专利名称：顶喷炼钢转炉钢渣控制过程的改进的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一个在包含至少一个喷枪的顶喷炼钢转炉中控制钢渣的过程，喷枪位于钢水上方的一个受控制的距离上以保证进行所要求的精炼过程，这个距离根据由喷氧噪声所引起的并通过钢渣层在选定的频率上测出的声平加以调节，而给氧速率也可随时修正。
在顶喷炼钢转炉中，精炼过程主要取决于钢渣反应。因此，多泡沫的活性钢渣的形成和保持，从喷枪到钢水表面之间的距离控制(该距离对钢渣控制具有重要影响)，和喷枪给氧速率的控制都是非常重要的。在喷氧过程的开始阶段，要求有比较高的铁氧化和比较低的碳氧化，以便使加入的石灰分解。为了保证所要求的钢渣高度并避免溢出(slopping)必须随着喷氧过程的进行而加速脱碳过程，并且必须维持一个适当的脱碳速率。为此，在喷氧过程的开始阶段过去之后，要随着钢渣高度的上升而减小喷枪至钢水表面的距离。因为已经形成的钢渣将会减弱喷氧噪声，具体地说，是因为被钢渣减弱的喷氧噪声声平(其声平可以在预定的各频率上测量)也将取决于钢渣的组成，所以通过钢渣所测出的声平可用于钢渣的控制之中。因此，被钢渣减弱并在确定的各频率上测出的喷氧噪声声平可以用于喷枪至钢水表面距离的控制中，以便在喷氧过程的每一阶段都将得到一个合适的活性液态钢渣。但是钢渣的状态会受到很多变量的影响，并且总是在变化。因此，为了保证按要求避免溢出，仅仅根据被钢渣减弱的喷氧噪声声平来控制喷枪是不够的。
本发明的目的是提供这样一个过程，它具有上述的特性，用来控制顶喷炼钢转炉中的钢渣并加以改善，以保证得到所希望的活性钢渣而同时这个钢渣控制又不增加发生溢出的概率。
为了实现这个目的，在本发明中，将在各预定的频率上测出的声平的实际值合成为一个合成值，求出该合成值与一个预定的参考值(该参考值相当于一个声平，它表示溢出就要发生)之间的差，该差值根据影响溢出发生概率的其它变量随时加以修正。上述差值，或修正过的差值用作为溢出发生概率的指示并与至少一个预定的概率值加以比较，为上述差值或修正过的差值超过这个概率极限时，就校正喷枪的距离和给氧速率，如果发生溢出，则根据由溢出发生时测出的声平的实际值求出合成值对该参考值加以校正。
本发明是基于这样一个认识，即由一组在一些溢出期间测出的声平所推导出的合成值将基本上处于一定的范围之内，所以就可以在这些合成值的范围内确定出一个中心值或中间值，它是与几个频率上的一定的声幅相关联的，并且，它表示溢出就要发生。因此，在喷氧过程中的任何要求的时间上，就能从在若干个选定的频率上测出的声幅推导出一个合成值，该合成值可以和与在溢出就要发生的状态下所得到的合成值的范围内的中间值相应的参考值相比较，在溢出就要发生的状态下所得到的参考值和已经得到的这个合成值之间的差值将表示测出声平的那个时刻的溢出发生概率。当由此确定出的溢出发生概率超过预定的极限时，喷枪距钢水表面的距离和/或喷枪的给氧速率可加以控制，以便减小溢出发生概率。上述的校正步骤可以根据不同的预定的概率步距以步进的方式完成，根据溢出期间内测出的声平的实际值来校正参考值，改变推导出参考值的那个合成值范围中的中心值或中间值。这个参考值一开始可以是一个预定的值，例如可以由实验假设确定，然后反复校正，这样就实出了钢渣控制，保证了维持一个多泡沫的活性钢渣，而溢出的可能性又很小。
为了由在所选定频率上测出的声幅推导出一个合成值，可以把几个声幅在具有与各频率相应的空间坐标的矢量空间内合成，求出一个合成值，并且可以求出由该合成矢量和与参考值相应的矢量所确定的差矢量的幅值，以此作为按照测出的声平所确定的溢出发生概率的指示。可以理解，溢出发生概率将不仅仅取决于在某些频率上测出的声平，而且还受其它变量的影响，如喷枪距钢水熔液表面的距离，供氧率直至该测量时间之前的给氧总量，以及炉衬的状态。因此，如果确定出上述各变量对溢出发生的频率分布的影响。那末对溢出发生的预测就可以得到极大的改善。为此，根据测出的声平所确定出的溢出发生概率可以通过概率运算法则与根据其它变量所确定出的溢出发生概率结合考虑，求出合成概率，显然，这将会得到更精确的钢渣控制。
该图是一个表示对顶喷炼钢围炉中的钢渣进行控制的，设备的方图框。
现参照附图
对按照本发明所实现的控制过程作较详细的说明。
在所例举的这个具体装置中，固定在滑块3上的喷枪2伸入到顶喷炼钢转炉1中，滑块3可被执行机构4上下调节。喷枪2穿过风道罩6经给氧管5与氧气源(图中未示出)相连。风道罩6与顶喷炼钢转炉1毗联，并有一传声管7双风道罩6通到拾音器8。拾音器8可以通过来自给氮管9的氮喷淋来防止高温过热。拾音器8的扩音器10的输出信号由带通泸波器11，12，13和14分成与所选频率相应的各个信号。在求解电路15中，将一组连续测得的声幅进行平均，确定出上述各信号的声平，并将这些声平加以综合，从中求出合成值。实现的方法是将与各自的频率或频带相应的各声平进行矢量合成，在具有与各自的频率或频带相应的空间坐标轴的正交矢量空间中构成一个和矢量。在求解电路15中，从这个和矢量和一个参考矢量求出差矢量，该参考矢量是在按照假设的或由实验求出的发生溢出的频率分布判断出就要发生溢出的条件下求出的，并经输入线16送到求解电路15。该差矢量的长度就可用作为根据测出的声平所确定的溢出发生概率的指示，因为当参考矢量与和矢量端点之间距离减小时，溢出发生概率就会增大。按照求出的或假设的发生溢出的频率分布，发生溢出的实际概率将取决于差矢量的幅值。
为了通过实验来求出一个参考矢量，可以将在几个溢出期间内在几个频率上测出的声平的实际值加以合成，求出各和矢量，这些和矢量的端点集中在一个矩心附近，这样就可求出这个参考值，即参考矢量。
溢出发生概率将不仅取决于在所选定的通过钢渣测出的喷氧噪声频率上所测出的声平，而且还受其它变量的影响。因此，如果除了所选频率上的声平之外，还测出喷枪2和钢水熔液表面17之间捉取及给氧速率，就能更精确地控制钢渣。为此，为携带喷枪2的滑块3设置了一个位置测量装置18，为给氧管5设置了一个氧流量测量装置19，并将测量装置18、19分别与运算器20、21相连。按照测量装置18和19测出的值有关的发生溢出的频率分布贮存在运算器20和21中，因此这两个计算级20和21，每一个都可以根据它当前收到的测量值确定出溢出发生概率。由单个变量得到的各个概率值通过概率运算，求出合成概率。在合成级22中按具叶斯法做这个概率运算，根据枪距a，给氧事实率，测量时刻前的给氧总量以及转炉的龄期(即炉衬的状态)求出溢出发生概率。为此，除运算器20和21外，又设置了另一个运算器23，用来根据转炉使用目前这个炉衬已经熔炼的炉数，确定溢出发生概率。
然后，由合成级22求出的这个合成概率在控制器24中与至少一个极限值加以比较，这些极限值决定了溢出发生的允许概率的极限，它们由输入端25输入。当合成概率超过这个极限时，控制器24将通过执行机构4来控制滑块3，使枪距a减小，和/或控制器24通过执行机构26控制给氧管5中的流量控制阀27来控制给氧速率。
如果尽管做了上述的校正还是发生了溢出，则可以使指令电路28工作，将溢出期间测出的实际声平值读入到求解电路15中，以便校正参考值。结果，在经输入线16读入重新校正了的参考值之后，就可以实现具有低溢出发生概率的钢渣控制。
因为必须在拾音器8不被氮喷淋时测量这些声平值，所以设置了一个顺序控制系统29，它经过执行机构30控制断路阀31，以便在求解电路15处理所测值期间中断供氮。
权利要求
1.在一个控制盛有金属溶液的顶喷炼钢转炉工作的过程中，其中通过至少一个喷枪向上述溶液喷氧，在上述溶液的表面产生喷氧噪声并在上述表面形成一个钢渣层，通过上述钢渣层在一组预定的频率上测量上述喷氧噪声的声平，以及至少上述喷枪至上述溶液表面的距离和通过上述喷枪喷氧的速率这二个参数中的一个参数根据上述声平加以控制，其改进在于从在上述预定的频率上测出的上述声平的实际值推导一个合成值，上述合成值是在上述转炉就要发生溢出的条件下求出的，并用作为参考值，根据上述推导出的合成值和上述参考值求出一个差值，并将其作为溢出发生概率的指示，求出至少一个发生溢出的概率极限，并将其与上述差值加以比较，以及如果这个差值超过了上述概率极限，则及时至少校正上述喷枪至上述溶液的上述表面的距离通过上述的至少一个喷枪的喷氧速率这二个参数中的一个参数，以便减小上上差值。
2.在权利要求1中提出的改进措施，其中，当上述差值超过上述概率极限时，将及时校正上述喷枪至上述溶液的上述表面的上述距离。
3.在权利要求2中提出的改进措施，其中，当上述差值超过上述概率极限时，也将及时校正上述的通过上述喷枪喷氧的速率。
4.在权利要求1中提出的改善措施，其中，上述差值确定为上述推导出的合成值和上述参考值之间的差值。
5.在权利要求1中提出的改进措施，其中，测量出至少一个影响上述转炉的溢出发生概率的附加变量，以及根据上述推导出的合成值和上述参考值之间的差值并根据上述的至少一个附加变量，按照概率计算法则，求出上述差值。
6.在权利要求5中提出的改进措施，其中，上述至少一个附加变量包含上述喷枪至上述溶液的上述表面的距离。
7.在权利要求5中提出的改进措施，其中，上述至少一个附加变量包含通过上述至少一个喷枪喷氧的速率。
8.在权利要求5中提出的改进措施，其中，上述至少一个附加变量包含在当前这炉溶炼中通过上述至少一个喷枪已经供氧的总量。
9.在权利要求5中提出的改进措施，其中，上述至少一个附加变量包含上述转炉在没有更换炉衬的情况下已经溶炼的炉数。
10.在权利要求1中提出的改进措施，其中，上述参考值确定为从上述转炉实际正在溢出时测出的上述声平推导出的上述合成值。
全文摘要
在一个具有至少一个喷氧枪的顶喷炼钢转炉中的工作过程中，上述喷枪距金属溶液表面的距离是根据通过钢渣在若干个选定的频率上测出的喷氧噪声的声平加以控制的。为使溢出的风险减到最小，在预定的若干个频率上测出的声平的实际值合成为一个合成值，求出上述合成值与一个预定的参考值之间的差值，该差值用作为溢出发生概率的指示，并与至少一个预定的概率极限加以比较，当该差值超过该概率极限时，对喷枪的距离和/或供氧速率加以调节。
文档编号C21C5/30GK1047886SQ9010407
公开日1990年12月19日 申请日期1990年6月5日 优先权日1989年6月5日
发明者海恩里奇·阿贝尔, 阿尔路易斯·施密茨贝格尔 申请人:福斯特-阿尔皮纳工业设备建筑有限公司