氩氧精炼铁合金炉温在线检测的方法研究

【摘要】：节能、降耗、减排是目前工业生产中最活跃的三个领域。随着哥本哈根世界气候大会的召开,环境议题再一次聚焦了全世界人的目光,节约能源,保护环境已经刻不容缓。国家科技支撑计划课题“氩氧精炼铁合金节能减排工艺技术应用研究”,就是在上述背景下提出的创新性实践。AOD氩氧精炼技术在不锈钢生产的应用中已经相当成熟,将其应用于铁合金的冶炼是一种新的尝试。本文从生产实际出发,从实时性要求、系统的可实现性以及成本等多方面综合考虑,旨在寻求一种能够准确的对AOD炉温度进行在线检测的方法。 本文首先阐明在氩氧精炼铁合金的生产中实施温度在线检测的目的、意义以及国内外炉温在线检测方面的发展现状。之后通过对几种常用的测温方法的比较,针对红外测温中发射率修正困难,测量不准确的问题,提出一种经过改进的测温方法—红外底枪测温法,利用AOD炉底枪端口部的铁水腔体的等温性建立了一个在线灰体。实验表明,底枪测温法在避开大量背景辐射干扰的同时,稳定了发射率,可以有效的提高红外测温的精度。 在室温条件下持续吹入的混合气体对高温铁水腔体具有降温作用,本文利用功能关系原理,建立了温度补偿模型。并综合比色测温原理的温度反演模型和底吹气体的温度补偿模型,完成测温系统的两步内定标。分析和实验均表明,内定标模型的线性度良好，对环境的适应能力强,测量精度优于传统的实验室黑体定标法。 依据弱信号检测系统的设计原则实现上述功能。在详细分析测温系统的组成原理的基础上,设计并调试了四个主要组成部分,光学系统、光纤传输系统、信号检测单元以及控制运算单元，并对所设计的系统进行误差分析；通过实验测定检测系统的各项性能参数,统计结果表明各项指标均基本满足设计要求。 本文最后分析总结了温度检测系统中存在的问题以及有待改进的方面,为以后的进一步研究提供了方向。