CN104789740A - 一种rh精炼装置的真空加料系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

一种RH精炼装置的真空加料系统及其控制方法，真空加料系统包括合金料斗一、合金料斗二、合金料斗三、合金料斗四，合金料斗一、合金料斗二、合金料斗三用于常压状态下的一次性快速大量接料和真空状态下的多次定速精确微量投料，合金料斗四用于常压状态下的多次快速接料和真空状态下的一次性快速大量投料，合金料经过投料溜管投向钢液，对各料斗上的位置、速度、压力等检测仪表进行实时监测，根据钢种和冶炼工艺的要求和监测数据，对各料斗上的自动接料设备、自动投料设备、振动器、自动切断阀等自动化设备进行特定逻辑控制，实现料斗在常压状态下大量接料和在真空状态下准确快速投料的控制，提高投料的精确度，具有便于检修与维护的特点。

Description

一种RH精炼装置的真空加料系统及其控制方法

技术领域

本发明属于真空炉外精炼技术领域，特别涉及一种RH精炼装置的真空加料系统及其控制方法。

背景技术

真空炉外精炼装置的功能是在绝对压力约67Pa的真空环境中对钢液进行脱气、脱碳和成份调整。为了向钢液中投入定量的合金成分，在处理钢液的真空室上方设置加料系统，进行真空状态下的投料控制。

公知的国内RH真空炉外精炼装置中，采用碳料斗、铝料斗和合金料斗组合的配有投料溜管的真空投料系统。各料斗均由上部受料斗和下部投料斗组成。依据不同钢种真空精炼工艺要求，通过电气自动控制实现各料斗内常压状态与真空状态切换受料与投料。除了碳和铝料之外的各种合金料均由合金料斗实现受料与投料。这种真空投料系统存在以下问题：(1)合金料斗：投料时，仅能利用安装在料斗上的气缸驱动密封阀实现受料斗和投料斗的开闭，完成真空状态切换实现一次性定量投料，无法保证快速、多次、少量、精确地投料。(2)铝料斗:投料时，利用振动给料机通过高低频率控制投料速度和多次投料量。长时间使用后，下部料仓内容易积料，与振动给料机干涉，严重影响投料精度，甚至无法投料。在下部料仓内，安装的间隔120度的三个称量传感器，总体称量精度容易出现误差，直接影响投料量。长时间使用后，难以保证快速、多次、少量、精确地投料。(3)碳料斗：投料时，利用旋转给料机通过电机转速和栅格容积控制投料速度和多次投料量。虽然这种结构满足快速、多次、少量、精确地投料的要求，但是料仓出口没有设置切断阀，经常因为真空抽气形成的高速气流将细小的碳粒、碳粉吸入装置内，出现误投料现象。(4)各料斗受料时，均由布置在远距离的具有称量功能的普通料仓供料。先称量出合适重量的合金料，再通过一条或若干条水平或竖直皮带机运输到真空投料系统附近，最后由自动加料机构将合金料投入到指定料斗内。长时间使用后，难以避免合金料在运输途中的漏料现象，而且料斗的受料时间较长，延缓了真空状态下投料速度。同样，无法保证快速、多次、少量、精确地投料。(5)合金料斗的密封阀和铝料斗的振动给料机、称量传感器等设备均安装在料斗内部，且料斗容积较小，检修与维护困难。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种RH精炼装置的真空加料系统及其控制方法，能够满足快速、多次、少量的投料要求，同时提高投料的精确度，具有便于检修与维护的特点。

为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种RH精炼装置的真空加料系统，包括合金料斗一1、合金料斗二2、合金料斗三3、合金料斗四4，合金料斗一1由上部接料斗一1-1和下部储料仓一1-2连接构成，合金料斗二2由上部接料斗二2-1和下部储料仓二2-2连接构成，合金料斗三3由上部接料斗三3-1和下部储料仓三3-2连接构成，合金料斗4由两个上部接料斗四4-1分别与下部储料仓四4-2连接构成；所述各合金料斗的下部储料仓底部出口接管汇聚并合成为一个出口作为投料溜管5，合金料斗一1的出口接管与下部储料仓一1-2之间连接有均压管道一1-3，合金料斗二2的出口接管与下部储料仓二2-2之间连接有均压管道二2-3，合金料斗三3的出口接管与下部储料仓三3-2之间连接有均压管道三3-3；合金料斗四4的出口接管与下部储料仓四4-2之间连接有均压管道四4-3。

所述合金料斗一1仅作为碳料斗，合金料斗二2可作为铝料斗，合金料斗三3可作为其他微量合金料斗，其他微量合金料斗可扩展为多个同样功能的料斗。

所述上部接料斗一1-1、上部接料斗二2-1、上部接料斗三3-1内分别设置有自动接料设备一SV01、自动接料设备二SV02、自动接料设备三SV03，两个上部接料斗四4-1内分别设置有自动接料设备四SV04、自动接料设备五SV05。

所述下部储料仓一1-2、下部储料仓二2-2、下部储料仓三3-2内分别设置有自动投料设备一M01、自动投料设备二M02、自动投料设备三M03，自动投料设备一M01、自动投料设备二M02、自动投料设备三M03分别配有投料量检测仪表一PG01、投料量检测仪表二PG02、投料量检测仪表三PG03。

所述下部储料仓一1-2、下部储料仓二2-2、下部储料仓三3-2下段锥部的外壁分别设置有振动器一AM01、振动器二AM02、振动器三AM03。

所述下部储料仓一1-2外部设置有高料位检测仪表一LA01和低料位检测仪一LA02，下部储料仓二2-2外部设置有高料位检测仪表二LA03和低料位检测仪二LA04，下部储料仓三3-2外部设置有高料位检测仪表三LA05和低料位检测仪三LA06，且高料位检测仪表一LA01、高料位检测仪表二LA03、高料位检测仪表三LA05分别位于低料位检测仪一LA02、低料位检测仪二LA04、低料位检测仪三LA06的上方。

所述下部储料仓四4-2内设置有自动投料设备四SV06，外部设置有压力检测仪表PT01；下部储料仓四4-2设有均压管道五4-4，与均压管道四4-3为同一管道入口与下部储料仓四4-2相连接，均压管道四4-3、均压管道五4-4上分别设有自动切断阀一SV07、自动切断阀二SV08。

所述下部储料仓一1-2底部出口接管上设置有自动切断阀三SV09。

一种RH精炼装置的真空加料系统的控制方法，对于合金料斗一1、合金料斗二2、合金料斗三3的控制方法如下：

当低料位检测仪一LA02、低料位检测仪二LA04、低料位检测仪三LA06检测到料品储存料低位时，开启自动接料设备一SV01、自动接料设备二SV02、自动接料设备三SV03，接收来自外部供给的料品；当高料位检测仪表一LA01、高料位检测仪表二LA03、高料位检测仪表三LA05检测到料品储存料高位时，关闭自动接料设备一SV01、自动接料设备二SV02、自动接料设备三SV03，不接收供给料品；当需要投料时，分别选择启动自动投料设备一M01、自动投料设备二M02、自动投料设备三M03，向钢液投料；在投料过程中，依靠投料量检测仪表一PG01、投料量检测仪表二PG02、投料量检测仪表三PG03检测投料量，由电气系统控制自动投料设备一M01、自动投料设备二M02、自动投料设备三M03和振动器一AM01、振动器二AM02、振动器三AM03动作。

所述合金料斗一1还能够适用于粒度小、重量轻的特殊料品的投放，可避免真空状态下漏料，具体操作为：先打开自动切断阀三SV09，再开启自动投料设备一M01，投料完成后，关闭自动切断阀三SV09。

对于合金料斗四4的控制方法如下：

当不需要投料时，关闭自动接料设备四SV04、自动接料设备五SV05、自动投料设备四SV06，料仓内没有任何合金料；当需要投料时，利用投料量检测仪表一PT01检测下部储料仓四4-2内的压力，分别控制自动切断阀一SV07、自动切断阀二SV08动作，实现下部储料仓四4-2内真空状态与常压状态的切换；处于常压状态时，打开自动接料设备四SV04、自动接料设备五SV05接收来自外部供给的已称量好的料品；处于真空状态时，打开自动投料设备四SV06进行投料。

本发明的有益效果：

根据钢种和冶炼工艺的要求，按照合金的种类、堆比度、投放量、投放速度等特征，配置多个投放微量合金的料斗和一个投放大量合金的料斗，将原有真空加料系统仅配置一个投放合金的料斗功能分解并细化，能够更好地满足高品质特种钢种对RH精炼装置快速、多次、少量、精确地投料的要求。

本发明所述的各合金料斗的自动化设备及检测仪表均安装在料仓外部，相比原有真空加料系统中需要人工进入容积狭小的料斗内部进行检测与维修，提高了系统维护效率，降低了维护难度。

附图说明

图1为本发明的真空加料系统结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。

参照图1，一种RH精炼装置的真空加料系统，包括合金料斗一1、合金料斗二2、合金料斗三3、合金料斗四4，合金料斗一1由上部接料斗一1-1和下部储料仓一1-2连接构成，合金料斗二2由上部接料斗二2-1和下部储料仓二2-2连接构成，合金料斗三3由上部接料斗三3-1和下部储料仓三3-2连接构成，合金料斗4由两个上部接料斗四4-1分别与下部储料仓四4-2连接构成，所述各合金料斗的下部储料仓底部出口接管汇聚并合成为一个出口作为投料溜管5，合金料斗一1的出口接管与下部储料仓一1-2之间连接有均压管道一1-3，合金料斗二2的出口接管与下部储料仓二2-2之间连接有均压管道二2-3，合金料斗三3的出口接管与下部储料仓三3-2之间连接有均压管道三3-3；合金料斗四4的出口接管与下部储料仓四4-2之间连接有均压管道四4-3。

均压管道一1-3、均压管道二2-3、均压管道三3-3上不设切断阀，采用直连方式实现下部储料仓一1-2、下部储料仓二2-2、下部储料仓三3-2内部真空状态与常压状态的切换；下部储料仓四4-2设有均压管道五4-4，与均压管道四4-3为同一管道入口与下部储料仓四4-2相连接，均压管道四4-3、均压管道五4-4上分别设有自动切断阀一SV07、自动切断阀二SV08，控制实现下部储料仓四4-2内部真空状态与常压状态切换。

各合金料斗用于微量合金的快速投料，所有合金料斗结构及功能相似。所述上部接料斗一1-1、上部接料斗二2-1、上部接料斗三3-1内分别设置有自动接料设备一SV01、自动接料设备二SV02、自动接料设备三SV03，控制实现常压状态下的一次性快速大量接料，两个上部接料斗四4-1内分别设置有自动接料设备四SV04、自动接料设备五SV05。

所述下部储料仓一1-2、下部储料仓二2-2、下部储料仓三3-2内分别设置有自动投料设备一M01、自动投料设备二M02、自动投料设备三M03，自动投料设备一M01、自动投料设备二M02、自动投料设备三M03分别配有投料量检测仪表一PG01、投料量检测仪表二PG02、投料量检测仪表三PG03，实现真空状态下的多次定速精确投料；下部储料仓一1-2、下部储料仓二2-2、下部储料仓三3-2下段锥部的外壁分别设置有振动器一AM01、振动器二AM02、振动器三AM03，用于防止卡料和塞料。

所述下部储料仓一1-2外部设置有高料位检测仪表一LA01和低料位检测仪一LA02，下部储料仓二2-2外部设置有高料位检测仪表二LA03和低料位检测仪二LA04，下部储料仓三3-2外部设置有高料位检测仪表三LA05和低料位检测仪三LA06，且高料位检测仪表一LA01、高料位检测仪表二LA03、高料位检测仪表三LA05分别位于低料位检测仪一LA02、低料位检测仪二LA04、低料位检测仪三LA06的上方。

所述合金料斗4用于大量合金快速投料，下部储料仓四4-2内设置有自动投料设备四SV06，外部设置有压力检测仪表PT01；通过压力检测仪表PT01检测下部储料仓四4-2内的压力高低，控制自动接料设备四SV04、自动接料设备五SV05控制实现上部接料斗四4-1在常压状态下的多次快速接料；控制自动投料设备四SV06控制实现下部储料仓四4-2在真空状态下的一次性快速投料。

所述下部储料仓一1-2底部出口接管上设置有自动切断阀三SV09，避免因真空抽气形成的高速气流将细小的碳粒、碳粉吸入装置内，出现误投料现象。

所述合金料斗一1仅作为碳料斗，合金料斗二2可作为铝料斗、合金料斗三3可作为其他微量合金料斗，其他微量合金料斗可扩展为多个同样功能的料斗。由于合金料斗一1、合金料斗二2、合金料斗三3的控制方法类似，现以碳料斗控制为例说明对这三种料斗的控制方法如下：

钢液处理之前，在常压状态下，当低料位检测仪一LA02检测到碳料斗储存料低位时，开启自动接料设备一SV01，接受来自外部供给的碳粉料；当高料位检测仪表一LA01检测到碳料斗储存料高位时，关闭自动接料设备一SV01，不接收碳粉料；在真空状态下，需要向钢液投料时，先打开自动切断阀三SV09，再启动自动投料设备一M01，自动投料设备一M01采用旋转给料机，依靠均匀分布在其转动轴周向的固定间隔的栅格匀速转动投料，当转动轴上的编码器PG01检测到的投料速度和投料量与冶金工艺要求不符合时，由电气系统自动控制旋转给料机电机旋转圈数，同时控制振动器一AM01的振动频率。投料量检测仪表一采用编码器，当投料量检测仪表一PG01检测到碳粉投入量满足冶金工艺要求时，立即停止旋转给料机的电机转动，停止向钢液投入碳粉，同时停止控制振动器一AM01。最后，再次关闭自动切断阀三SV09。在钢液处理过程中，如需要多次同种微量合金料时，重复上述操作步骤。

对合金料斗四4的控制方法如下：

钢液处理之前，在常压状态下，自动接料设备四SV04、自动接料设备五SV05、自动投料设备四SV06关闭，料仓内没有任何合金料。在钢液处理过程中，当需要向钢液投料时，压力检测仪表PT01实时检测下部储料仓四4-2内的压力，当其压力低于大气压时，先打开自动切断阀二SV08，将下部储料仓四4-2充气后，至于常压状态，再打开自动接料设备四SV04、自动接料设备五SV05接收来自外部供给的已称量好的合金料，直到满足大量投料要求后，关闭自动接料设备四SV04、自动接料设备五SV05，不再接收合金料；其次，打开自动切断阀一SV07，将下部储料仓四4-2与投料溜管5连接并快速由外部真空泵系统排气后，至于真空状态，再打开自动投料设备四SV06进行投料。钢液处理过程中，如需要多次多种大量合金料时，重复上述操作。

本发明的工作原理为：

根据钢种和冶炼工艺的要求，按照合金的种类、堆比度、投放量、投放速度等特征，合金料斗一1、合金料斗二2、合金料斗三3细分为碳料斗、铝料斗和多个微量合金料斗，用于常压状态下的一次性快速大量接料和真空状态下的多次定速精确微量投料；设置的合金料斗四4用于常压状态下的多次快速接料和真空状态下的一次性快速大量投料。合金料经过投料溜管5投向钢液。

对各料斗上的位置、速度、压力等检测仪表进行实时监测，根据钢种和冶炼工艺的要求和监测数据，对各料斗上的自动接料设备、自动投料设备、振动器、自动切断阀等自动化设备进行特定逻辑控制，实现料斗在常压状态下大量接料和在真空状态下准确快速投料的控制。

Claims (10)

1.一种RH精炼装置的真空加料系统，包括合金料斗一(1)、合金料斗二(2)、合金料斗三(3)、合金料斗四(4)，其特征在于，合金料斗一(1)由上部接料斗一(1-1)和下部储料仓一(1-2)连接构成，合金料斗二(2)由上部接料斗二(2-1)和下部储料仓二(2-2)连接构成，合金料斗三(3)由上部接料斗三(3-1)和下部储料仓三(3-2)连接构成，合金料斗(4)由两个上部接料斗四(4-1)分别与下部储料仓四(4-2)连接构成；所述各合金料斗的下部储料仓底部出口接管汇聚并合成为一个出口作为投料溜管(5)，合金料斗一(1)的出口接管与下部储料仓一(1-2)之间连接有均压管道一(1-3)，合金料斗二(2)的出口接管与下部储料仓二(2-2)之间连接有均压管道二(2-3)，合金料斗三(3)的出口接管与下部储料仓三(3-2)之间连接有均压管道三(3-3)；合金料斗四(4)的出口接管与下部储料仓四(4-2)之间连接有均压管道四(4-3)。

2.根据权利要求1所述的一种RH精炼装置的真空加料系统，其特征在于，所述合金料斗一(1)仅作为碳料斗，合金料斗二(2)可作为铝料斗，合金料斗三(3)可作为其他微量合金料斗，其他微量合金料斗可扩展为多个同样功能的料斗。

3.根据权利要求1所述的一种RH精炼装置的真空加料系统，其特征在于，所述上部接料斗一(1-1)、上部接料斗二(2-1)、上部接料斗三(3-1)内分别设置有自动接料设备一(SV01)、自动接料设备二(SV02)、自动接料设备三(SV03)，两个上部接料斗四(4-1)内分别设置有自动接料设备四(SV04)、自动接料设备五(SV05)。

4.根据权利要求1所述的一种RH精炼装置的真空加料系统，其特征在于，所述下部储料仓一(1-2)、下部储料仓二(2-2)、下部储料仓三(3-2)内分别设置有自动投料设备一(M01)、自动投料设备二(M02)、自动投料设备三(M03)，自动投料设备一(M01)、自动投料设备二(M02)、自动投料设备三(M03)分别配有投料量检测仪表一(PG01)、投料量检测仪表二(PG02)、投料量检测仪表三(PG03)。

5.根据权利要求1所述的一种RH精炼装置的真空加料系统，其特征在于，所述下部储料仓一(1-2)、下部储料仓二(2-2)、下部储料仓三(3-2)下段锥部的外壁分别设置有振动器一(AM01)、振动器二(AM02)、振动器三(AM03)。

6.根据权利要求1所述的一种RH精炼装置的真空加料系统，其特征在于，所述下部储料仓一(1-2)外部设置有高料位检测仪表一(LA01)和低料位检测仪一(LA02)，下部储料仓二(2-2)外部设置有高料位检测仪表二(LA03)和低料位检测仪二(LA04)，下部储料仓三(3-2)外部设置有高料位检测仪表三(LA05)和低料位检测仪三(LA06)，且高料位检测仪表一(LA01)、高料位检测仪表二(LA03)、高料位检测仪表三(LA05)分别位于低料位检测仪一(LA02)、低料位检测仪二(LA04)、低料位检测仪三(LA06)的上方。

7.根据权利要求1所述的一种RH精炼装置的真空加料系统，其特征在于，所述下部储料仓四(4-2)内设置有自动投料设备四(SV06)，外部设置有压力检测仪表(PT01)；下部储料仓四(4-2)设有均压管道五(4-4)，与均压管道四(4-3)为同一管道入口与下部储料仓四(4-2)相连接，均压管道四(4-3)、均压管道五(4-4)上分别设有自动切断阀一(SV07)、自动切断阀二(SV08)。

8.根据权利要求1所述的一种RH精炼装置的真空加料系统，其特征在于，所述下部储料仓一(1-2)底部出口接管上设置有自动切断阀三(SV09)。

9.权利要求1至8所述任一种RH精炼装置的真空加料系统的控制方法，其特征在于，对于合金料斗一(1)、合金料斗二(2)、合金料斗三(3)的控制方法如下：

当低料位检测仪一(LA02)、低料位检测仪二(LA04)、低料位检测仪三(LA06)检测到料品储存料低位时，开启自动接料设备一(SV01)、自动接料设备二(SV02)、自动接料设备三(SV03)，接收来自外部供给的料品；当高料位检测仪表一(LA01)、高料位检测仪表二(LA03)、高料位检测仪表三(LA05)检测到料品储存料高位时，关闭自动接料设备一(SV01)、自动接料设备二(SV02)、自动接料设备三(SV03)，不接收供给料品；当需要投料时，分别选择启动自动投料设备一(M01)、自动投料设备二(M02)、自动投料设备三(M03)，向钢液投料；在投料过程中，依靠投料量检测仪表一(PG01)、投料量检测仪表二(PG02)、投料量检测仪表三(PG03)检测投料量，由电气系统控制自动投料设备一(M01)、自动投料设备二(M02)、自动投料设备三(M03)和振动器一(AM01)、振动器二(AM02)、振动器三(AM03)动作；

对于合金料斗四4的控制方法如下：

当不需要投料时，关闭自动接料设备四(SV04)、自动接料设备五(SV05)、自动投料设备四(SV06)，料仓内没有任何合金料；当需要投料时，利用投料量检测仪表一(PT01)检测下部储料仓四(4-2)内的压力，分别控制自动切断阀一(SV07)、自动切断阀二(SV08)动作，实现下部储料仓四(4-2)内真空状态与常压状态的切换；处于常压状态时，打开自动接料设备四(SV04)、自动接料设备五(SV05)接收来自外部供给的已称量好的料品；处于真空状态时，打开自动投料设备四(SV06)进行投料。

10.根据权利要求9所述的一种RH精炼装置的真空加料系统控制方法，其特征在于，所述合金料斗一(1)还能够适用于粒度小、重量轻的特殊料品的投放，可避免真空状态下漏料，具体操作为：先打开自动切断阀三(SV09)，再开启自动投料设备一(M01)，投料完成后，关闭自动切断阀三(SV09)。