[0001]本实用新型属于炼钢精炼炉钢包底吹气体系统，特别是一种精炼炉钢包底吹氩控制装置。
[0002]在钢厂炼钢生产中，尤其是LF精炼炉冶炼过程中，进行吹氩搅拌均匀钢水成分和温度，造渣脱硫以及脱除钢液中的气体和非金属夹杂物，对钢液进行合金微调，提高钢液质量，从而对连铸提供更洁净的钢液，提高钢水浇注性能。目前，基本采用底吹方式来进行吹氩，即在钢包底部安装供气管路，氩气通过钢包底部的透气砖进入钢液，底吹比顶吹方式效果更好。然而，常常会出现钢包的底吹不通、漏气、堵塞、氩气倒流、事故状态无法切换等情况和现象，导致吹成率低，在品种钢生产时导致成分不合格，温度不均匀，钢水不纯洁等，影响钢厂的产品质量。
[0003]传统的手动或半自动控制技术具有结构相对比较简单、响应速度慢、控制精度不高等缺点，很难实现对氩气吹入量精确的控制。常规LF钢包精炼炉底吹氩系统主要是采用了流量计和气动薄膜阀可调节回路，气动薄膜阀很难实现大范围的高精度的流量调节。根据生产的基本工艺不同的工况，吹氩量有必要进行实时大范围调节，尤其在小流量调节时，由于启动薄膜阀的精确性和稳定能力差，输出的氩气流量时大时小，在LF炉整个控制过程中钢水的搅拌状态不稳定，液面处于忽大忽小的状态，导致石墨电极消耗、钢包渣线、透气砖及座砖等耐材的消耗增加；在液面不稳定的情况下，电极电流开关处于频繁动作状态，既增加了电能消耗，也增加了故障几率；同时导致在冶炼过程导致埋弧不好，钢水增碳较多；在冶炼过程中，延长了冶炼周期，增加了电极消耗和氩气消耗。现有的控制管理系统可操作性和精确度某些特定的程度上满足不了生产的要求。
[0004]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能大大的提升氩气流量精确度和系统可操作性的精炼炉钢包底吹氩控制装置。
[0005]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:精炼炉钢包底吹氩控制装置，包括监控机、控制柜、至少两个配气柜、钢包、操作箱，其特征是:所述监控机和控制柜安装在中控室内，所述配气柜安装在现场，所述操作箱安装在现场，所述钢包设置在LF精炼炉软吹位和吹炼位，所述配气柜内设置PLC远程站。
[0006]进一步的是，所述控制管理系统包括软吹位和吹炼位，所述两个工位均设置有带有触摸屏的现场就地操作箱。
[0011]本实用新型的有益效果是:本装置共有两套配气柜，两路底吹管线，分别独立控制，互不干扰，分别向两个工位钢包两路底吹砖供气，采用两路分别控制的方法，可保证两个工位底吹位置的相互独立。为了吹炼效率更加高，每个工位的底吹管路，又分为控制相同的两路氩气进行底吹，故而每个钢包配有相同控制的两路氩气。另外，两个工位均具有正常流量搅拌、旁路搅拌及高压氩气搅拌、事故搅拌功能，并可在底吹过程中对每个管路进行气体的进口压力、管路流量、出口流量及出口压力进行监控，以达到最佳底吹搅拌效果。本实用新型非常适合于炼钢精炼炉钢包底吹气工艺中。
[0015]如图1、图2所示的精炼炉钢包底吹氩控制装置，包括监控机、控制柜、至少两个配气柜、钢包、操作箱，所述监控机和控制柜安装在中控室内，所述配气柜安装在现场，所述操作箱安装在现场，所述钢包设置在LF精炼炉软吹位和吹炼位，所述配气柜内设置PLC远程站。
[0016]在实际生产中，本实用新型的工艺流程由于各公司炼钢厂钢包大小不同，所以各个阶段的底吹时间和底吹氩量各不相同，但是底吹氩气流程大同小异，基本上分为4个阶段，一个事故模式F，分别为:软吹模式A ;正常模式B ;强吹模式C ;旁吹模式D。工艺流程为:钢包开至吹炼位一包盖下降，测温、加料，开始旁吹模式D—电极通电化渣、脱氧，正常模式B—搅拌，强吹模式C一取样、测温，软吹模式A—搅拌，旁吹模式D—钢包车开出软吹位，软吹模式A—钢包车开至吹炼位。另外，对于本申请而言，控制柜内优选S7-300PLC与监控机、配气柜内的PLC远程站、操作箱内的触摸屏通过MPI电缆连接进行实时数据通讯。
[0017]一般的，为了能够更好的保证工艺质量，控制管理系统包括软吹位和吹炼位，所述两个工位均设置有带有触摸屏的现场就地操作箱，在这两个工位，都有必要进行氩气底吹，所以设置两套配气柜，只是根据工艺技术要求，软吹位和吹炼位的氩气量不同，可在控制管理系统里进行分别设置。由于本控制管理系统共有两套配气柜，两路底吹管线，分别独立控制，互不干扰，分别向两个工位钢包两路底吹砖供气，采用两路分别控制的方法，可保证两个工位底吹位置的相互独立。
[0018]为了吹炼效率更加高，每个工位的底吹管路，又分为控制相同的两路氩气进行底吹，也就是说，每个钢包配有相同控制的两路氩气。两个工位均具有正常流量搅拌、旁路搅拌及高压氩气搅拌、事故搅拌功能，并可在底吹过程中对每个管路进行气体的进口压力、管路流量、出口流量及出口压力进行监控，以达到最佳底吹搅拌效果。
[0019]如图2所示，经由车间提供的氩气源通过总阀门球阀控制，通过气体过滤器过滤清洁，分三路气体管路，其中上下两路为事故状态时，由自动控制切换到手动控制对钢包进行氩气底吹；正常流量搅拌、旁路搅拌及高压氩气搅拌都通过选择调节阀组的组合来实现所需设定流量大小，以此来实现其各种功能。中间气体管路为正常冶炼时，正常流量搅拌，设定减压阀达到所需压力，再通过气体储气罐进行稳压，在稳压罐上设置压力传感器进行压力测试，从稳压罐后分为相同的两路气体管路，分别为正常流量搅拌和旁路搅拌，其工作原理和控制原理相同。在调节阀组中加装压力传感器，压力测试和反馈，调节阀组为安装在孔板板上的7个的电磁阀构成，采用脉冲编码技术(PCM)控制一组调节阀组的开关组合来控制不同通径的孔板，以此来实现所需流量输出。稳流包为氩气流量稳定提供支持，止回阀为避免氩气倒流，压力传感器和压力表显示和反馈出口压力，流量计为显示和反馈出口流量，实现PID闭环控制，电磁阀控制放散阀对于吹炼结束后，在管路中的残余氩气进行放散。
[0020]为了方便现场操作人员实时监控和操作，在现场两个工位分别设置了带触摸屏的操作箱，依据触摸屏显示的监控情况，可选择现场就地操作。远程监控和操作可在中控室的监控机上完成。
[0021]吹气搅拌结束后，为避免钢水倒流进入透气砖狭缝，影响透气砖寿命和吹气搅拌成功率，在PLC程序里设置延时脉冲信号，在20s时间段内，氩气流量在当前流量基础上，逐渐减小到0，防止钢水倒流。
[0022]本控制管理系统相对常规吹氩系统，操作简单便捷，提高钢水质量，提高了电极调节的平稳性，降低氩气、电极等消耗，缩短冶炼时间、消除钢液中各种杂质、调整各种化学成分、控制炉温等环节，都有及其重要的作用。另外，系统模块设计时考虑到了现场在安全性、方便性方面的要求，也进行了各种故障的处理，从而确保了总系统能安全、稳定地运行。
1.精炼炉钢包底吹氩控制装置，包括监控机、控制柜、至少两个配气柜、钢包、操作箱，其特征是:所述监控机和控制柜安装在中控室内，所述配气柜安装在现场，所述操作箱安装在现场，所述钢包设置在LF精炼炉软吹位和吹炼位，所述配气柜内设置PLC远程站。2.如权利要求1所述的炼炉钢包底吹氩控制装置，其特征是:所述控制管理系统包括软吹位和吹炼位，所述两个工位均设置有带有触摸屏的现场就地操作箱。3.如权利要求1所述的精炼炉钢包底吹氩控制装置，其特征是:每个钢包分两路气体管路进行底吹。4.如权利要求1、2或3所述的精炼炉钢包底吹氩控制装置，其特征是:所述配气柜内设置有储气罐。5.如权利要求1、2或3所述的精炼炉钢包底吹氩控制装置，其特征是:配气柜内调节阀组后设置有稳流包。6.如权利要求1、2或3所述的精炼炉钢包底吹氩控制装置，其特征是:配气柜内流量计后设置电磁阀。
【专利摘要】本实用新型属于炼钢精炼炉钢包底吹气体系统，特别是一种精炼炉钢包底吹氩控制装置。本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能大大的提升氩气流量精确度和系统可操作性的精炼炉钢包底吹氩控制装置，包括监控机、控制柜、至少两个配气柜、钢包、操作箱，其特征是：所述监控机和控制柜安装在中控室内，所述配气柜安装在现场，所述操作箱安装在现场，所述钢包设置在LF精炼炉软吹位和吹炼位，所述配气柜内设置PLC远程站。本装置共有两套配气柜，两路底吹管线,分别独立控制,互不干扰，分别向两个工位钢包两路底吹砖供气,采用两路分别控制的方法,可保证两个工位底吹位置的相互独立。本实用新型非常适合于炼钢精炼炉钢包底吹气工艺中。
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