一种电炉冶炼铆螺钢ML20制备方法与流程

一种电炉冶炼铆螺钢ml20制备方法
技术领域
1.本发明涉及钢铁材料技术领域，尤其涉及一种电炉冶炼铆螺钢ml20制备方法。


背景技术：

2.铆螺钢作为一种高性能合金，其组分含量有极为严格的要求，在电炉冶炼时，其脱氮除磷的效率是制约冶炼效率与冶炼质量的重要矛盾点。中国专利公开号：cn114085947a公开了一种电炉冶炼铆螺钢ml20制备方法，通过设置两个退火炉，轮流冷却钢材，提高钢材的退火效率，节省时间；中国专利公开号：cn104232837a公开了一种转炉/电炉出钢监测装置及控制方法，通过设置红外探测器a安装在炉子的出钢侧，红外探测器b安装在炉子的倒渣侧，摄像头安装在大包出钢位上方，实现对转炉/电炉出钢的全方位监测，从而减少钢渣流入大包，提升钢水品质；中国专利公开号：cn114150099a公开了一种炼钢智慧集控方法，利用建立炼钢工序流程的方式，改善作业环境，精简操作人员。
3.由此可见，上述技术方案存在以下问题：难以通过控制电炉冶炼过程的方式对炼钢时的脱氮除磷效率进行提升。


技术实现要素：

4.为此，本发明提供一种电炉冶炼铆螺钢ml20制备方法。用以克服现有技术中难以通过控制电炉冶炼过程的方式对炼钢时的脱氮除磷效率进行提升，从而提升电炉冶炼铆螺钢质量的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供一种电炉冶炼铆螺钢ml20制备方法，包括：
6.步骤s1，利用检测装置检测电炉内炉渣的内边界，并将内边界的几何图形传输至服务器；
7.步骤s2，所述服务器根据矿渣内边界的几何图形初步判定当前的脱硫除磷状况，并控制电炉吹入氧气的速率；
8.步骤s3，所述服务器控制所述电炉出钢后，所述检测装置在预设时间后检测所述电炉内炉渣的内边界，若炉渣的内边界围成的几何图形面积小于预设面积，服务器判定需要进行晃炉处理；
9.步骤s4，所述服务器在判定需要进行晃炉处理时控制所述电炉封闭出口进行晃动，并通过所述检测装置检测电炉内炉渣的直径，若炉渣的直径大于预设直径，服务器判定需要清理所述电炉，若炉渣的直径小于预设直径，服务器判定冶炼过程正常；
10.通过增大反应接触面的方式，提升所述电炉冶炼铆螺钢时的脱硫除磷效率，以提升铆螺钢的冶炼质量。
11.进一步地，当所述电炉冶炼时，所述服务器控制所述检测装置通过潜望镜观察炉内炉渣的边界情况，以判断炉内冶炼情况。
12.进一步地，当进行冶炼时，所述检测装置拍摄所述电炉内炉渣与钢水的交界图像，并将图像传输至所述服务器，对于第i次拍摄到的图像，服务器将图像中炉渣与钢水围成的
面积设为si，其中i＝1,2,3，
…
，n，n为最大拍摄次数，服务器中设有第一预设面积sα以及第二预设面积sβ，其中0＜sα＜sβ，第一预设面积sα为最小反应面积，第二预设面积sβ为最大反应面积，服务器将si与sα以及sβ进行比较，以判定当前冶炼过程中的脱硫除磷效率，
13.若si＜sα，所述服务器判定当前冶炼过程中的脱硫除磷效率低于预设标准，并增加氧气通入速率；
14.若sα≤si＜sβ，所述服务器初步判定当前冶炼过程中的脱硫除磷效率符合预设标准，并根据炉渣的外观对炉渣的硬度进行进一步判断；
15.若sβ≤si，所述服务器判定当前冶炼过程中的脱硫除磷效率符合预设标准，并不对氧气通入速率进行调整。
16.进一步地，当所述服务器根据炉渣的外观对炉渣的硬度进行进一步判断时，对于单次拍摄的第j块炉渣，其最大直径为dj，其中j＝1,2,3，
…
，m，m为单次拍摄的最大炉渣数量，所述服务器中设有单块炉渣的最大标准直径d0,服务器将dj与d0进行比较以对当前冶炼过程中的脱硫除磷效率进行进一步判定，
17.若单次拍摄中的任意一块炉渣的最大直径dj满足dj≤d0，所述服务器判定所述电炉的脱硫除磷效率符合预设标准，并不对氧气通入速率进行调整；
18.若单次拍摄中的任意一块炉渣的最大直径dj满足dj＞d0，所述服务器判定所述电炉的脱硫除磷效率低于预设标准，同时控制所述电炉开始清理炉渣。
19.进一步地，当所述电炉进行单次出钢后，所述检测装置在延迟预设时间后拍摄所述电炉内炉渣与钢水的交界图像并将图像传输至所述服务器，对于第i次拍摄到的图像si，服务器中设有第三预设面积sγ，其中第三预设面积sγ为废料影像阈值，服务器将si与sγ进行比较以判定当前冶炼过程中的炉渣对脱硫除磷的影像效率并根据比较结果判定是否对所述电炉进行晃炉处理，
20.若si＜sγ，所述服务器判定当前冶炼过程中炉渣占据表面积高于预设标准，从而判断所述电炉的脱硫除磷效率低于预设标准，并控制电炉以预设幅度进行晃动，用以减小炉渣占据表面积；
21.若si≥sγ，所述服务器判定当前冶炼过程中炉渣占据表面积小于预设标准，从而判断所述电炉的脱硫除磷效率符合预设标准，并控制电炉进行晃动。
22.进一步地，当所述服务器控制所述电炉进行晃动时，所述检测装置等待预设时间拍摄所述电炉内炉渣与钢水的交界图像，并将图像传输至服务器，对于第j块炉渣的直径dj，服务器中设有预设最大晃动炉渣直径阈值dδ，服务器将dj与dδ进行比较，以判断炉渣的硬度，
23.若单次拍摄中的任意一块炉渣的dj＜dδ，所述服务器判定所述电炉中的炉渣堆积小于预设尺寸，硬度低于预设标准，同时判定不需要对炉渣进行清理；
24.若单次拍摄中的任意一块炉渣的dj≥dδ，所述服务器判定所述电炉中的炉渣堆积大于预设尺寸，硬度高于预设标准，并控制电炉开始清理炉渣。
25.进一步地，当所述电炉进行出钢时，所述服务器控制清洁阀门开启，用以清洁所述检测装置上设置的潜望镜，以避免在电炉炼钢过程中附着在潜望镜上的粉尘影响检测装置的观测结果。
26.进一步地，当所述服务器控制所述电炉进行晃动时，所述电炉关闭出钢口，并将电
炉的出钢角度作为最大倾斜角度控制电炉往复晃动预设次数。
27.进一步地，当所述服务器控制所述电炉进行晃动时，电炉中的电极上抬远离钢水，以避免电极损坏。
28.进一步地，当所述服务器判断单次冶炼进入氧化期时，服务器控制所述检测装置进行拍摄。
29.与现有技术相比，本发明的有益效果在于，通过实时检测电炉内钢水与矿渣形态的方式，利用服务器适时调整电炉的冶炼过程，在有效提升了电炉冶炼铆螺钢效率的同时，降低了电炉的损耗，从而有效提升了电炉冶炼铆螺钢的质量。
30.进一步地，通过设置检测装置，并在检测装置上设置潜望镜的方式观察电炉冶炼铆螺钢时的冶炼情况，在有效避免了因高温导致电炉内难以观测的的同时，提升了冶炼过程的可见度，从而进一步提升了电炉冶炼铆螺钢的质量。
31.进一步地，通过服务器分析钢水与炉渣表面积的比值判定氧化还原反应的效率，在有效避免了氧气浪费的同时，进一步提升了电炉冶炼铆螺钢的质量。
32.进一步地，利用对炉渣形状的分析判断电炉内的杂质状况，在有效提升了对电炉运行状况判断的精确度的同时，进一步提升了电炉冶炼铆螺钢的质量。
33.进一步地，通过对电炉进行晃动以扰动电炉内的矿渣分布，在有效提升了冶炼反应接触面的同时，提升了脱氮除磷的效率，从而进一步提升了电炉冶炼铆螺钢的质量。
34.进一步地，通过在电炉无废气的时间对潜望镜进行清洁的方式，在有效保证了图像稳定性的同时，进一步提升了电炉冶炼铆螺钢的质量。
35.进一步地，通过电炉自身出钢功能的应用对电炉进行晃动，在有效保证了电炉本身结构安全性的同时，进一步提升了电炉冶炼铆螺钢的质量。
36.进一步地，通过将电炉最大倾斜角作为最大晃动幅度的方式，在有效降低了电炉改装工程量的同时，进一步提升了电炉冶炼铆螺钢的质量。
37.进一步地，当电炉进行晃动时将电极抬离钢水，在有效保证了电极安全性的同时，进一步提升了电炉冶炼铆螺钢的质量。
38.进一步地，通过间隔足够时长对电炉内部进行观测的方式，在有效提升了检测准确性的同时，进一步提升了电炉冶炼铆螺钢的质量。
附图说明
39.图1为本发明一种电炉冶炼铆螺钢ml20制备方法的流程图；
40.图2为使用本发明所述制备方法的装置的结构示框图；
41.图3为本发明实施例潜望镜的位置示意图；
42.图4为本发明实施例潜望镜的结构示意图；
43.其中：1：潜望镜；11：吹扫管；12：中间透镜；13：观察透镜；14：吹扫孔；2：收尘口；3：电极。
具体实施方式
44.为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
45.下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。
46.需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
47.此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
48.请参阅图1所示，其为本发明一种电炉冶炼铆螺钢ml20制备方法的流程图。本发明所述电炉冶炼铆螺钢ml20制备方法包括：
49.步骤s1，利用检测装置检测电炉内炉渣的内边界，并将内边界的几何图形传输至服务器；
50.步骤s2，服务器根据矿渣内边界的几何图形初步判定当前的脱硫除磷状况，并控制电炉吹入氧气的速率；
51.步骤s3，服务器控制电炉出钢后，检测装置在预设时间后检测电炉内炉渣的内边界，若炉渣的内边界围成的几何图形面积小于预设面积，服务器判定需要进行晃炉处理；
52.步骤s4，服务器在判定需要进行晃炉处理时控制电炉封闭出口进行晃动，并通过检测装置检测电炉内炉渣的直径，若炉渣的直径大于预设直径，服务器判定需要清理电炉，若炉渣的直径小于预设直径，服务器判定冶炼过程正常；
53.通过增大反应接触面的方式，提升电炉冶炼铆螺钢时的脱硫除磷效率，以提升铆螺钢的冶炼质量。
54.请参阅图2所示，其为使用本发明所述制备方法的装置的结构示框图。使用本发明所述制备方法的装置包括电炉、服务器和检测装置。其中，
55.所述电炉用以冶炼铆螺钢，在电炉的顶部设有收尘口，用以收集在冶炼过程中产生的废气，在收尘口的上方设有潜望镜，用以对电炉内的冶炼情况进行观察，并将收集到的冶炼状况通过设置在潜望镜内的镜片传播至检测装置；所述服务器与检测装置以及所述电炉相连，用以对电炉内的冶炼状况进行观察，并依此对冶炼需要进行的冶炼动作进行判断，同时控制电炉实施对应的冶炼动作；所述监测装置与所述潜望镜相连，用以收集电炉内的冶炼状况。
56.通过实时检测电炉内钢水与矿渣形态的方式，利用服务器适时调整电炉的冶炼过程，在有效提升了电炉冶炼铆螺钢效率的同时，降低了电炉的损耗，从而有效提升了电炉冶炼铆螺钢的质量。
57.检测装置设置在电炉收尘口外侧，并设有潜望装置以避免检测装置因高温和/或废气导致元器件损坏，用以收集电炉冶炼时，炉内炉渣的边界情况。
58.通过设置检测装置，并在检测装置上设置潜望镜的方式观察电炉冶炼铆螺钢时的冶炼情况，在有效避免了因高温导致电炉内难以观测的的同时，提升了冶炼过程的可见度，
从而进一步提升了电炉冶炼铆螺钢的质量。
59.请参阅图3所示，其为本发明潜望镜的位置示意图。
60.本发明所述潜望镜1安装在收尘口2附近远离电极3的一侧，以对电炉内部进行观察；收尘口2位于电炉顶部远离中心的一侧，用以收集电炉冶炼中产生的废气；电极3安装在电炉上方，其能源设置在电炉外侧，以提供电炉冶炼的能源；当服务器控制检测装置进行工作时，检测装置通过潜望镜1透过收尘口2接收电炉内的影像，用以向服务器提供电炉内的影像。
61.所述装置在进行冶炼时，检测装置拍摄电炉内炉渣与钢水的交界图像，并传输至服务器，对于第i次拍摄到的图像，服务器将炉渣与钢水围成的面积设为si，其中i＝1,2,3，
…
，n，n为最大拍摄次数，服务器中设有第一预设面积sα以及第二预设面积sβ，其中0＜sα＜sβ，第一预设面积sα为最小反应面积，第二预设面积sβ为最大反应面积，服务器将si与sα以及sβ进行比较，以判定当前冶炼过程中的脱硫除磷效率，
62.若si＜sα，服务器判定当前冶炼过程中的脱硫除磷效率低，并增加氧气通入速率；
63.若sα≤si＜sβ，服务器判定当前冶炼过程中的脱硫除磷效率中，并根据炉渣的外观进行进一步判断；
64.若sβ≤si，服务器判定当前冶炼过程中的脱硫除磷效率高，并不对氧气通入速率进行调整。
65.用过服务器分析钢水与炉渣表面积的比值判定氧化还原反应的效率，在有效避免了氧气浪费的同时，进一步提升了电炉冶炼铆螺钢的质量。
66.具体而言，对于单次拍摄的第j块炉渣，其最大直径为dj，其中j＝1,2,3，
…
，m，m为单次拍摄的最大炉渣数量，服务器中设有单块炉渣的最大标准直径d0,服务器将dj与d0进行比较，用以判定当前冶炼过程中的脱硫除磷效率，
67.若单次拍摄中的任意一块炉渣的dj≤d0，服务器判定电炉的脱硫除磷效率中，并不对氧气通入速率进行调整；
68.若单次拍摄中的任意一块炉渣的dj＞d0，服务器判定电炉的脱硫除磷效率低，同时控制电炉开始清理炉渣。
69.利用对炉渣形状的分析判断电炉内的杂质状况，在有效提升了对电炉运行状况判断的精确度的同时，进一步提升了电炉冶炼铆螺钢的质量。
70.具体而言，当电炉进行单次出钢后，检测装置等待预设时间拍摄电炉内炉渣与钢水的交界图像，并传输至服务器，对于第i次拍摄到的图像si，服务器中设有第三预设面积sγ，其中第三预设面积sγ为废料影像阈值，服务器将si与sγ进行比较，以判定当前冶炼过程中的炉渣对脱硫除磷的影像效率，从而确定电炉的晃动，
71.若si＜sγ，服务器判定当前冶炼过程中炉渣占据表面积大，从而判断电炉的脱硫除磷效率低，并控制电炉以预设幅度进行晃动，用以减小炉渣占据表面积；
72.若si≥sγ，服务器判定当前冶炼过程中炉渣占据表面积小，从而判断电炉的脱硫除磷效率合理，并控制电炉进行晃动。
73.通过对电炉进行晃动以扰动电炉内的矿渣分布，在有效提升了冶炼反应接触面的同时，提升了脱氮除磷的效率，从而进一步提升了电炉冶炼铆螺钢的质量。
74.具体而言，当服务器控制电炉进行晃动时，检测装置等待预设时间拍摄电炉内炉
渣与钢水的交界图像，并传输至服务器，对于第j块炉渣的直径dj，服务器中设有预设最大晃动炉渣直径阈值dδ，服务器将dj与dδ进行比较，以判断炉渣的硬度，
75.若单次拍摄中的任意一块炉渣的dj＜dδ，服务器判定电炉中的炉渣堆积少，硬度低，并依据si进行进一步判断；
76.若单次拍摄中的任意一块炉渣的dj≥dδ，服务器判定电炉中的炉渣堆积大，硬度高，并控制电炉开始清理炉渣。
77.通过对电炉进行晃动以扰动电炉内的矿渣分布，在有效提升了冶炼反应接触面的同时，提升了脱氮除磷的效率，从而进一步提升了电炉冶炼铆螺钢的质量。
78.请参阅图4所示，其为本发明潜望镜的结构示意图。本发明所述潜望镜1外侧为吹扫管11，其与氧气管道连接，其上端设有清洁阀门用以将氧气通入吹扫管11，并经由吹扫孔14对观察透镜13进行清理，当进行观察时，以钢水和电极发出的光为光源，图像依次通过观察透镜13以及中间透镜12进行传导，其中观察透镜13由小孔成像原理构成，以避免高温气氛对透镜结构本身造成损害，透镜14位于透镜13的焦点上，用以将图像传导至检测模块。
79.具体而言，当电炉进行出钢时，服务器控制清洁阀门开启，用以清洁检测装置上设置的潜望镜，以避免在电炉炼钢过程中附着在潜望镜上的粉尘影响检测装置的观测结果。
80.通过电炉自身出钢功能的应用对电炉进行晃动，在有效保证了电炉本身结构安全性的同时，进一步提升了电炉冶炼铆螺钢的质量。
81.具体而言，当服务器控制电炉进行晃动时，电炉关闭出钢口，并将电炉的出钢角度作为最大倾斜角度控制电炉往复晃动预设次数。
82.通过将电炉最大倾斜角作为最大晃动幅度的方式，在有效降低了电炉改装工程量的同时，进一步提升了电炉冶炼铆螺钢的质量。
83.具体而言，当服务器控制电炉进行晃动时，电炉中的电极上抬远离钢水，以避免电极损坏。
84.当电炉进行晃动时将电极抬离钢水，在有效保证了电极安全性的同时，进一步提升了电炉冶炼铆螺钢的质量。
85.至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。
86.以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明；对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。