專利名稱：煉鋼轉爐的頂吹氧系統(tǒng)及系統(tǒng)殘留物清除和氧氣導入方法
技術領域：
本發(fā)明型涉及煉鋼轉爐設備，尤其涉及煉鋼轉爐的頂吹氧系統(tǒng)及系統(tǒng)殘留物清除和氧氣導入方法。
背景技術：
頂吹轉爐煉鋼以其冶煉時間短、冶煉鋼種多而得到較廣泛地應用。但現(xiàn)有的煉鋼 轉爐的頂吹氧(氮)氣控制系統(tǒng)的設置安裝主要是由第三方在現(xiàn)場根據用戶設計要求進行設備購置、組裝和調試的，由此產生這樣的缺陷1)第三方只是將所需的設備進行簡單的搭接，設備間的適配性差，系統(tǒng)中各閥配置不盡合理，自動化程度低；2)系統(tǒng)中所需設備的制造廠直眾多，因而產品性能各異，質量標準不同，在將這些設備組裝到一起時，就會產生一些列問題首先安裝精度很難保證，例如連接不同設備的管系同心度及平面度就難以達到設計要求，從而導致設備振動噪音上升，而設備一直處于振動狀況下，其系統(tǒng)中各節(jié)點的緊固和密封就難以保證，將導致氣體泄漏，管內氣體壓力難以保證，最終致使系統(tǒng)工作效率低或不能正常工作；2)由于氣體控制系統(tǒng)是典型的易燃易爆管網，所以要求設備及管道中無殘留物(如焊渣)、無易燃物(管網需脫脂)、無靜電產生，而設備在現(xiàn)場組裝焊接，受條件限制，很難保證組裝質量和防范不確定并不安全的因素，這給生產埋下很大的不安全隱患；3)多個制造商的產品使驗收達標率下降，從而造成成本顯著上升；4)施工中，各制造商推諉扯皮嚴重，從而影響整個項目如期竣工。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術之不足，提供一種高安裝精度、便于自動控制、安全性能高且集成度高的一種煉鋼轉爐頂吹氧的氣體控制系統(tǒng)，其技術方案具體如下
所述吹氧系統(tǒng)，包括至少一條氧氣管路和至少一條氮氣管路，其特征在于每一所述氧氣管路包括由管道依次連接的主管閥門、第一過濾器、第一快速切斷閥、壓力調節(jié)閥組、一組流量調節(jié)閥組或二組及二組以上并接的流量調節(jié)閥組、一組止回閥組或二組或二組以上并接的止回閥組，使得氧氣管路具有一個輸入端或二個或二個以上輸出端；每一所述氮氣管路包括由管道依次連接的主管閥門、第二過濾器、第二快速切斷閥、第一旁通壓力調節(jié)閥組、遠傳壓力表、第二旁通壓力調節(jié)閥組、手動放散閥、一組快速切斷閥組或二組或二組以上并接的快速切斷閥組，使得氮氣管路具有一個輸入端或二個或二個以上輸出端。所述吹氧系統(tǒng)進一步的設計在于，所述壓力調節(jié)閥組是由管道依次連接第一壓力調節(jié)閥和第一遠傳信號壓力表而形成。所述吹氧系統(tǒng)進一步的設計在于，所述流量調節(jié)閥組是由管道依次連接第二截止閥、第一流量表、流量調節(jié)閥、第三截止閥而形成。所述吹氧系統(tǒng)進一步的設計在于，所述止回閥組是由管道依次連接第四截止閥、第三快速切斷閥、第二遠傳信號壓力表和止回閥而形成。
所述吹氧系統(tǒng)進一步的設計在于，所述旁通壓力調節(jié)閥組是由管道依次連接第五截止閥、第二壓力調節(jié)閥和第六截止閥形成的支路與并接于該支路兩端的第七截止閥組成。所述吹氧系統(tǒng)進一步的設計在于，所述快速切斷閥組是由管道依次連接第四快速切斷閥和第七截止閥而形成。對所述頂吹氧系統(tǒng)中殘留物清除及氧氣導入方法是，采用一端連接于氮氣管路的一吹掃管路，該吹掃管路的另一端連接在氧氣管路的輸入端部分，并在氧氣管路的所述輸出端設置靶標，所述吹掃管路包括管道和設置在該管道上的閥，清除氧氣管路上殘留物時，使氮氣管路上的壓力為工作壓力的I. 4 I. 6倍，打開吹掃管路上的截止閥，利用氮氣管路上具有一定壓力的氮氣若干次吹掃氧氣管路，每次15 25分鐘，直到系統(tǒng)輸出端設置的靶標無污跡，停止吹掃，閉合氧氣管路上的所述輸出端和吹掃管路上的截止閥，使所述系統(tǒng)封閉，氧氣管路內充滿I. 4 I. 6倍工作壓力的氮氣，并保壓I 2天；吹氧系統(tǒng)工作時，關閉吹掃管路上的閥或拆掉所述吹掃管路，并打開氧氣源，氧氣通過氮氣平衡導入氧氣管路。對所述殘留物清除及氧氣導入方法進一步的設計在于，所述吹掃管路一端通過三通連接在所述氧氣管路上的第一過濾器與第一快速切斷閥之間的管道上，一端通過三通連接在氮氣管路上的第二過濾器與第二快速切斷閥之間的管道上。本發(fā)明的有益效果在于1)集成度高，系統(tǒng)中各閥配置更合理、優(yōu)化，便于調節(jié)控制，自動化程度高；2)各設備在具備較好加工條件的環(huán)境中進行組裝，定位和安裝精度高，從而使焊接節(jié)點質量高，又保證了管路的平面度、垂直度、同軸度都能達到較高的水平，使系統(tǒng)運行時的振動小、噪音低；3)本發(fā)明對系統(tǒng)中的殘留焊渣及異物采用搭橋式吹掃借助于氮氣主管的氮氣對吹氧管網進行吹掃，同時對潔凈的吹氧管網充滿氮氣，這樣在吹氧管網正式輸氧時充滿的氮氣將作為管網引導氣，而確保了輸氧安全，使本發(fā)明系統(tǒng)的安全性能大大提高；4)用本發(fā)明裝置使煉鋼轉爐頂吹氧設備的安裝工期縮短，質量提高，由此成本可降低15% 20%。


圖I是本發(fā)明的煉鋼轉爐頂吹氧系統(tǒng)的結構示意圖。圖中，I第一截止閥，2第一過濾器，3快速切斷閥組，3快速切斷閥組，32壓力調節(jié)閥，33第一遠傳信號壓力表，4流量調節(jié)閥組，41第二截止閥，42第一流量計，43流量調節(jié)閥，44第三截止閥，5止回閥組，51第四截止閥，52第二快速切斷閥，53第二遠傳信號壓力表，54止回閥，6第一旁通壓力調節(jié)閥組，61第五截止閥，62第二壓力調節(jié)閥，63第六截止閥，74第七截止閥，8第二旁通壓力調節(jié)閥組，81第八截止閥，82第三壓力調節(jié)閥，83第九截止閥，10手動放散閥，9快速切斷閥，91第三快速切斷閥，92第十截止閥，10氧槍，11第二流量計，12第二遠傳信號壓力表，13第二壓力調節(jié)閥，14變徑管，15管道，16截止閥，17第二過濾器，A氧氣管路，B氮氣管路，C吹掃管路。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本實用新型及其優(yōu)點做進一步說明。
對照圖I，煉鋼轉爐頂吹氧系統(tǒng)，包括至少一條氧氣管路A和一條氮氣管路B，即氧氣源至少與一條氧氣管路A的輸入端連接，同樣的氮氣源至少與一條氮氣管路B的輸入端連接。每一氧氣管路A包括下列各組件主管閥門(采用截止閥，即第一截止閥I)、第一過濾器2、第一快速切斷閥9、壓力調節(jié)閥組3、二組并接的流量調節(jié)閥組4，二組并接的止回閥組5，上述各組件依次通過管道15連接。管路中的流量調節(jié)閥組4和止回閥組5可以采用如圖中所示的二組并接形式，也可以采用更多組并接形式，當然也可采用一組的結構形式。上述氧氣管路A中，壓力調節(jié)閥組3由對應管道依次連接第一壓力調節(jié)閥32和第一遠傳信號壓力表33而形成。流量調節(jié)閥組5是由對應管道15依次連接第二截止閥41、第一流量表42、流量調節(jié)閥43和第三截止閥44組成，對應管道15依次連接第二截止閥41、第一流量表42、流量調節(jié)閥43和第三截止閥44而形成。止回閥組5由對應管道依次連接 第四截止閥51、第二快速切斷閥52、第二遠傳信號壓力表53和止回閥54而形成。由于氧氣管路A的末端是止回閥組6，而止回閥組6可以是一組或二組并接或二組以上的并接的結構，所以氧氣管路A的輸出端可以是一個或二個或二個以上。本發(fā)明采用二組并接的止回閥組6，由此氧氣管路A形成兩個輸出端。每一氮氣管路B包括下列各組件主管閥門(采用截止閥，即第二截止閥9)、第二過濾器17、第二快速切斷閥13、第一旁通壓力調節(jié)閥組7、遠傳壓力表12、第二旁通壓力調節(jié)閥組8、手動放散閥10和一組或二組及二組以上并接的快速切斷閥組8，上述各組件依次通過管道連接。其中的第一、第二旁通壓力調節(jié)閥組構成相同，都通過對應管路依次串接截止閥(第五截止閥61或第八截止閥71 )、壓力調節(jié)閥(第二壓力調節(jié)閥62或第三壓力調節(jié)閥72)和截止閥(第六截止閥63或第八截止閥73)再與旁路的第六截止閥(第六截止閥64或第八截止閥74)并接連接而成?？焖偾袛嚅y組8由管道依次連接第四快速切斷閥81和第七截止閥82而形成。由于氮氣管路B的輸出端是快速切斷閥組8，而快速切斷閥組8可以是一組或二組或二組以并接的結構，所以氮氣管路B的輸出端可以是一個或二個或二個以上。本發(fā)明采二組并接的快速切斷閥組8，因而該氮氣管路B有兩個輸出端。上述氧氣管路的兩個輸出端與氮氣管路的兩個輸出端分別兩兩對應再分別與一氧槍10通過三通相互連接，形成本實施例的煉鋼轉爐頂吹氧系統(tǒng)。系統(tǒng)中相鄰各閥之間及閥與管道之間的連接，遇有連接的口徑不同采用變徑管14，過濾器、閥與管道之間通過其上設置的法蘭邊連接，上述所用閥都為氧氣類閥，以保證達到輸氧過程所需的防燃防爆要求和密封要求。本系統(tǒng)通過遠傳壓力表33、53來傳送系統(tǒng)內壓力的變化，計算機指令根據該壓力變化對系統(tǒng)壓力進行動態(tài)控制，保持氧槍有一個適合的輸出壓力值。在氧氣源向系統(tǒng)內的氧氣管路A填充氧氣時，當系統(tǒng)內氧氣達到設定的值時，遠傳壓力表12、63將這一信息傳送給對應的計算機，快速切斷閥31關閉一氧氣管路A的供氧。煉鋼吹氧時氧槍下降，當下降到到開啟氧點的壓力位置時，將這一信息傳送給系統(tǒng)內的計算機，計算機指令遠傳壓力表12、63，快速切斷閥31自動開啟。此時氧氣經由管道15通過過濾器2進入氧氣管路A，由壓力調節(jié)閥41和流量調節(jié)閥53自動按煉鋼所需供氧量和壓力進行調節(jié)并開始吹氧煉鋼；當氧槍上升至關閉氧點位置時，氧氣切斷閥自動關閉，回流氣體被止回閥阻斷。氧槍停止吹氧。
吹氧結束轉爐出鋼。此時，計算機指令氮氣管路B上的快速切斷閥13打開，經由過濾器17過濾的氮氣經快速切斷閥13進入氮氣管路B，經壓力調節(jié)閥62、72按濺渣護爐要求供送高壓氮氣，遠傳壓力表12將傳送當前的壓力值傳送給計算機，以保證所輸送氮氣的壓力值，并用氧槍Dl、D2向轉爐噴吹高壓氮氣，利用氮氣的沖擊能量和對爐渣的冷卻作用，將留在爐內的爐渣噴濺起來涂敷在轉爐內襯的整個表面上，形成爐渣保護層，以減輕煉鋼過程對爐襯的機械沖刷磨損和化學侵蝕，從而達到保護爐襯、提高爐齡、延長轉爐壽命的目的。以上調控在整個煉鋼過程中交替循環(huán)進行，本發(fā)明系統(tǒng)在運行中，手動閥為全開，除非維修時，手動閥關閉。由于氧氣管路A是易燃易爆的管路，如管路中存有焊渣及異物，與高速運行的氧氣作用十分危險，為了增加安全保障，本發(fā)明設置了一吹掃管路C，請再次參見圖1，該吹掃管路包括管道和設置在該管道上的閥，具體的采用一截止閥16。吹掃管路C的一端連接在 氮氣管路B上，另一端連接在氧氣管路A的輸入端部分。具體的一端通過三通(未畫出)連接在氮氣管路B上的第二過濾器16與第二快速切斷閥13之間的管道上，一端通過三通(未畫出)連接在氧氣管路上的第一過濾器與2第一快速切斷閥3之間的管15道上。并在氧氣管路的輸出端設置靶標，靶標用白紙或白布。清除氧氣管路內殘留物時，使氮氣管路上的壓力為正常時的工作壓力的I. 4 I. 6倍，打開吹掃管路上的閥即截止閥16，利用氮氣管路上具有較高壓力的氮氣多次吹掃氧氣管路，每次15 25分鐘，直到系統(tǒng)輸出端設置的靶標無污跡，停止吹掃，并關閉合氧氣管路上的輸出端的截止閥51和吹掃管路上的截止閥16，使所述系統(tǒng)封閉，系統(tǒng)封閉使氧氣管路內充滿I. 4 I. 6倍工作壓力的氮氣，并保壓I 2天；吹氧系統(tǒng)工作時，關閉吹掃管路上的截止閥16，并打開氧氣源和氧槍，氧氣通過氮氣平衡導入氧氣管路。借助于氮氣管路的氮氣對氧氣管路進行吹掃的同時，對潔凈的氧氣管路填充氮氣，這樣在氧氣管網正式輸氧時充滿的氮氣將作為管網引導氣(同時也對有壓氧氣進行平衡)對管網再次吹掃，從而確保了輸氧安全。
權利要求
1.煉鋼轉爐頂吹氧系統(tǒng)，包括至少一條氧氣管路和至少一條氮氣管路，其特征在于每一所述氧氣管路包括由管道依次連接的主管閥門、第一過濾器、第一快速切斷閥、壓力調節(jié)閥組、一組流量調節(jié)閥組或二組及二組以上并接的流量調節(jié)閥組、一組止回閥組或二組或二組以上并接的止回閥組，使得氧氣管路具有一個輸入端或二個或二個以上輸出端；每一所述氮氣管路包括由管道依次連接的主管閥門、第二過濾器、第二快速切斷閥、第一旁通壓力調節(jié)閥組、遠傳壓力表、第二旁通壓力調節(jié)閥組、手動放散閥、一組快速切斷閥組或二組或二組以上并接的快速切斷閥組，使得氮氣管路具有一個輸入端或二個或二個以上輸出端。
2.根據權利要求I所述的煉鋼轉爐頂吹氧系統(tǒng)，其特征在于所述壓力調節(jié)閥組是由管道依次連接第一壓力調節(jié)閥和第一遠傳信號壓力表而形成。
3.根據權利要求I所述的煉鋼轉爐頂吹氧系統(tǒng)，其特征在于所述流量調節(jié)閥組是由管道依次連接第二截止閥、第一流量表、流量調節(jié)閥、第三截止閥而形成。
4.根據權利要求I所述的煉鋼轉爐頂吹氧系統(tǒng)，其特征在于所述止回閥組是由管道依次連接第四截止閥、第三快速切斷閥、第二遠傳信號壓力表和止回閥而形成。
5.根據權利要求I所述的煉鋼轉爐頂吹氧系統(tǒng)，其特征在于所述壓力調節(jié)閥組是由管道依次連接第五截止閥、第二壓力調節(jié)閥和第六截止閥形成的支路與并接于該支路兩端的第七截止閥組成。
6.根據權利要求I所述的煉鋼轉爐頂吹氧系統(tǒng)，其特征在于所述快速切斷閥組是由管道依次連接第四快速切斷閥和第七截止閥而形成。
7.如權利要求1-6所述頂吹氧系統(tǒng)的殘留物清除及氧氣導入方法，其特征在于采用一端連接于氮氣管路的一吹掃管路，該吹掃管路的另一端連接在氧氣管路的輸入端部分，并在氧氣管路的所述輸出端設置靶標，所述吹掃管路包括管道和設置在該管道上的閥，清除氧氣管路上殘留物時，使氮氣管路上的壓力為工作壓力的I. 4 I. 6倍，打開吹掃管路上的截止閥，利用氮氣管路上具有一定壓力的氮氣若干次吹掃氧氣管路，每次15 25分鐘，直到系統(tǒng)輸出端設置的靶標無污跡，停止吹掃，閉合氧氣管路上的所述輸出端和吹掃管路上的截止閥，使所述系統(tǒng)封閉，氧氣管路內充滿I. 4 I. 6倍工作壓力的氮氣，并保壓I 2天；吹氧系統(tǒng)工作時，關閉吹掃管路上的閥或拆掉所述吹掃管路，并打開氧氣源，氧氣通過氮氣平衡導入氧氣管路。
8.根據權利要求7所述的頂吹氧系統(tǒng)的殘留物清除及氧氣導入方法，其特征在于所述吹掃管路一端通過三通連接在所述氧氣管路上的第一過濾器與第一快速切斷閥之間的管道上，一端通過三通連接在氮氣管路上的第二過濾器與第二快速切斷閥之間的管道上。
全文摘要
本發(fā)明型涉及煉鋼轉爐的頂吹氧系統(tǒng)及系統(tǒng)殘留物清除、氧氣導入方法，系統(tǒng)包括至少一條氧氣管路、至少一條氮氣管路和氧槍；氧氣管路包括由管道依次連接的主管閥門、第一過濾器、第一快速切斷閥、壓力調節(jié)閥組、一組流量調節(jié)閥組或二組及二組以上并接的流量調節(jié)閥組、一組止回閥組或二組及二組以上并接的止回閥組；每一氮氣管路包括由管道依次連接的主管閥門、第二過濾器、第二快速切斷閥、第一旁通壓力調節(jié)閥組、遠傳壓力表、第二旁通壓力調節(jié)閥組、手動放散閥、一組快速切斷閥組或二組及二組以上并接的快速切斷閥組。方法是用一端連接于氮氣的一吹掃管路對氧氣管路吹掃。優(yōu)點是，配置更合理、安裝精度高，系統(tǒng)的安全性能大大提高且本可降低。
文檔編號C21C5/32GK102660660SQ201210165648
公開日2012年9月12日 申請日期2012年5月25日 優(yōu)先權日2012年5月25日
發(fā)明者嚴偉榮, 鐘正邦 申請人:江蘇英特泵閥制造有限公司