一種轉爐氧槍冷卻水防凍裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種轉爐氧槍冷卻水防凍裝置，包括轉爐氧槍冷卻水進水總管，進水總管上依次設置進水總管壓力變送器、進水總管流量計、進水總管溫度計，然后冷卻水進水總管分為兩路支管：第一路支管依次經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后連接到回水總管；第二路支管依次經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后連接到回水總管；回水總管上設置有回水總管壓力變送器和回水總管流量計；該裝置還包括與各傳感器相連的氧槍PLC控制系統以及與PLC控制系統相連的氧槍防凍水流量計和氧槍防凍水切斷閥。本實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冰，并能節約氧槍冷卻水的耗水量。
【專利說明】一種轉爐氧槍冷卻水防凍裝置

【技術領域】
[0001]本實用新型屬于煉鋼自動化【技術領域】，特別是一種冶金行業煉鋼工藝中的轉爐氧槍冷卻水防凍裝置。

【背景技術】
[0002]在冶金行業的轉爐煉鋼工藝中，通過將氧槍插入到轉爐中對鐵水吹氧，將鐵水冶煉成鋼水。由于氧槍在轉爐中吹煉時的環境溫度高達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的泵組加壓輸送至氧槍冷卻水系統，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利用熱交換原理進行降溫處理，如此往復循環。同時為保證氧槍系統工作的可靠性，一般每座轉爐設置兩支氧槍，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，其環境溫度可達到零下二三十度，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期關閉狀態，備用氧槍支管中的冷卻水不能流動，很容易結冰。若一旦工作氧槍發生故障，需要將備用氧槍切換為工作氧槍，此時若原備用氧槍支管冷卻水結冰，將導致備用氧槍不能立即投入使用，將嚴重影響轉爐冶煉的生產節奏。
[0004]為解決備用氧槍冷卻水支管的冷卻水結冰問題，現有的常規解決方法是:在冬季時手動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狀態。但此方法存在以下缺點:1.因備用氧槍冷卻水支管用水量的增加會導致工作氧槍的供水壓力和供水流量的減小，進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，兩個氧槍冷卻水支管上的冷卻水切斷閥同時打開將直接導致整個氧槍冷卻水系統的耗水量大大增加。
實用新型內容
[0005]本實用新型的目的在于提供一種轉爐氧槍冷卻水防凍裝置，能自動有效防止備用氧槍冷卻水支管結冰，同時減少氧槍冷卻水系統的冷卻水消耗量，并保證工作氧槍的冷卻效果。
[0006]本實用新型解決上述問題的技術方案為:
[0007]一種轉爐氧槍冷卻水防凍裝置，包括轉爐氧槍冷卻水進水總管，進水總管上依次設置進水總管壓力變送器、進水總管流量計、進水總管溫度計，然后冷卻水進水總管分為兩路支管:第一路支管依次經過第一氧槍冷卻水切斷閥、第一氧槍和第一路支管上設置的第一氧槍回水溫度計后連接到回水總管；第二路支管依次經過第二氧槍冷卻水切斷閥、第二氧槍和第二路支管上設置的第二氧槍回水溫度計后連接到回水總管；回水總管上設置有分別用于檢測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；
[0008]該裝置還包括氧槍PLC控制系統以及與PLC控制系統相連的氧槍防凍水流量計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依次設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依次設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、進水總管壓力變送器、進水總管流量計、進水總管溫度計、回水總管壓力變送器、回水總管流量計和回水支管溫度計分別與PLC控制系統相連。
[0009]按上述方案，所述氧槍防凍水切斷閥為氣動單作用氣關式切斷閥。
[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，所述冷卻水流量計為電磁流量計，冷卻水溫度計為PT100熱電阻溫度計。
[0012]按上述方案，所述氧槍PLC控制系統包括模擬量輸入模塊、開關量輸入模塊和開關量輸出模塊，所述各冷卻水壓力變送器、各溫度計和各流量計的檢測信號接入氧槍PLC控制系統的模擬量輸入模塊，所述氧槍冷卻水切斷閥和氧槍防凍水切斷閥的開關位置信號接入氧槍PLC控制系統的開關量輸入模塊，氧槍冷卻水切斷閥和氧槍防凍水切斷閥的開關控制信號接入氧槍PLC控制系統的開關量輸出模塊。
[0013]該裝置工作的原理是:
[0014]氧槍PLC控制系統依據氧槍工作備用狀態、氧槍冷卻水進水總管溫度、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，具體為:當氧槍冷卻水進水總管溫度測量值低于設定溫度閾值時，PLC控制系統打開備用氧槍防凍水切斷閥，并監視備用氧槍防凍水流量；若備用氧槍防凍水流量低于設定閾值，PLC控制系統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定閾值，PLC控制系統關閉備用氧槍冷卻水切斷閥；若進水總管溫度高于設定閾值，PLC控制系統關閉備用氧槍防凍水切斷閥和備用氧槍冷卻水切斷閥。
[0015]本實用新型裝置帶來的有益效果是:
[0016]1.本實用新型提供的一種轉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冰的問題；
[0017]2.通過改變防凍水支管的管徑和對進水總管溫度、備用氧槍防凍水支管流量的監測，確定備用氧槍冷卻水切斷閥和防凍水切斷閥的自動開閉策略，可以有效節約氧槍冷卻水系統的耗水量，且所有防凍措施都是由根據事先設定的閾值，由PLC控制系統進行閾值比較后自動控制完成，無需人工干預；
[0018]3.通過使用本實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是本實用新型一個實施例的裝置的結構示意圖；
[0020]圖1 中:
[0021]1:冷卻水進水總管壓力變送器，2:冷卻水進水總管流量計，3:冷卻水進水總管溫度計，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，62:2#氧槍冷卻水回水溫度計，7:冷卻水回水總管壓力變送器，8:冷卻水回水總管流量計，9:煉鋼轉爐，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，112:2#氧槍防凍水流量計。
[0022]

【具體實施方式】
[0023]為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0024]如圖1所示，本實用新型一種轉爐氧槍冷卻水防凍裝置，包含有:氧槍PLC控制系統(圖中未畫出)以及由PLC控制系統所控制的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、進水總管壓力變送器1、進水總管流量計2、進水總管溫度計3、回水總管壓力變送器7、回水總管流量計8、1#氧槍回水溫度計61、2#氧槍回水溫度計62、1#氧槍防凍水流量計111、2#氧槍防凍水流量計112、以及連接上述設備的氧槍冷卻水管道等。
[0025]進水總管上依次設置進水總管壓力變送器1、進水總管流量計2、進水總管溫度計3,然后冷卻水進水總管分為兩路支管:
[0026]第一路支管依次經過1#氧槍冷卻水切斷閥41、1#氧槍51和第一路支管上設置的1#氧槍回水溫度計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111依次設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]第二路支管依次經過2#氧槍冷卻水切斷閥42、2#氧槍52和第二路支管上設置的2#氧槍回水溫度計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112依次設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]回水總管上設置有分別用于檢測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8;
[0029]各冷卻水壓力變送器檢測的冷卻水壓力測量值、各溫度計檢測的冷卻水溫度測量值、各流量計檢測的冷卻水流量測量值均接入氧槍PLC控制系統的模擬量輸入模塊(Al模塊)，氧槍冷卻水切斷閥和氧槍防凍水切斷閥的開關位置信號接入氧槍PLC控制系統的開關量輸入模塊(DI模塊)，氧槍冷卻水切斷閥和氧槍防凍水切斷閥的開關控制信號接入氧槍PLC控制系統的開關量輸出模塊(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的轉爐為例，氧槍冷卻水進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均為氣動單作用氣關式切斷閥，即當儀表氣源發生中斷或開關閥控制信號失效時，氧槍防凍水切斷閥應處于常開的安全狀態。冷卻水壓力變送器可選用普通壓力變送器，冷卻水流量計可選用電磁流量計，冷卻水溫度計可選用型號為PT100的熱電阻溫度計。
[0032]氧槍PLC控制系統依據氧槍工作備用狀態、氧槍冷卻水進水總管溫度、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打開或關閉。以下以圖1所示的冶煉工作狀態為例，詳細說明轉爐氧槍冷卻水防凍裝置的工作過程。
[0033]如圖1所示，此時的氧槍工作備用關系為2#氧槍52為工作氧槍，1#氧槍51為備用氧槍，氧槍冷卻水系統各閥門的初始狀態為:2#氧槍冷卻水切斷閥42為打開狀態，向2#氧槍52中通入冷卻水進行冷卻，1#氧槍冷卻水切斷閥41為關閉狀態，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均為關閉狀態。
[0034](I)若冷卻水進水總管溫度計3的溫度測量值低于開閥溫度設定閾值T。時，自動打開備用氧槍防凍水切斷閥101，并同時啟動對備用氧槍防凍水流量計111的流量測量值的監視。其中開閥溫度設定閾值T。為一可調參數，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111的流量測量值低于開閥流量設定閾值F。時，自動打開備用氧槍冷卻水切斷閥41，進一步加大備用氧槍51所在冷卻水支管的冷卻水流量。其中開閥流量設定閾值F。為一可調參數，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111的流量測量值高于關閥流量設定閾值F。時，自動關閉備用氧槍冷卻水切斷閥41，以適當減小備用氧槍51所在冷卻水支管的冷卻水流量。其中關閥流量設定閾值F。為一可調參數，其取值范圍為35?75m3/h，一般取 55 m3/h。
[0037](4)若冷卻水進水總管溫度計3的溫度測量值高于關閥溫度設定閾值Tc時，自動關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此時處于打開狀態)。其中關閥溫度設定閾值T。為一可調參數，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。和關閥溫度閾值T。)、流量閾值(開閥流量閾值F。和關閥流量閾值F。)、進水總管溫度測量值(來自于冷卻水進水總管溫度計3)。所不同的是執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，防凍水流量的檢測流量計改為了 2#氧槍防凍水流量計112。
[0039]應當理解的時，對本領域普通技術人員來說，可以根據上述說明加以改進或變換，而所有這些改進和變換都應屬于本實用新型所附權力要求的保護范圍。
【權利要求】
1.一種轉爐氧槍冷卻水防凍裝置，包括轉爐氧槍冷卻水進水總管，進水總管上依次設置進水總管壓力變送器、進水總管流量計、進水總管溫度計，然后冷卻水進水總管分為兩路支管:第一路支管依次經過第一氧槍冷卻水切斷閥、第一氧槍和第一路支管上設置的第一氧槍回水溫度計后連接到回水總管；第二路支管依次經過第二氧槍冷卻水切斷閥、第二氧槍和第二路支管上設置的第二氧槍回水溫度計后連接到回水總管；回水總管上設置有分別用于檢測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； 其特征在于，還包括氧槍PLC控制系統以及與PLC控制系統相連的氧槍防凍水流量計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依次設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依次設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、進水總管壓力變送器、進水總管流量計、進水總管溫度計、回水總管壓力變送器、回水總管流量計和回水支管溫度計分別與氧槍PLC控制系統相連。
2.根據權利要求1所述的轉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單作用氣關式切斷閥。
3.根據權利要求1所述的轉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.根據權利要求1所述的轉爐氧槍冷卻水防凍裝置，其特征在于，所述冷卻水流量計為電磁流量計，冷卻水溫度計為PTlOO熱電阻溫度計。
【文檔編號】C21C5/46GK204125477SQ201420512494
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年9月5日 優先權日:2014年9月5日
【發明者】周登科 申請人:中冶南方工程技術有限公司