用于监测炉空间中的炉工艺的特征的方法和装置以及工艺监测单元与流程

本发明涉及一种如在独立权利要求1的前序部分中所限定的用于监测由冶金炉的炉壳所限定的炉空间中的炉工艺的特征的方法。

本发明还涉及一种如在独立权利要求13的前序部分中所限定的用于监测由冶金炉的炉壳所限定的炉空间中的炉工艺的特征的装置。

本发明还涉及一种用于在所述方法中和/或在所述装置中使用的工艺监测单元。

发明目的

本发明的目的是提供用于以可重复的方式监测由冶金炉的炉壳所限定的炉空间中的炉工艺的特征的方法和装置以及提供一种用于在所述方法中或者在所述装置中使用的工艺监测单元。

技术实现要素：

本发明的用于监测由冶金炉的炉壳所限定的炉空间中的炉工艺的特征的方法的特征在于独立权利要求1的限定。

在从属权利要求2至12中限定所述方法的优选实施例。

本发明的用于监测由冶金炉的炉壳所限定的炉空间中的炉工艺的特征的装置的特征相对应地在于独立权利要求13的限定。

在从属权利要求14至24中限定所述装置的优选实施例。

用于在所述方法中和/或在所述装置中使用的工艺监测单元的特征在于独立权利要求25的限定。

在从属权利要求26至34中限定所述工艺监测单元的优选实施例。

所述方法和所述装置以及所述工艺监测单元容许监测由冶金炉的炉壳所限定的炉空间中的炉工艺的特征的可重复的方式，例如以使得总是在距熔体液位的表面标准距离处进行温度测量，以使得测深杆总是在炉空间中停留达相同量的时间，以使得照相机被插入至炉空间中达相同的点并且在炉空间内部停留达相同量的时间，以使得粉尘取样装置被插入至炉空间中达相同的点，以使得熔体取样装置被插入至炉空间中达相同的点，以使得气体取样装置被插入至炉空间中达相同的点，和/或以使得自动熔体液位检测测深杆总是以同一个速度在炉空间内部运动。

附图说明

在下文中将通过参考附图更具体地描述本发明，其中：

图1示出设置有根据第一实施例的工艺监测单元的冶金炉；

图2示出设置有根据第二实施例的工艺监测单元的冶金炉；以及

图3和4示出根据第一实施例的工艺监测单元的功能原理。

具体实施方式

本发明涉及用于监测由冶金炉4的炉壳3所限定的炉空间2中的炉工艺的特征的方法和装置以及涉及一种用于在所述方法中和/或在所述装置中使用的工艺监测单元。

冶金炉4例如可为悬浮熔炼炉、电弧炉、顶部浸没式喷枪炉，或者底吹炉。图1和2示出呈悬浮熔炼炉的形式的冶金炉4。

首先，将更具体地描述用于监测由冶金炉4的炉壳3所限定的炉空间2中的炉工艺的特征的方法以及所述方法的某些变形和实施例。

所述方法包括第一提供步骤，用于提供延伸通过冶金炉4的炉壳3的炉孔5。

所述方法包括第二提供步骤，用于提供工艺监测单元6，所述工艺监测单元6包括：框架7，被构造成相对于框架7线性地运动的至少一个线性可动的监测装置8，用于在炉空间2外部将框架7安装于冶金炉4上的安装装置9，用于使所述至少一个线性可动的监测装置8相对于框架7运动的第一运动装置10，以及用于使所述第一运动装置10相对于安装装置9在第一位置与第二位置之间运动的第二运动装置11。

所述至少一个线性可动的监测装置8优选地、但并非必须地被构造成相对于框架7线性地运动预定的距离。

所述方法包括安装步骤，用于通过安装装置9在炉空间2外部将工艺监测单元6安装于冶金炉4上。

所述方法包括第一运动步骤，用于通过第二运动装置11使所述至少一个线性可动的监测装置8相对于安装装置9从第一位置运动至第二位置中，在所述第一位置中，所述至少一个线性可动的监测装置8不能够线性地运动通过炉壳3中的炉孔5，在所述第二位置中，所述至少一个线性可动的监测装置8能够线性地运动通过炉壳3中的炉孔5。

所述方法包括第二运动步骤，用于通过在所述第二位置中的第一运动装置10使所述至少一个线性可动的监测装置8通过炉壳3中的炉孔5线性地至少部分地运动至炉空间2中以及可能地部分地运动至炉空间2中的炉熔体1中，以及用于监测炉空间2中的炉工艺的特征的监测步骤。

所述方法包括第三运动步骤，用于通过在所述第二位置中的第一运动装置10使所述至少一个线性可动的监测装置8通过炉壳3中的炉孔5运动离开炉空间2。

所述方法包括第四运动步骤，用于通过第二运动装置11使所述至少一个线性可动的监测装置8相对于安装装置9从所述第二位置运动至第三位置中，在所述第二位置中，所述至少一个线性可动的监测装置8能够线性地运动通过炉壳3中的炉孔5，在所述第三位置中，所述至少一个线性可动的监测装置8不能够线性地运动通过炉壳3中的炉孔5。

所述第三位置可与所述第一位置相同或者可为与所述第一位置不同的位置。

所述方法可包括在所述第二提供步骤中提供这样的工艺监测单元6，该工艺监测单元6包括用于自动地监测至少第一运动装置10以及第二运动装置11的转向单元(在图中未示出)，并且所述方法可包括自动地执行如由工艺监测单元6的转向单元所控制的第一运动步骤、第二运动步骤、第三运动步骤、以及第四运动步骤。

可通过安装装置9在安装步骤中将工艺监测单元6安装于冶金炉4的炉壳3的炉顶(如图1和2中所示)或者冶金炉4的炉壳3的炉顶之上的炉钢结构(未示出)中的至少一个上。

所述方法可包括第三提供步骤以及第一连接步骤，所述第三提供步骤用于提供用于封闭延伸通过炉壳3的炉孔5的舱门机构12，所述第一连接步骤用于将舱门机构12与工艺监测单元6功能地连接，以使得舱门机构12被构造成在工艺监测单元6的第二运动装置11使所述至少一个线性可动的监测装置8运动至所述第二位置中时将炉孔5打开，以及以使得舱门机构12被构造成在工艺监测单元6的第二运动装置11使所述至少一个线性可动的监测装置8从所述第二位置运动至所述第三位置中时将炉孔5关闭。

所述方法可包括在第一运动步骤中通过使所述第一运动装置10相对于安装装置9旋转而使所述至少一个线性可动的监测装置8在第一位置与第二位置之间运动，以及在第四运动步骤中通过使所述第一运动装置10相对于安装装置9旋转而使所述至少一个线性可动的监测装置8在第二位置与第三位置之间运动。图1、3以及4示出这样的实施例。

所述方法可包括在第一运动步骤中通过使所述第一运动装置10相对于安装装置9线性地运动而使所述至少一个线性可动的监测装置8在第一位置与第二位置之间线性地运动，以及在第四运动步骤中通过使所述第一运动装置10相对于安装装置9线性地运动而使所述至少一个线性可动的监测装置8在第二位置与第三位置之间线性地运动。图2示出这样的实施例。

在所述方法的一个实施例中，在第二提供步骤中所提供的工艺监测单元6包括线性可动的监测装置8，其包括监测装置14以及具有附接有监测装置14的末端部的长条形杆15。

在所述方法的一个实施例中，在第二提供步骤中所提供的工艺监测单元6包括线性可动的监测装置8，其包括呈被构造成测量炉空间2中的炉熔体1的温度的温度计或者光学高温计中的至少一个的形式的监测装置14，以及具有附接有呈温度计形式的监测装置14的末端部的长条形杆15。所述方法的本实施例的监测步骤包括温度测量步骤，用于测量炉空间2中的炉熔体1的温度。

在所述方法的一个实施例中，在第二提供步骤中所提供的工艺监测单元6包括线性可动的监测装置8，其包括呈被构造成测量炉空间2中的炉熔体1的液线温度的取样室的形式的监测装置14，以及具有附接有呈取样室的形式的监测装置14的末端部的长条形杆15。所述方法的本实施例的监测步骤包括监测液线温度测量步骤，用于通过获取炉空间2中的炉熔体1的样本而在监测步骤中测量炉空间2中的炉熔体1的液线温度。

在所述方法的一个实施例中，在第二提供步骤中所提供的工艺监测单元6包括线性可动的监测装置8，其包括呈被构造成测量炉空间2中的炉熔体1的液位的测深杆(soundingrod)的形式的监测装置14，以及具有形成所述测深杆的末端部分的长条形杆15。所述方法的本实施例的监测步骤包括熔体液位测量步骤，用于通过将长条形杆15的末端部分至少部分地浸没至炉空间2中的炉熔体1中而在监测步骤中测量炉空间2中的炉熔体1的液位。

在所述方法的一个实施例中，在第二提供步骤中所提供的工艺监测单元6包括线性可动的监测装置8，其包括呈被构造成测量炉空间2中的炉熔体1的渣层13的厚度和/或炉空间2中的炉熔体1的渣层13之下的熔融金属包含层12的厚度的测深杆的形式的监测装置14，以及具有形成所述测深杆的末端部分的长条形杆15。所述方法的本实施例的监测步骤包括通过将长条形杆15的末端部分至少部分地浸没至炉空间2中的炉熔体1中而在监测步骤中测量炉空间2中的炉熔体1的渣层13的厚度的渣层厚度测量步骤和/或测量炉空间2中的炉熔体1的渣层13之下的熔融金属包含层12的厚度的熔融金属层厚度测量步骤。

在所述方法的一个实施例中，在第二提供步骤中所提供的工艺监测单元6包括线性可动的监测装置8，其包括呈被构造成拍摄炉空间2中的炉熔体1的照片的照相机的形式的监测装置14，以及具有附接有呈照相机的形式的监测装置14的末端部的长条形杆15。所述方法的本实施例的监测步骤包括照片拍摄步骤，用于拍摄炉空间2中的炉熔体1的照片。

在所述方法的一个实施例中，在第二提供步骤中所提供的工艺监测单元6包括线性可动的监测装置8，其包括被构造成从炉空间2获取粉尘样本的粉尘取样装置。所述方法的本实施例的监测步骤包括用于从炉空间2获取粉尘样本的粉尘取样步骤。

在所述方法的一个实施例中，在第二提供步骤中所提供的工艺监测单元6包括线性可动的监测装置8，其包括被构造成从炉空间2内部的炉熔体1获取熔体样本的熔体取样装置。所述方法的本实施例的监测步骤包括用于从炉空间2内部的炉熔体1获取样本的熔体取样步骤。

在所述方法的一个实施例中，在第二提供步骤中所提供的工艺监测单元6包括线性可动的监测装置8，其包括被构造成从炉空间2获取气体样本的气体取样装置。所述方法的本实施例的监测步骤包括用于从炉空间2内部的气体获取气体样本的气体取样步骤。

在所述方法的一个实施例中，在第二提供步骤中所提供的工艺监测单元6包括线性可动的注入装置(未用附图标记标示)，其被构造成将比如焦炭、粉煤、精矿混合物、二氧化硅、石灰、石灰石的添加剂注入至炉空间2内部的炉熔体1中。所述方法的本实施例包括用于将添加剂注入至炉空间2内部的炉熔体1中的注入步骤。

在所述方法的一个实施例中，所提供的工艺监测单元6包括电动马达、气压缸以及线性马达中的至少一个，其用于使所述至少一个线性可动的监测装置8在第一运动步骤中在第一位置与第二位置之间运动以及在第四运动步骤中在第二位置与第三位置之间运动。

在所述方法的一个实施例中，所提供的工艺监测单元6包括电动马达、气压缸以及线性马达中的至少一个，其用于使所述至少一个线性可动的监测装置8线性地运动通过炉壳3中的孔5。

在所述方法的一个实施例中，所述方法包括连接步骤，用于将工艺监测单元6与冶金炉4的工艺控制系统功能地连接。

接下来，将更具体地描述用于监测由冶金炉4的炉壳3所限定的炉空间2中的炉工艺的特征的装置以及所述装置的某些变形和实施例。

所述装置包括具有通过安装装置9在炉空间2外部安装于冶金炉4上的框架7的工艺监测单元6。

所述装置包括延伸通过冶金炉4的炉壳3的炉孔5。

工艺监测单元6包括被构造成相对于框架7线性地运动的至少一个线性可动的监测装置8。所述至少一个线性可动的监测装置8优选地、但并非必须地被构造成相对于框架7线性地运动预定的距离。工艺监测单元6包括用于使所述至少一个线性可动的监测装置8相对于框架7线性地运动的第一运动装置10。

所述监测装置包括用于使第一运动装置10相对于安装装置9在第二位置与第一位置之间运动的第二运动装置11，在所述第二位置中，所述第一运动装置10能够线性地使所述至少一个线性可动的监测装置8线性地运动通过炉壳3中的炉孔5，在所述第一位置中，所述第一运动装置10不能够使所述至少一个线性可动的监测装置8线性地运动通过炉壳3中的炉孔5。

第三位置可与第一位置相同或者可为与第一位置不同的位置。

工艺监测单元6可包括用于自动地监测至少第一运动装置10以及第二运动装置11的转向单元(在图中未示出)。

在图中所示的实施例中，工艺监测单元6包括两个线性可动的监测装置8，其被构造成相对于框架7线性地运动并且线性可动的监测装置8中的每一个设置有用于使线性可动的监测装置8相对于框架7运动的第一运动装置10。若工艺监测单元6包括多个线性可动的监测装置8，比如两个线性可动的监测装置8，则线性可动的监测装置8中的每一个优选地、但并非必须地被构造成监测炉空间2中的炉工艺的相应的特征。

工艺监测单元6可安装于炉壳3的炉顶(如图1和2中所示)或者炉壳3的炉顶之上的炉钢结构中的至少一个上。

所述装置可包括用于封闭炉孔5的舱门机构12，并且舱门机构12可与工艺监测单元6功能地连接，以使得舱门机构12被构造成在工艺监测单元6的第二运动装置11使所述至少一个线性可动的监测装置8运动至第二位置中时将炉孔5打开，以及以使得舱门机构12被构造成在工艺监测单元6的第二运动装置11使所述至少一个线性可动的监测装置8从第二位置运动时将炉孔5关闭。

第二运动装置11可被构造成通过旋转使第一运动装置10在第一位置与第二位置之间运动。

第二运动装置11可被构造成使第一运动装置10在第一位置与第二位置之间线性地运动。

工艺监测单元6可包括线性可动的监测装置8，其包括监测装置14以及具有附接有监测装置14的末端部的长条形杆15。

工艺监测单元6可包括线性可动的监测装置8，其包括呈被构造成测量炉空间2中的炉熔体1的温度的温度计的形式的监测装置14以及具有附接有呈温度计的形式的监测装置14的末端部的长条形杆15。

工艺监测单元6可包括线性可动的监测装置8，其包括呈被构造成测量炉空间2中的炉熔体1的液线温度的取样室的形式的监测装置14，以及具有附接有呈取样室的形式的监测装置14的末端部的长条形杆15。

工艺监测单元6可包括线性可动的监测装置8，其包括呈被构造成测量炉空间2中的炉熔体1的液位的测深杆的形式的监测装置14，以及具有形成所述测深杆的末端部分的长条形杆15。

工艺监测单元6可包括线性可动的监测装置8，其包括呈被构造成测量炉空间2中的炉熔体1的渣层13的厚度和/或炉空间2中的炉熔体1的渣层13之下的熔融金属包含层12的厚度的测深杆的形式的监测装置14，以及具有形成所述测深杆的末端部分的长条形杆15。

工艺监测单元6可包括线性可动的监测装置8，其包括呈被构造成拍摄炉空间2中的炉熔体1的照片的照相机的形式的监测装置14，以及具有附接有呈照相机的形式的监测装置14的末端部的长条形杆15。

工艺监测单元6可包括线性可动的监测装置8，其包括被构造成从炉空间2获取粉尘样本的粉尘取样装置。

工艺监测单元6可包括线性可动的监测装置8，其包括被构造成从炉空间2内部的炉熔体1获取熔体样本的熔体取样装置。

工艺监测单元6可包括线性可动的监测装置8，其包括被构造成从炉空间2获取气体样本的气体取样装置。

工艺监测单元6可包括线性可动的注入装置(未用附图标记标示)，其被构造成将比如焦炭、粉煤、精矿混合物、二氧化硅、石灰、石灰石的添加剂注入至炉空间2内部的炉熔体1中。

工艺监测单元6可包括电动马达、气压缸以及线性马达中的至少一个，其用于使所述至少一个线性可动的监测装置8线性地运动通过炉壳3中的孔5。

工艺监测单元6可与冶金炉4的工艺控制系统功能地连接。

接下来，将更具体地描述用于在所述方法中或者在所述装置中使用的工艺监测单元6以及所述工艺监测单元6的某些变形和实施例。

工艺监测单元6包括用于将工艺监测单元6的框架7安装于由冶金炉4的炉壳3所限定的炉空间2外部的安装装置9。

工艺监测单元6包括被构造成相对于框架7线性地运动的至少一个线性可动的监测装置8。所述监测装置包括用于使所述至少一个线性可动的监测装置8相对于框架7运动的第一运动装置10。所述至少一个线性可动的监测装置8优选地、但并非必须地被构造成相对于框架7线性地运动预定的距离。

在图中所示的实施例中，工艺监测单元6包括两个线性可动的监测装置8，其被构造成相对于框架7线性地运动并且所述线性可动的监测装置8中的每一个设置有用于使线性可动的监测装置8相对于框架7运动的第一运动装置10。若工艺监测单元6包括多个线性可动的监测装置8，比如两个线性可动的监测装置8，则线性可动的监测装置8中的每一个优选地、但并非必须地被构造成监测炉空间2中的炉工艺的相应的特征。

所述监测装置包括用于使所述第一运动装置10相对于安装装置9在第一位置与第二位置之间运动的第二运动装置11。第二运动装置11优选地、但并非必须地被构造成在当所述至少一个线性可动的监测装置8被完全地定位于炉空间2外部时的状态下使所述第一运动装置10相对于安装装置9在第一位置与第二位置之间运动。

如在图1、3以及4中所示的第一实施例中，第二运动装置11可被构造成通过使框架7相对于安装装置9旋转而使所述第一运动装置10相对于安装装置9在第一位置与第二位置之间运动。

如在图2中所示的第一实施例中，第二运动装置11可被构造成使所述第一运动装置10相对于安装装置9在第一位置与第二位置之间线性地运动。

工艺监测单元6可包括线性可动的监测装置8，其包括监测装置14以及具有附接有监测装置14的末端部的长条形杆15。

工艺监测单元6可包括线性可动的监测装置8，其包括呈被构造成测量炉空间2中的炉熔体1的温度的温度计的形式的监测装置14以及具有附接有呈温度计的形式的监测装置14的末端部的长条形杆15。

工艺监测单元6可包括线性可动的监测装置8，其包括呈被构造成测量炉空间2中的炉熔体1的液线温度的取样室的形式的监测装置14，以及具有附接有呈取样室的形式的监测装置14的末端部的长条形杆15。

工艺监测单元6可包括线性可动的监测装置8，其包括呈被构造成测量炉空间2中的炉熔体1的液位的测深杆的形式的监测装置14，以及具有形成所述测深杆的末端部分的长条形杆15。

工艺监测单元6可包括线性可动的监测装置8，其包括呈被构造成测量炉空间2中的炉熔体1的渣层13的厚度和/或炉空间2中的炉熔体1的渣层13之下的熔融金属包含层12的厚度的测深杆的形式的监测装置14，以及具有形成所述测深杆的末端部分的长条形杆15。

工艺监测单元6可包括线性可动的监测装置8，其包括呈被构造成拍摄炉空间2中的炉熔体1的照片的照相机的形式的监测装置14，以及具有附接有呈照相机的形式的监测装置14的末端部的长条形杆15。

工艺监测单元6可包括线性可动的监测装置8，其包括被构造成从炉空间2获取粉尘样本的粉尘取样装置。

工艺监测单元6可包括线性可动的监测装置8，其包括被构造成从炉空间2内部的炉熔体1获取熔体样本的熔体取样装置。

工艺监测单元6可包括线性可动的监测装置8，其包括被构造成从炉空间2获取气体样本的气体取样装置。

工艺监测单元6可包括线性可动的注入装置(未用附图标记标示)，其被构造成将比如焦炭、粉煤、精矿混合物、二氧化硅、石灰、石灰石的添加剂注入至炉空间2内部的炉熔体1中。

工艺监测单元6可包括电动马达、气压缸以及线性马达中的至少一个，其用于使所述至少一个线性可动的监测装置8线性地运动通过炉壳3中的孔5。

工艺监测单元6包括电动马达、气压缸以及线性马达中的至少一个，其用于使框架7相对于安装装置9运动。

工艺监测单元6包括电动马达、气压缸以及线性马达中的至少一个，其用于使所述至少一个线性可动的监测装置8相对于框架7线性地运动。

对于本发明所属领域的技术人员而言，显而易见的是，随着技术的进步，可以以各种方式实施本发明的基本理念。本发明以及它的实施例因此并不限于以上示例，相反它们可在权利要求的范围内变化。