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1、炉外精炼在线检测技术吴建忠 摘i 女章主要舟镕L 悔瓠利电嘴L 冉限公刊拍产品在炉外精蚌过程巾的在线椅删技术及所达到的做ml q 时介蜊新的在线椅技术的”发垃* 美键目 在蛙檀洲阡筮在钢铁冶炼技术迅速发展的今天，提高钢的质量和提高精烁散卒是钢厂的目标，妒外精炼技术在炼钢过群巾起到非常大的作H j 通过炉外精炼能提高钢的质量或提高，L 产救：缸、炉外精炼的功能表现在：( f ) 进步净化镪水，、除夹杂物，( 2 ) 进步左除杂质，精炼脱硫和真宅脱气、脱碳，( 3 ) 均匀钢水成分温度；( 4 ) 精确控制铡水温度和实现“傲合金化；( 5 ) 调1 ，炼钢j 连铸问的生产节奏，要实现这些效粜，在线
2、陕速椅测是f 分重要的。在钢的精炼过程中成分分析都只是在事后分析，不能判断处理时的冶炼过榉铡的质量，以及是否达到出钢的要求，而仪仪为后面的精炼T 艺提供经验及数据，由于冶炼过程的原料及操作不确定性使得在线检测变的越来越重要。当然精炼的在线检测还能缩短精炼时间提高钢产量。1 精炼过程在线检测技术的发展1 1 定氧技术以贺利氏电测骑士公司为代表的高技术企业开发成功的定氧技术为炉外精炼在线检测的发展提供r 保证。定氧探头以氧电池来测量钢液中氧电势，测温探头来测量钢渣的温度，根据能斯特公式计算出钢液中的氧活度。其原理如阿i 。目1 定探头目精炼过程中无需取样分析，而且直接测定的是取样所不能分析的钢中氧
3、活度，能更好判断钢液的质量。除r 能直接测定钢水的氧活度外，该探头还扩展了其他的应用( 1 ) 精炼炉内定氧定铝其原理是钢液通过铝脱氧后，铝液内的氧活度与酸溶铝是平衡的，测量钢水温度和氧电势能计算出锕琅中的酸溶铝古量，根据计算公式，氧电势必须具有极高的精度4 能保证酸溶铝的精度。幸运的是，贺利氏电测骑士公司生产的氧电池定氧的范围：1x 1 06 一t 0 0 0x 1 06 ，氧电势能保证2 m V 的精度保证测定的酸溶铝精度在3 以内，基本与光谱分析相同罔2 表示探头检删与实验室分析酸溶锅精度的比较。A IC e l o _ 国2 探* 幢禹与实嘧室分析醯溶铝精度的比较围从图2 可见，两者达
4、到非常好的相关性。斟此吖以不用取样分析，在6 s 的时间内直接读出酸溶锦含量，通过在线快速定铝，快速调整锡含量，达到目标铝古量从而保证有足够的时司进行底吹氩搅拌的操作，央杂物能充分上浮，提高钢的纯净麈。其应用：吹氩站的陕速定氧定铝：吹氩站在目前的炼钢生产过程巾起到调节生产节奏，调整和均匀温度、成分，提高锕水的纯净度等作用。吹氲站配置喂丝摘自全目冶炼传8 器技术“ 讨会论女簟( 2 0 3 5 年) 。6 0I 1 l s t “M n I s p H “q I e2! 堑旦型! ! ! ! ! ! ! ! ! 坠l ! ! ! Q ! ! 堕! ! ! ! 里! !量鉴篷璧墨堕旦筮煎烈9d机逋
5、过喂铝丝进一步脱氧及合金化，喂硅钙丝改善出杂物形态等。由于生产节奏陕取样分忻需要很长的时间，因此周内许多钢厂的吹氩站用定氧束定钒小仪得到氧活度而且知道酸溶铝者量，从而能陕速进行补喂钭丝，选到目标成分，从而宥更多的时间来进行吹氩处理，提高钢水的纯净度，图3 说明了许多研究得到的结论足够的吹氩时间是必须的，能促使夹杂物上浮，钢水中氧化物爽碹进一步减少。L、肼S l i r n n g l l 胱c r a i nl图3 吹a 时目与钢中氧害的美 目L F 内氧活度和酸溶铝的拄制L F 炉内除7 能测定钢中的酸溶铝的功能外通过测定钢中氧含量从而谰整丁艺，提高脱硫能力，众所周蜘，钢巾的氧含碹的高低与脱
6、硫反应密切相戈蹦4 说明研究表明：随着钢中氧含量的降低，脱硫能力明, 4 J I 强。 | ，7 I ， 六，r4以，P工，垄垂乡；寸，一sc l o 】k n w l m a l m田4 钢中含对脱碴的影响目霪R H 内氧含量的控制：R H 内通过C O 反廊生成c 0 ，由于真宅反止罐内c n 的分压小，脱碳反应彻底能进行探脱碳。当然控制钢水内的氧活度非常关键，不仪能提高脱碳效率，同时能提高合金化的效率，从而提高钢水质量，目盼定氧技术已在R H 上成I n 计量2 0 呻年增刊2熟运用。其它精炼处理站的使H I 精炼技术的发展很快，但万窭不离其中，目前定氧技术已使到各种处 理站，为优化工艺
7、，提高教牢和钢水质量服务( 2 ) 精炼炉内F e O 测最炼钢就是炼渣，丁解炉渣的特性十提高楷炼的效率是非常有救的炉渣型定氧探头能快速测罱炉渣十的F e O 或F e O + Mr 、0 ，直接判断炉渣的氧化特性可快速调整炉渣，提高精炼炉的效率。而如需取样分析则需儿个小时、不能起到指导生产的作用。F e O 探头的测量范同：05 一3 0 能满足定量椅测炉渣的要求：炉渣定氧挂术有饭高精度罔5 表不渣氧探头非常高的蕈风性由于能定量分析炉渣的氧位，为调整炉渣，提高炉渣的脱硫能力减少连铸过程中的铅的损耗有非凡的意义，l 处理过程中炉渍的阔整的作州： 秀匿纛f O F e O1T i m c I s
8、 c c 目6 女fF e O ) 对硫的影响目如图6 所示炉清中( F e O ) 禽量时炉渣的脱硫能力和脱琉的效率有很大的影响同时通过配置精炼渣，控制炉渣的厚度( 即用量) 也能减少浇注过程中6 l 层鳖堕篷壁篓堕旦这堕! ! ! 虹I ! ! ! ! ! ! Q ! ! ! 坠! ! ! ! ! 鱼! ! ! ! ! ! Q 嫂! !U铝的损耗。图7 表明：渣层越厚，浇注过程铝的损耗越大。7 T _ 坐! 业“a a l es l a g h i c k ms s ( m mJ田7 蘧层厚度与镕损# 的美i 图l _ 2 定氢技术宽厚板重轨对钢中的氯舍量有严格的限制，v D ，R H 等
9、脱气精炼炉的发展可以进行精炼脱氢，但要在线进行氢的测量是比较出难的。一般说来，分析氢含量必须先取样，必须保护后送分析富进行分析，时间长，不能作为生产上的常规使用方法，仅州来作为科研手段。所以在线定氢一直是冶炼过程的难题。贺利氏电测骑士公司开发的在线定氢系统弥补了该空白，成为常规氧含量控制手段。该探头能在4 0 7 0 s内显示锕液中的氢含量。其原理见图8 ，是通过循环泵向钢液内欢人氮气，再通过透气塞把气体吸收进循环管内，循环气体通过钢液时，钢渡中的氢向循环气体内扩散，经过不断循环，直至平衡。通过分析混合气体中的氢分压，计算出钢液中的氢舍量。该探头定氢范围：04x 1 0 一一1 3x 1 0
10、，精度为：02x 1 06 应用：目前应片 于V D ，R H 等真空脱气处理站及中间包内测量：在许多铜种的处理r 作为一种常规的测量控制手段。该技术的应J j 为改进工艺、提高钢6 2水质量提供丁有力的保障。目前国内大部分大型脱气处理站都配置设装置，在国内得到了很好的使用。2 新技术的研究殛发展贺利氏电测骑士公司不断研究开发新产品，满足钢水精炼在线检测的新要求。近年来，陆续开发了新产品应用到钢铁的在线检测上。2 1 铁水直接定硫、定硅脱琉站已成为炼钢生产中不可或缺的工序，但相对较慢的分析手段使得脱硫站的效率低，铁水包占j j脱硫站的时间过长，成为生产过程的瓶颈快速直接定硫能很好地解决这问题。
11、铁水中硅、硫、氧及温度存在一定的关系，通过测定铁水中的氧电势( ) 和铁水温度( r ) ，根据铁水中的热力学关系，l 哩 s - ：，( E ，r ) 及l o g S j = ，( F S i j ，r ) c 能直接( 测茸时间小丁1 5 s ) 钡j 定铁水中的硫、硅，节省了分析时间而且测定结果可直接送转炉，转炉根据模型进行各种加料及操作。优化转炉的操作。铁水直接定硫探头的测量范围及精度是：硫为5x1 0 。1 0 0 0x1 06 ，硅为01 一l3 ，精度为1 0 。能满足生产的需要。在国内有两家厂家进行试验，目前已到了工业性实验阶段，取得了厂家的认可和好评。22 钢水直接定氯技术
12、其原理基本与定氢基本相同，能直接测量钢中的氯含量，精度为1 0 。参见图9 。2 3 钢中夹杂物定分析该系统一般用在钢包和中间包内，在线测定锕中的液态和同态夹杂物，其原理见图1 0 。当钢水流 空腔时，流人口问加上恒定的电流，由于钢中含有夹杂物使得流 口间的屯阻增加，可测得流入口问的电压升高出现一峰值，该峰值高低与夹杂物的大小相关峰值数量与夹杂物的数量相关，这样就能获得钢中央杂物的分布。测定夹杂物的大小为：4 5 2 5 0 m 井分析各自的比例。该系统的使用，可用来作为质量控制手段过程控制的工具，减少钢中的夹杂物，减小中间包水口堵塞的几率。2 4 炉渣厚度测定技术目前在R F I 及C A
13、S 等处理站需要准确测定钢包液面高度和渣层厚度以保证浸溃罩精确的插人深度。为解决存在的问题率公司开发了炉渣厚度及液位检测 技术该技术的测量精度为1 0 r a m ，能满足生产的需求。本公司有非常强的开发能力，也愿意协助钢厂解决在践测量的问题。( T 转第8 2 页) I n d u d r l a l M e n t2 0 0 9s o P p l e m 妇，l 强M2一olxl；i，iiq。，j 冶炼传感器应用技术S M E L T I N GS E N S O RA P P L I C A T I O NT E C H N O L O G YL _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
14、r _ r 1 _ _ 1 _ r _ r _ J L r _ _ J _ _ J - _ _ _ _ _ _ - _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 一 c o n l m l 【s 】e n d I n d u s n ，1 9 7 0 6 ( 3 ) 6 1 3 6 1 61 5 陈博茂，等钨铼台垒有效捧杂c 聃能材料厦其应用学术会议2 0 0 1 4 ( 1 0 ) ：9 7 I 一9 7 31 6 陈德蔗高性能钨镶台g 微目I 程化制备技术M 币庆：重庄惶表材料研究所2 0 0 71 7 郭宏勤，等抗震钨铼的研制J 稀有金属快报，2 0 ( H2 f i ( 2 ) 3 23
15、 51 8R “HJ ，H o n gSHM h ”】c da l l 叩n gp 5o f9 3 W 一56 N I4 F eT u n g s t e nh e s “：a l l o y J ：J “m o f m a l e n -m 5p 呲e s s i n g 批h n o l o d ，1 9 9 7 ，6 32 9 2 2 9 71 9S r i k a a t ht h g h u n a t h e mD a v i dB o u r e l lS y n t h e s i sa n de v a l u at i o n o fa d v 删n a n o c r y
16、 s t a l l i n et u n g s t e n h dm a t e r i a l sJJP MS c i e n c ea n dT e c h n o l o g yB r l c f s ，1 9 9 9 ，1 ( 1 ) ：91 42 0 夏耀勤，等掺杂稀元素的高m 铝旨盎的研 J )中国铜业，2 0 0 1 ，2 5 ( 4 ) ：7 6 7 82 IJ 陈德茂高温测量用W R e 台盘热电偶带：M i重 庆重庆故表材料院所2 。0 42 2 if # & 钨铼热电偶长期稳定性的目 究 J 自动化仪表，1 9 9 7 1 8r 8 ) ：692 37 事树目，等鸽锌台盘热电偶的高m 火J
