从1999年6月以来,蒂森克虏伯钢公司(TKS)开始使用由阿米巴公司生产的热分布图检测炉渣的系统(TSD)。从该系统投入使用以来,已获得了丰富的使用经验。目前,TKS的多特蒙德厂、贝克尔维特厂、布鲁克豪森厂已使用了4套热分布图炉渣检测系统,使用后大幅度减少了进入钢包中的转炉渣、减轻了钢水的回硅回磷现象、提高了钢水的收得率。
热分布图炉渣检测系统是根据纯光学原理对转炉的出钢钢流进行检测。该系统工作时利用了钢液和炉渣呈不同辐射特性,由于钢液和炉渣的化学成份不同(转炉渣中的氧化物含量较高),在一定的波长范围和一定的温度下,液态的炉渣和钢水的辐射能力也不同。在远红外线区域内,炉渣的辐射系数是钢的辐射系数的3-4倍,从而可以非常明显地区分出炉渣和钢液。
而且,在远红外线区域,出钢时细的灰尘和烟尘对可视程度的影响要比在中红外线区域和近红外线区域小得多,同时,也比在可视范围内要小。因为根据物理中的雷利原理,随着波长的增加,由于分散粒子使辐射强度减弱的程度减小。
TSD热图象炉渣检测系统主要由一台瞄准钢流的红外线摄像机和一台评价计算机组成,和计算机相联的监视器位于操作平台上,用于显示摄得的图象和系统信息。
摄得的图象显示在中央评价单元上,并用虚拟的颜色显示在控制和倾斜平台的监视器上。这意味着使用特定的颜色来表示不同的辐射强度。
当钢流中出现带渣现象时,用不同的颜色着重表示出来。图象的变化是自动进行的。与此同时,用条形图表示出出钢钢流中炉渣的比例。一旦超过预定的临界值,系统就会发出炉渣报警信号,可使用该信号来自动停止出钢。
根据摄像机和转炉的相对位置,出钢钢流在图象中的位置将随转炉倾动角度的变化而变化。故使用了一种算法,来对出钢钢流的评价范围连续地进行调整,以避免外部辐射造成的干扰。
TSD系统与转炉炉体和出钢系统的设计无关,唯一的前提条件是要能在出钢快结束时能够无阻碍地观测到出钢钢流。该系统的所有部件都能很容易地接触到,需要时可以在不影响转炉操作模式的情况下进行更换,从而保证了该系统有较高的利用率。
在TSD系统的实际运作中,取得了如下效果:
—带出的转炉渣减少;
—钢水回磷平均减少了33%;
—钢水回硅平均减少了19%。