发明名称 用以在制钢期间使熔渣夹带现象减为最少之系统及方法
摘要 一种介于制钢容器例如硷性氧炉(BOF)与对应浇桶间侦测出钢流之熔融炉渣之系统及方法。使用红外线(IR)成像或侦测装置来成像/观视BOF至浇桶出钢流,流传输的能量指示于指定时间流中为熔钢及/或熔渣。对由出钢流观视的像素进行灰阶分析而决定于指定时间于流之铜像素数目及熔渣像素数目。当熔渣像素比例或百分比超过预定值或预定量时,可引动警报而使作业员将转炉向上倾斜停止出钢,或转炉可自动向上倾斜停止出钢。
申请公布号 TW505701 申请公布日期 2002.10.11
申请号 TW089100550 申请日期 2000.01.17
申请人 伯利恒钢铁公司 发明人 约翰 A 史图方克;亚洛克 沙朗;丹尼尔 A 哥斯登;伊莉莎白 A 史泰斯
分类号 C21C5/00;B22D11/18 主分类号 C21C5/00
代理机构 代理人 恽轶群 台北巿南京东路三段二四八号七楼;陈文郎 台北巿南京东路三段二四八号七楼
主权项 1.一种于制钢时于硷性氧炉(BOF)转炉出钢期间侦测 熔渣之方法,该方法包含下列步骤: 提供一BOF转炉盛装熔融金属,氧被导入转炉内俾于 转炉内部形成炉渣; 设置一浇桶,熔融金属将由BOF转炉流入浇桶内; 将BOF转炉出钢,故熔融金属的出钢流由BOF转炉经由 至少部份第一感兴趣区(ROI 1号)流入浇桶内部,出 钢系藉至少倾斜转炉进行; 于出钢期间于至少ROI 1号以红外光成像出钢流而 提供至少一影像帧; 对影像帧之像素决定钢像素値于预定钢范围指示 钢出现于出钢流,及一炉渣像素値于预定炉渣范围 指示炉渣出现于出钢流; 利用钢像素値及炉渣像素値测定比値于0至1.0之范 围; 决定转炉之倾角; 决定比値是否指示至少有预选定量之炉渣于出钢 流; 决定倾角是否大于预定値或于预定范围内;以及 当决定比値指示至少预选定量之炉渣于出钢流以 及倾角系大于预定値或于预定范围内时停止出 钢。2.如申请专利范围第1项之方法,进一步包含响 应测得比値指示至少有预选定量之炉渣于出钢流 且倾角系大于预定値或于预定范围内,启动警报 而提醒操作员须停止出钢之步骤。3.如申请专利 范围第1项之方法,进一步包含响应测得比値指示 至少有预选定量之炉渣于出钢流且倾角系大于 预定値或于预定范围内,自动倾斜转炉向上而停止 出钢之步骤。4.如申请专利范围第1项之方法,进一 步包含响应当测得比値指示有预定量炉渣于出钢 流及倾角系大于预定値或于预定范围内时,自动 倾斜转炉向上而停止BOF转炉出钢之步骤。5.如申 请专利范围第1项之方法,其中红外光成像步骤包 括使用大于或等于约8微米之长红外光波长俾侦测 是否有熔融炉渣存在于出钢流。6.如申请专利范 围第1项之方法,其中于红外光成像步骤期间,于熔 融金属出钢流摄影得知炉渣发射率値介于约0.7至0 .9,及熔钢出钢流之熔钢发射率値低于约0.25且输出 至监视器上。7.如申请专利范围第6项之方法,其中 于红外光成像步骤期间,摄影得知出钢流中熔钢之 发射率値低于约0.20且输出至监视器上。8.如申请 专利范围第1项之方法,其中于红外光成像步骤期 间,仅使用大于或等于约8微米之红外波长。9.如申 请专利范围第1项之方法,其中引述之步骤系以引 述之顺序进行。10.如申请专利范围第1项之方法, 进一步包含下列步骤: IR成像至少部份高度位在转炉开放炉嘴下方之第 二感兴趣区(ROI 2号);以及 当测得得自ROI 2号之一帧的像素数目指示有预定 量之炉渣时启动警报。11.如申请专利范围第10项 之方法,其中ROI 2号非与ROI 1号连续。12.如申请专 利范围第1项之方法,进一步包含于IR成像期间实质 上滤出波长小于约8微米,故长红外波长用来侦测 出钢流中存在有炉渣之步骤。13.一种用于制造钢 之硷性氧炉(BOF)系统,该BOF系统包含: 一BOF转炉用以盛装熔融钢及熔融炉渣,熔融炉渣漂 浮于熔融钢顶上,BOF转炉包括一出钢孔界定于其中 允许熔钢流过其中; 一浇桶以直立上仰方式设置于BOF转炉下方用以接 纳由BOF转炉经由出钢孔于出钢流中流动的熔钢; 一成像装置用以成像由转炉之出钢孔流入浇桶之 熔钢及熔渣出钢流俾侦测出钢流中是否存在有熔 渣; 一感测器用以决定转炉的倾斜角;以及 当于出钢流中侦测得实质量之熔渣以及当转炉之 倾斜角大于预定値或于预定范围时指示出钢停止 之装置。14.如申请专利范围第13项之系统,其中该 装置包括启动警报指示操作员须停止出钢之装置 。15.如申请专利范围第13项之系统,其中该装置包 括自动倾斜转炉向上而停止出钢之装置。16.如申 请专利范围第13项之系统,其中该装置包括下列任 一者:(a)移动插塞或挡止至出钢孔之孔口来停止出 钢之装置;以及(b)于监视器上显示色彩指示出钢流 中含有炉渣告知操作员之装置。17.如申请专利范 围第13项之系统,进一步包括一滤镜用以滤出全部 小于约8微米的红外波长,因此主要使用至少约8微 米的红外波长来侦测出钢流的炉渣。18.如申请专 利范围第13项之系统,其中该成像装置为红外光成 像步骤,及其中该成像装置首先同时成像第一及第 二非连续的预选定的感兴趣区,来自出钢孔之出钢 流系通过第一感兴趣区而非第二感兴趣区,其中第 二感兴趣区系位在转炉开放炉嘴下方的高度。19. 一种于钢制造期间由制钢容器倾注熔钢之方法,该 方法包含下列步骤: 提供一制钢容器盛装定量容积之熔融金属,熔融金 属包括熔融钢及熔融炉渣; 提供一红外光成像摄影机用以监视由容器流出的 熔融金属流; 倾斜容器如此使熔融金属于流中流出容器; 使用红外线成像摄影机使用至少红外光波长监视 该流; 对一影像帧决定第一指示流中之钢之像素数目,以 及第二指示流中之熔渣之像素数目; 利用第一及第二像素数目决定一比値; 决定该比値是否表示至少有预选定量之熔渣出现 于流;以及 当决定该比値指示至少有预选定量之熔渣出现于 流时停止出钢。20.如申请专利范围第19项之方法, 进一步包含测量由容器流经流之炉渣量。21.如申 请专利范围第20项之方法,其中该测量步骤包括炉 渣计数器将得自一帧之指示炉渣像素値加至指示 已经由容器流出的炉渣之先前炉渣値。22.如申请 专利范围第18项之方法,其中容器为BOF转炉及制钢 电炉之一。23.一种于制钢期间侦测由硷性氧炉(BOF )流入浇桶之熔融出钢流中之炉渣之装置,该装置 包含: 一BOF用以转化熔铁成为熔钢,以及用以呈熔融出钢 流形式倾注熔钢于浇桶;以及 红外光摄影机用以成像熔融出钢流俾便决定炉渣 是否存在于出钢流,该红外线摄影机可使发射率低 于约0.25用于决定炉渣是否存在于出钢流。24.一种 于钢制造期间由制钢容器倾注熔钢之方法,该方法 包含下列步骤: 提供一制钢容器盛装定量容积之熔融金属,熔融金 属包括熔融钢及熔融炉渣; 设置一摄影机用以监视由容器流出的熔融金属流; 倾斜容器因而使熔融金属由容器流入流中; 使用摄影机监视流; 对一影像帧的复数像素决定灰阶値,且对该影像帧 的各像素指定一灰阶値; 决定该影像帧的何者像素具有灰阶値系于预选定 之熔渣灰阶范围内,以及于该影像帧之何者像素具 有灰阶値系于预选定之钢灰阶范围内,使用此等结 果算出指示炉渣的第一像素値及指示钢的第二像 素値; 利用第一及第二像素数目决定一比値于0至1.0之范 围; 决定该比値是否表示至少有预选定量之熔渣出现 于流;以及 当决定该比値指示至少有预选定量之熔渣出现于 流时停止出钢。25.一种于熔融金属产物制造过程 由冶金容器泄放熔融金属之方法,该方法包含下列 步骤: 设置冶金容器盛装定量容积的熔融材料包括熔融 金属及熔融炉渣; 设置红外光摄影机来监视由冶金容器流出的熔融 材料流; 对一影像帧决定第一像素値指示流中之熔融金属, 及一第二像素値指示流中的熔融炉渣; 利用第一及第二値决定比値; 决定该比値是否指示至少有预定量之熔融炉渣于 流;以及 当测得该比値指示至少有预定量的炉渣存在于流 时停止出钢。26.如申请专利范围第25项之方法,其 中冶金容器为高炉及熔融金属包括铁。27.如申请 专利范围第25项之方法,其中熔融金属为非铁。图 式简单说明: 第1图为示意图举例说明根据本发明之具体实施例 之BOF至浇桶熔渣侦测系统及减少熔渣夹带之方法 。 第2图为示意图举例说明本发明类似第1图具体实 施例之另一具体实施例。 第3图为发射率相对于波长(微米)之线图,举例说明 熔渣及熔钢二者之发射率相对于波长之作图。 第4图为总红外光区之透射百分比相对于波长(微 米)之作图,举例说明存在于BOF环境之某些空气载 运气体如何吸收特殊红外光波长而降低其利用率 。 第5图为红外线摄影机之方块图其可用于本发明之 某些具体例。 第6图为根据本发明之具体实施例之电脑/监视器 显示萤幕显示资讯之视图。 第7图为第6图之萤幕之视图,此时实质不含熔渣之 熔钢于出钢流正由BOF转炉倾注至浇桶。 第8图为第6至7萤幕之视图,此时出钢流中有实质量 的熔渣正在由BOF转炉倾注至浇桶。 第9图为流程图举例说明根据本发明之第1图之具 体实施例采行用以减少由转炉炉嘴倾注之熔渣之 步骤。 第10图为本发明之具体实施例之示意图,其中钢/熔 渣由制钢电炉倾注于浇桶,本具体实施例可以第9 图及其说明所示步骤实施。 第11图为示意图显示本发明应用于高炉操作。
地址 美国