在现代钢铁冶金,特别是电弧炉、转炉、LF炉、RH真空精炼等关键工序中,实时、精确地掌握钢液的温度与氧活度,是进行有效脱氧合金化、控制夹杂物形态、预报终点成分、保障铸坯质量的核心决策依据。
钢液测温定氧仪,将快速热电偶测温与固体电解质定氧技术集成为一体,以其测量快速、结果精准、操作便捷、数据可靠的性能,为炼钢工程师提供了即时、关键的过程参数,是连接工艺模型与实际操作、实现“冶炼-精炼-连铸”稳定顺行的关键检测设备。

工作原理:集成传感,同步捕捉热能与化学势
钢液测温定氧仪的核心在于一支一次性使用的快速热电偶复合探头,其内部精巧地集成了温度传感与氧浓差电池,在一次测量中同步获取两个关键参数。
快速热电偶测温模块探头前端采用耐钢液冲刷、抗热震的金属陶瓷保护帽。帽内封装有铂铑(Pt-Rh)系列(如S型、B型)或钨铼(W-Re)系列高温热电偶丝。当探头插入钢液瞬间,热电偶热端迅速升温,产生与钢液温度成正比的热电动势。该毫伏级信号通过补偿导线传输至二次仪表,经冷端补偿、线性化处理后,在数秒内显示出钢液的实时温度。
固体电解质定氧模块在热电偶附近,集成了一支氧化锆(ZrO₂)基固体电解质氧浓差电池。电池一端(参比极)为已知氧分压的材料(如Cr/Cr₂O₃、Mo/MoO₂),另一端(测量极)通过耐高温金属电极与钢液接触。当探头插入钢液,在高温下(>600℃),氧化锆成为氧离子导体。由于电池两侧氧分压不同,产生能斯特电动势(EMF)。该电动势与钢液中溶解氧的活度([O])呈对数关系。二次仪表采集此信号,结合同步测得的温度值,通过内置算法实时计算并显示出钢液的氧活度(ppm)及对应的平衡氧含量。
核心性能优势:为精准炼钢提供即时决策支持
在分秒必争、瞬息万变的炼钢现场,测温定氧仪的价值体现为对过程精准控制的直接赋能。
1、测量快速同步,不延误工艺单次测量仅需4-8秒即可同时获得准确的温度与氧活度值。这为操作人员在钢液温度下降前、成分发生变化前,提供了宝贵的窗口期,用以快速计算合金加入量、调整精炼工艺(如吹氩、渣况调整)。
2、测量结果精准可靠,重现性好采用高品质的热电偶丝与标准参比材料,结合高性能信号处理与补偿算法,确保温度测量精度高,氧活度测量重复性好。为工艺模型的精确控制、合金收得率的稳定、终点碳-温-氧的精准预报提供了可信的数据基石。
3、操作简便,易于实现自动化探头安装、测量、信号传输、数据显示、数据记录全流程高度标准化。可方便地与自动测温枪、机器人集成,实现无人化、自动化测量,提高作业安全性、减轻劳动强度、保证数据一致性。
4、支持工艺优化与质量追溯测量数据可实时上传至过程控制系统(PACS)、制造执行系统(MES),用于模型自适应、工艺卡控制、质量分析与追溯。长期的数据积累是优化精炼模型、降低生产成本的关键。
应用全景:贯穿炼钢-精炼-连铸全流程
钢液测温定氧仪是现代化炼钢厂各关键工序的标准配置。
1、电炉/转炉出钢过程测量出钢温度与钢水氧化性,指导合金化与初步脱氧,为后续精炼提供合格的初始条件。
2、LF炉精炼是LF炉的核心控制仪表。通过多次测温定氧,精确控制钢水温度、进行扩散脱氧、计算铝线/硅钙线等脱氧剂的加入量,精确调整钢水成分与氧活度,优化夹杂物形态,净化钢水。
3、RH真空精炼在RH处理前后进行测温定氧,监测真空脱氧效果,为脱碳、脱气、合金微调提供实时依据。
4、连铸中间包/结晶器监测中间包钢水温度与氧活度,评估保护浇注效果,预报水口堵塞风险,是保障连铸顺行与铸坯质量的重要参考。
钢液测温定氧仪,以其对钢水物理与化学状态的同步、快速、精准捕捉,将原本“黑箱”般的冶炼过程,转化为清晰、可量化的过程参数。它是炼钢工程师的“火眼金睛”与“数字神经”,是将工艺理论转化为实际控制的桥梁,是追求高品质、高效率、低成本钢铁制造的核心数据来源。