一種轉(zhuǎn)爐氧槍冷卻水防凍裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種轉(zhuǎn)爐氧槍冷卻水防凍裝置，包括轉(zhuǎn)爐氧槍冷卻水進(jìn)水總管，進(jìn)水總管上依次設(shè)置進(jìn)水總管壓力變送器、進(jìn)水總管流量計(jì)、進(jìn)水總管溫度計(jì)，然后冷卻水進(jìn)水總管分為兩路支管：第一路支管依次經(jīng)過第一氧槍冷卻水切斷閥、第一氧槍和第一氧槍回水溫度計(jì)后連接到回水總管；第二路支管依次經(jīng)過第二氧槍冷卻水切斷閥、第二氧槍和第二氧槍回水溫度計(jì)后連接到回水總管；回水總管上設(shè)置有回水總管壓力變送器和回水總管流量計(jì)；該裝置還包括與各傳感器相連的氧槍PLC控制系統(tǒng)以及與PLC控制系統(tǒng)相連的氧槍防凍水流量計(jì)和氧槍防凍水切斷閥。本實(shí)用新型提供的防凍裝置可防止備用氧槍冷卻水支管在寒冷冬季結(jié)冰，并能節(jié)約氧槍冷卻水的耗水量。
【專利說明】一種轉(zhuǎn)爐氧槍冷卻水防凍裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于煉鋼自動(dòng)化【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是一種冶金行業(yè)煉鋼工藝中的轉(zhuǎn)爐氧槍冷卻水防凍裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]在冶金行業(yè)的轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝中，通過將氧槍插入到轉(zhuǎn)爐中對(duì)鐵水吹氧，將鐵水冶煉成鋼水。由于氧槍在轉(zhuǎn)爐中吹煉時(shí)的環(huán)境溫度高達(dá)150(Tl70(rC，因此需要向氧槍中通入大量的冷卻水以冷卻氧槍槍體。(T40°c的低溫氧槍冷卻水由水處理系統(tǒng)的泵組加壓輸送至氧槍冷卻水系統(tǒng)，利用熱交換原理冷卻氧槍槍體后冷卻水溫度升高至4(T60°C，升溫后的高溫氧槍冷卻水被再次回送到水處理系統(tǒng)利用熱交換原理進(jìn)行降溫處理，如此往復(fù)循環(huán)。同時(shí)為保證氧槍系統(tǒng)工作的可靠性，一般每座轉(zhuǎn)爐設(shè)置兩支氧槍，一支氧槍工作，另一支氧槍備用，并且兩支氧槍是互為備用(即每支氧槍既可做工作槍，也可做備用槍)。
[0003]但在寒冷的冬季，尤其是我國東北地區(qū)，其環(huán)境溫度可達(dá)到零下二三十度，在這種情況下，由于備用氧槍無需冷卻，其支管冷卻水切斷閥處于長(zhǎng)期關(guān)閉狀態(tài)，備用氧槍支管中的冷卻水不能流動(dòng)，很容易結(jié)冰。若一旦工作氧槍發(fā)生故障，需要將備用氧槍切換為工作氧槍，此時(shí)若原備用氧槍支管冷卻水結(jié)冰，將導(dǎo)致備用氧槍不能立即投入使用，將嚴(yán)重影響轉(zhuǎn)爐冶煉的生產(chǎn)節(jié)奏。
[0004]為解決備用氧槍冷卻水支管的冷卻水結(jié)冰問題，現(xiàn)有的常規(guī)解決方法是:在冬季時(shí)手動(dòng)打開備用氧槍支管的冷卻水切斷閥，讓備用氧槍支管的冷卻水始終保持流動(dòng)狀態(tài)。但此方法存在以下缺點(diǎn):1.因備用氧槍冷卻水支管用水量的增加會(huì)導(dǎo)致工作氧槍的供水壓力和供水流量的減小，進(jìn)而影響工作氧槍槍體的冷卻效果；2.由于備用氧槍冷卻水支管管徑與工作氧槍冷卻水支管管徑完全相同，兩個(gè)氧槍冷卻水支管上的冷卻水切斷閥同時(shí)打開將直接導(dǎo)致整個(gè)氧槍冷卻水系統(tǒng)的耗水量大大增加。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型的目的在于提供一種轉(zhuǎn)爐氧槍冷卻水防凍裝置，能自動(dòng)有效防止備用氧槍冷卻水支管結(jié)冰，同時(shí)減少氧槍冷卻水系統(tǒng)的冷卻水消耗量，并保證工作氧槍的冷卻效果。
[0006]本實(shí)用新型解決上述問題的技術(shù)方案為:
[0007]一種轉(zhuǎn)爐氧槍冷卻水防凍裝置，包括轉(zhuǎn)爐氧槍冷卻水進(jìn)水總管，進(jìn)水總管上依次設(shè)置進(jìn)水總管壓力變送器、進(jìn)水總管流量計(jì)、進(jìn)水總管溫度計(jì)，然后冷卻水進(jìn)水總管分為兩路支管:第一路支管依次經(jīng)過第一氧槍冷卻水切斷閥、第一氧槍和第一路支管上設(shè)置的第一氧槍回水溫度計(jì)后連接到回水總管；第二路支管依次經(jīng)過第二氧槍冷卻水切斷閥、第二氧槍和第二路支管上設(shè)置的第二氧槍回水溫度計(jì)后連接到回水總管；回水總管上設(shè)置有分別用于檢測(cè)冷卻水回水壓力和回水流量的回水總管壓力變送器和回水總管流量計(jì)；
[0008]該裝置還包括氧槍PLC控制系統(tǒng)以及與PLC控制系統(tǒng)相連的氧槍防凍水流量計(jì)和氧槍防凍水切斷閥，所述第一氧槍防凍水切斷閥和第一氧槍防凍水流量計(jì)依次設(shè)置在第一路防凍水支管上，第一路防凍水支管的兩端分別與第一氧槍冷卻水切斷閥兩端的冷卻水支管相連；所述第二氧槍防凍水切斷閥和第二氧槍防凍水流量計(jì)依次設(shè)置在第二路防凍水支管上，第二路防凍水支管的兩端分別與第二氧槍冷卻水切斷閥兩端的冷卻水支管相連；氧槍冷卻水切斷閥、進(jìn)水總管壓力變送器、進(jìn)水總管流量計(jì)、進(jìn)水總管溫度計(jì)、回水總管壓力變送器、回水總管流量計(jì)和回水支管溫度計(jì)分別與PLC控制系統(tǒng)相連。
[0009]按上述方案，所述氧槍防凍水切斷閥為氣動(dòng)單作用氣關(guān)式切斷閥。
[0010]按上述方案，所述防凍水支管的管徑為冷卻水支管管徑的1/2至2/3。
[0011]按上述方案，所述冷卻水流量計(jì)為電磁流量計(jì)，冷卻水溫度計(jì)為PT100熱電阻溫度計(jì)。
[0012]按上述方案，所述氧槍PLC控制系統(tǒng)包括模擬量輸入模塊、開關(guān)量輸入模塊和開關(guān)量輸出模塊，所述各冷卻水壓力變送器、各溫度計(jì)和各流量計(jì)的檢測(cè)信號(hào)接入氧槍PLC控制系統(tǒng)的模擬量輸入模塊，所述氧槍冷卻水切斷閥和氧槍防凍水切斷閥的開關(guān)位置信號(hào)接入氧槍PLC控制系統(tǒng)的開關(guān)量輸入模塊，氧槍冷卻水切斷閥和氧槍防凍水切斷閥的開關(guān)控制信號(hào)接入氧槍PLC控制系統(tǒng)的開關(guān)量輸出模塊。
[0013]該裝置工作的原理是:
[0014]氧槍PLC控制系統(tǒng)依據(jù)氧槍工作備用狀態(tài)、氧槍冷卻水進(jìn)水總管溫度、備用氧槍防凍水支管流量，控制備用氧槍防凍水切斷閥和備用氧槍冷卻水切斷閥的開關(guān)，具體為:當(dāng)氧槍冷卻水進(jìn)水總管溫度測(cè)量值低于設(shè)定溫度閾值時(shí)，PLC控制系統(tǒng)打開備用氧槍防凍水切斷閥，并監(jiān)視備用氧槍防凍水流量；若備用氧槍防凍水流量低于設(shè)定閾值，PLC控制系統(tǒng)打開備用氧槍冷卻水切斷閥；若備用氧槍防凍水流量高于設(shè)定閾值，PLC控制系統(tǒng)關(guān)閉備用氧槍冷卻水切斷閥；若進(jìn)水總管溫度高于設(shè)定閾值，PLC控制系統(tǒng)關(guān)閉備用氧槍防凍水切斷閥和備用氧槍冷卻水切斷閥。
[0015]本實(shí)用新型裝置帶來的有益效果是:
[0016]1.本實(shí)用新型提供的一種轉(zhuǎn)爐氧槍冷卻水防凍裝置可有效防止備用氧槍冷卻水支管在寒冷冬季結(jié)冰的問題；
[0017]2.通過改變防凍水支管的管徑和對(duì)進(jìn)水總管溫度、備用氧槍防凍水支管流量的監(jiān)測(cè)，確定備用氧槍冷卻水切斷閥和防凍水切斷閥的自動(dòng)開閉策略，可以有效節(jié)約氧槍冷卻水系統(tǒng)的耗水量，且所有防凍措施都是由根據(jù)事先設(shè)定的閾值，由PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行閾值比較后自動(dòng)控制完成，無需人工干預(yù)；
[0018]3.通過使用本實(shí)用新型裝置還能保證寒冷冬季工作氧槍的冷卻效果。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖1 中:
[0021]1:冷卻水進(jìn)水總管壓力變送器，2:冷卻水進(jìn)水總管流量計(jì)，3:冷卻水進(jìn)水總管溫度計(jì)，41:1#氧槍冷卻水切斷閥，42:2#氧槍冷卻水切斷閥，51:1#氧槍，52:2#氧槍，61:1#氧槍冷卻水回水溫度計(jì)，62:2#氧槍冷卻水回水溫度計(jì)，7:冷卻水回水總管壓力變送器，8:冷卻水回水總管流量計(jì)，9:煉鋼轉(zhuǎn)爐，101:1#氧槍防凍水切斷閥，102:2#氧槍防凍水切斷閥，111:1#氧槍防凍水流量計(jì)，112:2#氧槍防凍水流量計(jì)。
[0022]

【具體實(shí)施方式】
[0023]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0024]如圖1所示，本實(shí)用新型一種轉(zhuǎn)爐氧槍冷卻水防凍裝置，包含有:氧槍PLC控制系統(tǒng)(圖中未畫出)以及由PLC控制系統(tǒng)所控制的1#氧槍冷卻水切斷閥41、2#氧槍冷卻水切斷閥42、1#氧槍防凍水切斷閥101、2#氧槍防凍水切斷閥102、進(jìn)水總管壓力變送器1、進(jìn)水總管流量計(jì)2、進(jìn)水總管溫度計(jì)3、回水總管壓力變送器7、回水總管流量計(jì)8、1#氧槍回水溫度計(jì)61、2#氧槍回水溫度計(jì)62、1#氧槍防凍水流量計(jì)111、2#氧槍防凍水流量計(jì)112、以及連接上述設(shè)備的氧槍冷卻水管道等。
[0025]進(jìn)水總管上依次設(shè)置進(jìn)水總管壓力變送器1、進(jìn)水總管流量計(jì)2、進(jìn)水總管溫度計(jì)3,然后冷卻水進(jìn)水總管分為兩路支管:
[0026]第一路支管依次經(jīng)過1#氧槍冷卻水切斷閥41、1#氧槍51和第一路支管上設(shè)置的1#氧槍回水溫度計(jì)61后連接到回水總管；1#氧槍防凍水切斷閥101和1#氧槍防凍水流量計(jì)111依次設(shè)置在第一路防凍水支管上，第一路防凍水支管的兩端分別與1#氧槍冷卻水切斷閥41兩端的冷卻水支管相連；
[0027]第二路支管依次經(jīng)過2#氧槍冷卻水切斷閥42、2#氧槍52和第二路支管上設(shè)置的2#氧槍回水溫度計(jì)62后連接到回水總管；2#氧槍防凍水切斷閥102和2#氧槍防凍水流量計(jì)112依次設(shè)置在第二路防凍水支管上，第二路防凍水支管的兩端分別與2#氧槍冷卻水切斷閥42兩端的冷卻水支管相連；
[0028]回水總管上設(shè)置有分別用于檢測(cè)冷卻水回水壓力和回水流量的回水總管壓力變送器7和回水總管流量計(jì)8;
[0029]各冷卻水壓力變送器檢測(cè)的冷卻水壓力測(cè)量值、各溫度計(jì)檢測(cè)的冷卻水溫度測(cè)量值、各流量計(jì)檢測(cè)的冷卻水流量測(cè)量值均接入氧槍PLC控制系統(tǒng)的模擬量輸入模塊(Al模塊)，氧槍冷卻水切斷閥和氧槍防凍水切斷閥的開關(guān)位置信號(hào)接入氧槍PLC控制系統(tǒng)的開關(guān)量輸入模塊(DI模塊)，氧槍冷卻水切斷閥和氧槍防凍水切斷閥的開關(guān)控制信號(hào)接入氧槍PLC控制系統(tǒng)的開關(guān)量輸出模塊(D0模塊)。
[0030]1#氧槍防凍水切斷閥101和1#氧槍防凍水流量計(jì)111位于1#氧槍冷卻水切斷閥41的小管徑旁路防凍水支管上，2#氧槍防凍水切斷閥102和2#氧槍防凍水流量計(jì)112位于2#氧槍冷卻水切斷閥42的小管徑旁路防凍水支管上。防凍水支管的管徑一般為氧槍冷卻水支管管徑的1/2?2/3。以爐容大小為150t的轉(zhuǎn)爐為例，氧槍冷卻水進(jìn)水總管和回水總管公稱直徑均為DN300，氧槍冷卻水支管公稱直徑為DN250，氧槍防凍水支管公稱直徑為DN150。
[0031]氧槍防凍水切斷閥101和102均為氣動(dòng)單作用氣關(guān)式切斷閥，即當(dāng)儀表氣源發(fā)生中斷或開關(guān)閥控制信號(hào)失效時(shí)，氧槍防凍水切斷閥應(yīng)處于常開的安全狀態(tài)。冷卻水壓力變送器可選用普通壓力變送器，冷卻水流量計(jì)可選用電磁流量計(jì)，冷卻水溫度計(jì)可選用型號(hào)為PT100的熱電阻溫度計(jì)。
[0032]氧槍PLC控制系統(tǒng)依據(jù)氧槍工作備用狀態(tài)、氧槍冷卻水進(jìn)水總管溫度、備用氧槍防凍水流量，控制備用氧槍防凍水切斷閥和備用氧槍冷卻水切斷閥的自動(dòng)打開或關(guān)閉。以下以圖1所示的冶煉工作狀態(tài)為例，詳細(xì)說明轉(zhuǎn)爐氧槍冷卻水防凍裝置的工作過程。
[0033]如圖1所示，此時(shí)的氧槍工作備用關(guān)系為2#氧槍52為工作氧槍，1#氧槍51為備用氧槍，氧槍冷卻水系統(tǒng)各閥門的初始狀態(tài)為:2#氧槍冷卻水切斷閥42為打開狀態(tài)，向2#氧槍52中通入冷卻水進(jìn)行冷卻，1#氧槍冷卻水切斷閥41為關(guān)閉狀態(tài)，1#氧槍51中無冷卻水流過冷卻，1#氧槍防凍水切斷閥101和2#氧槍防凍水切斷閥102均為關(guān)閉狀態(tài)。
[0034](I)若冷卻水進(jìn)水總管溫度計(jì)3的溫度測(cè)量值低于開閥溫度設(shè)定閾值T。時(shí)，自動(dòng)打開備用氧槍防凍水切斷閥101，并同時(shí)啟動(dòng)對(duì)備用氧槍防凍水流量計(jì)111的流量測(cè)量值的監(jiān)視。其中開閥溫度設(shè)定閾值T。為一可調(diào)參數(shù)，其取值范圍為1?5°C，一般取4°C。
[0035](2)若備用氧槍防凍水切斷閥101打開后，備用氧槍防凍水流量計(jì)111的流量測(cè)量值低于開閥流量設(shè)定閾值F。時(shí)，自動(dòng)打開備用氧槍冷卻水切斷閥41，進(jìn)一步加大備用氧槍51所在冷卻水支管的冷卻水流量。其中開閥流量設(shè)定閾值F。為一可調(diào)參數(shù)，其取值范圍為3(T70m3/h，一般取 50 m3/h。
[0036](3)若備用氧槍冷卻水切斷閥41打開后，備用氧槍防凍水流量計(jì)111的流量測(cè)量值高于關(guān)閥流量設(shè)定閾值F。時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉備用氧槍冷卻水切斷閥41，以適當(dāng)減小備用氧槍51所在冷卻水支管的冷卻水流量。其中關(guān)閥流量設(shè)定閾值F。為一可調(diào)參數(shù)，其取值范圍為35?75m3/h，一般取 55 m3/h。
[0037](4)若冷卻水進(jìn)水總管溫度計(jì)3的溫度測(cè)量值高于關(guān)閥溫度設(shè)定閾值Tc時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉備用氧槍防凍水切斷閥101和備用氧槍冷卻水切斷閥42 (若冷卻水切斷閥42此時(shí)處于打開狀態(tài))。其中關(guān)閥溫度設(shè)定閾值T。為一可調(diào)參數(shù)，其取值范圍為3?7°C，一般取6°C。
[0038]若1#氧槍51為工作氧槍，2#氧槍52為備用氧槍，氧槍冷卻水防凍裝置的工作過程與上述過程完全相同，并使用與上述過程完全相同的溫度閾值(開閥溫度閾值T。和關(guān)閥溫度閾值T。)、流量閾值(開閥流量閾值F。和關(guān)閥流量閾值F。)、進(jìn)水總管溫度測(cè)量值(來自于冷卻水進(jìn)水總管溫度計(jì)3)。所不同的是執(zhí)行防凍措施的閥門改為了 2#氧槍防凍水切斷閥102和2#氧槍冷卻水切斷閥42，防凍水流量的檢測(cè)流量計(jì)改為了 2#氧槍防凍水流量計(jì)112。
[0039]應(yīng)當(dāng)理解的時(shí)，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進(jìn)或變換，而所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本實(shí)用新型所附權(quán)力要求的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種轉(zhuǎn)爐氧槍冷卻水防凍裝置，包括轉(zhuǎn)爐氧槍冷卻水進(jìn)水總管，進(jìn)水總管上依次設(shè)置進(jìn)水總管壓力變送器、進(jìn)水總管流量計(jì)、進(jìn)水總管溫度計(jì)，然后冷卻水進(jìn)水總管分為兩路支管:第一路支管依次經(jīng)過第一氧槍冷卻水切斷閥、第一氧槍和第一路支管上設(shè)置的第一氧槍回水溫度計(jì)后連接到回水總管；第二路支管依次經(jīng)過第二氧槍冷卻水切斷閥、第二氧槍和第二路支管上設(shè)置的第二氧槍回水溫度計(jì)后連接到回水總管；回水總管上設(shè)置有分別用于檢測(cè)冷卻水回水壓力和回水流量的回水總管壓力變送器和回水總管流量計(jì)； 其特征在于，還包括氧槍PLC控制系統(tǒng)以及與PLC控制系統(tǒng)相連的氧槍防凍水流量計(jì)和氧槍防凍水切斷閥，所述第一氧槍防凍水切斷閥和第一氧槍防凍水流量計(jì)依次設(shè)置在第一路防凍水支管上，第一路防凍水支管的兩端分別與第一氧槍冷卻水切斷閥兩端的冷卻水支管相連；所述第二氧槍防凍水切斷閥和第二氧槍防凍水流量計(jì)依次設(shè)置在第二路防凍水支管上，第二路防凍水支管的兩端分別與第二氧槍冷卻水切斷閥兩端的冷卻水支管相連；氧槍冷卻水切斷閥、進(jìn)水總管壓力變送器、進(jìn)水總管流量計(jì)、進(jìn)水總管溫度計(jì)、回水總管壓力變送器、回水總管流量計(jì)和回水支管溫度計(jì)分別與氧槍PLC控制系統(tǒng)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)爐氧槍冷卻水防凍裝置，其特征在于，所述氧槍防凍水切斷閥為氣動(dòng)單作用氣關(guān)式切斷閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)爐氧槍冷卻水防凍裝置，其特征在于，所述防凍水支管的管徑為冷卻水支管管徑的1/2至2/3。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)爐氧槍冷卻水防凍裝置，其特征在于，所述冷卻水流量計(jì)為電磁流量計(jì)，冷卻水溫度計(jì)為PTlOO熱電阻溫度計(jì)。
【文檔編號(hào)】C21C5/46GK204125477SQ201420512494
【公開日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年9月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月5日
【發(fā)明者】周登科 申請(qǐng)人:中冶南方工程技術(shù)有限公司