附近，以拾取炉内燃烧产生的噪声信号，并将噪声信号转换为电信号。拾音器为压电晶体转换器，转换频率为20Hz-2OKHz，频率响应为水平线，边缘下降小于3db。前置放大滤波器安装在宽频带拾音器的后部，可与拾音器做成一体，以减少信号输入端引入的干扰，保证信干比6db-20db。放大器采用IC芯片，要求的温度漂移为(0.1-0.01)m v/c·h。计算机ISA总线槽独立插板ADSP板为计算机的辅助机，其功能是将放大滤波器送来的噪声信号和氧流量表引入的氧流量信号进行快速采集、处理，并将处理结果传送给计算机，以做进一步的运算和图形显示。如图2所示，计算机ISA总线槽独立插板ADSP板由双通道快速选择开关、A/D转换器、数字信号处理器DSP和16K×16位数据存储器，16K×24位程序存储器三部分组成。A/D转换器具有二路16位A/D，采样频率为10KHE-48KHE。数字信号处理器DSP与A/D转换器完成数据传输和变换，并经微机并行口和主机进行程序和数据变换。数据信号处理器DSP还完成FFT变换和数字滤波的设定。FFT变换由DSP硬件完成，对1024点变换运算时间0.7ms-5ms，以求取噪声频率；数字滤波根据炼钢现场主要干扰的频率设定。如卡车干扰主频F1=500Hz-800Hz，设定低频滤波控制字08H。金属撞击高频干扰F2=8KHz-10KHz，设置高频滤波控制字3CH。数据存储器和程序存储器供辅机数据运算时转换存储和EPROM程序引导用。计算机具有控制整个系统各部份之间协同动作，并完成运算和数据修正及屏幕显示、数据压缩、存储、打印输出等功能。