CN105180644B - 马弗炉及其炉压控制方法 - Google Patents

马弗炉及其炉压控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及马弗炉炉压控制技术领域,公开了一种马弗炉,包括控制器及依次连通的设有入口的加热区、水冷区及设有出口的风冷区,加热区的上部连通有混合气供给管道,入口处连通有入口氮气供给管道、入口排气管道,混合气供给管道、入口氮气供给管道、入口排气管道上分别设有第一流量阀、第二流量阀、第一比例阀,第一流量阀、第二流量阀、第一比例阀与控制器电连接;加热区的上、下端分别设有上炉压检测器、下炉压检测器,上炉压检测器、下炉压检测器分别与控制器电连接。本发明,通过在马弗炉内设置上炉压检测器、下炉压检测器,一旦马弗炉内检测的上炉压或下炉压不正常,控制器会对马弗炉内的压力进行相应调节,保证了马弗炉内的生产安全。

Description

马弗炉及其炉压控制方法
技术领域
本发明涉及马弗炉炉压控制技术领域,特别涉及一种马弗炉及其炉压控制方法。
背景技术
马弗炉炉压控制一般是采用在炉膛内设置压力检测仪表,取一个采样点,根据压力检测仪表检测的实时值作为参考,通过控制器控制排气风机转速增大或减小,达到炉压控制的目的。
然而单点取样有一定的局限性,若压力检测仪表或马弗炉故障时,会对取样的结果造成一定的影响,控制器可能会在错误的参考下采取不恰当的控制措施,轻则会造成马弗炉内带钢的缺陷,重则会使马弗炉内的热气溢出,对周围设备造成损伤,甚至会发生爆炸,对周围的设备或人员造成一定的危险。
发明内容
有鉴于此,有必要提供一种提高马弗炉内压力检测精度,确保马弗炉安全的马弗炉及其炉压控制方法。
一种马弗炉,包括控制器及依次连通的设有入口的加热区、水冷区及设有出口的风冷区,所述加热区的上部连通有混合气供给管道,所述入口处连通有入口氮气供给管道、入口排气管道,所述混合气供给管道、入口氮气供给管道、入口排气管道上分别设有第一流量阀、第二流量阀、第一比例阀,所述第一流量阀、第二流量阀、第一比例阀与所述控制器电连接;
所述加热区的上、下端分别设有上炉压检测器、下炉压检测器,所述上炉压检测器、下炉压检测器分别与所述控制器电连接。
本发明还提供了一种马弗炉的炉压控制方法,包括以下步骤:
S1:设置上炉压P1、下炉压P2、超低炉压阈值P3、超高炉压阈值P4
S2:分别获取上炉压检测器、下炉压检测器检测到的实时上炉压P1′、实时下炉压P2′;
S3:将P1′、P2′分别与P1、P2进行比较,当P1′、P2′均分别在P1、P2的范围内时,为正常炉压状态,进入步骤S4;当P3≤P2′<P2时,为低炉压状态,进入步骤S5;当P2′<P3时,为超低炉压状态,进入步骤S6;当P1<P1′≤P4时,为高炉压状态,进入步骤S7;当P1′>P4时,为超高炉压状态,进入步骤S8;
S4:按照正常生产往混合气供给管道中通入氢气和氮气的混合气体;
S5:打开第二流量阀和第四流量阀,持续通入氮气直至下炉压恢复到P2
S6:关闭混合气供给管道中的氢气管道上的阀门,打开混合气供给管道中的氮气管道上的阀门、第二流量阀、第三流量阀、第四流量阀及第五流量阀,持续通入氮气直至下炉压恢复到P2
S7:打开第一比例阀并关闭第三流量阀,以排出马弗炉内的部分混合气体,直至上炉压恢复到P1
S8:打开第一比例阀和第六流量阀,关闭混合气供给管道中的氢气管道上的阀门,调低混合气供给管道中的氮气管道上的阀门开度,将马弗炉内的氢气吹扫干净,直至上炉压恢复到P1
本发明提供的马弗炉及其炉压控制方法,通过在马弗炉内设置上炉压检测器、下炉压检测器,一旦马弗炉内检测的上炉压或下炉压不正常,控制器会对马弗炉内相应的管道阀门进行控制,进而对上炉压、下炉压进行相应调节,直到上炉压、下炉压恢复正常,保证了马弗炉的生产安全。
附图说明
图1是本发明实施方式提供的马弗炉的结构示意图。
图2是本发明实施方式提供的马弗炉的控制原理图。
图3是本发明实施方式提供的马弗炉的炉压控制方法的流程示意图。
主要元件符号说明
控制器 1
加热区 2
入口 21
混合气供给管道 22
第一流量阀 221
第二比例阀 222
入口氮气吹扫管道 23
第二流量阀 231
入口排气管道 24
第一比例阀 241
上炉压检测器 25
下炉压检测器 26
氮气旁通供给管道 27
第三流量阀 271
水冷区 3
水冷区氮气吹扫管道 31
第五流量阀 311
风冷区 4
出口 41
出口氮气吹扫管道 42
第四流量阀 421
风冷区排气管道 43
第六流量阀 431
密封辊 44
二氧化碳喷射器 5
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
如图1、2所示,本发明实施方式提供的一种马弗炉,包括控制器1及依次连通的设有入口21的加热区2、水冷区3及设有出口41的风冷区4,加热区2的上部连通有混合气供给管道22,入口21处连通有入口氮气供给管道23、入口排气管道24,混合气供给管道22、入口氮气供给管道23、入口排气管道24上分别设有第一流量阀221、第二流量阀231、第一比例阀241,第一流量阀221、第二流量阀231、第一比例阀241与控制器1电连接;
加热区2的上、下端分别设有上炉压检测器25、下炉压检测器26,上炉压检测器25、下炉压检测器26分别与控制器1电连接。
具体的,本实施例中:控制器1为PLC控制器,PLC控制器中设定有上炉压、下炉压的正常范围值,上炉压检测器25、下炉压检测器26为压力变送器。马弗炉内的炉压是否正常关系到整个生产线的生产及安全,为确保马弗炉内炉压测量的准确性,通过在马弗炉加热区2的上下端分别设置上炉压检测器25、下炉压检测器26两个测量元件,只要任何一个不正常,控制器1都会根据测量的炉压的高低进行相应的调节措施,通过打开第一比例阀241,降低马弗炉内的上炉压,直到上炉压恢复到正常范围;通过打开第一流量阀221,保证正常生产时氢气、氮气的供给;通过打开第二流量阀231,提高马弗炉内的下炉压,直到下炉压恢复到正常范围,保证马弗炉正常的生产和日常安全。
本实施例中:入口21、出口41均设有密封辊,马弗炉还包括二氧化碳喷射器5,当控制器1检测到入口密封辊、出口密封辊44、水冷区3的水套处发生火灾时,控制器1控制二氧化碳喷射器5工作、关闭密封辊并打开第二流量阀231、第三流量阀271、第四流量阀421及第五流量阀311,向马弗炉内通入氮气,还需要关闭马弗炉的加热设备,防止因马弗炉生产温度过高更易发生火灾而造成更加严重的后果。
进一步地,马弗炉还包括设有第三流量阀271的氮气旁通供给管道27,氮气旁通供给管道27与混合气供给管道22连通,第三流量阀271与控制器1电连接。
具体的,本实施例中:混合气供给管道22上还设有第二比例阀222,第一流量阀221设置在靠近混合气供给管道22的入口处,第二比例阀222设置在靠近混合气供给管道22的出口处,第三流量阀271设置在第一流量阀221、第二比例阀222之间,第二比例阀222与控制器1电连接。控制器1通过打开或关闭第三流量阀271,提高或减小N2在混合气体中的含量,实现提高或降低马弗炉内的上炉压或下炉压,直到上炉压及下炉压恢复到正常范围。
本实施例中:第二比例阀222,用于控制马弗炉内混合气的流量。其中,混合气供给管道22中氢气、氮气的流量按照设定的比例进行调节,具体是:氢气的流量由混合气供给管道22内的压力决定,氮气的流量按照设定的比例根据氢气的流量进行调节;马弗炉内的气氛有两种:1)氮氢混合气体;2)氮气;气氛的密度由设定值所决定,而不采用气体分析仪进行分析。
进一步地,出口41处连通有出口氮气吹扫管道42,出口氮气排气管道42上设有第四流量阀421,第四流量阀421与控制器1电连接。
具体的,控制器1通过打开第四流量阀421,将马弗炉内的氢气吹走,提高了N2在混合气体中的含量,并相应提高了马弗炉内的下炉压,直到下炉压恢复到正常范围。
进一步地,水冷区3连通有水冷区氮气吹扫管道31,水冷区氮气吹扫管道31上设有第五流量阀311,第五流量阀311与控制器1电连接。
具体的,控制器1通过打开第五流量阀311,持续向马弗炉内通入氮气,提高了N2在混合气体中的含量,实现提高马弗炉内的下炉压,直到下炉压恢复到正常范围。
进一步地,风冷区4连通有风冷区排气管道43,风冷区排气管道43上设有第六流量阀431,第六流量阀431与控制器1电连接。
具体的,控制器1通过打开第六流量阀431,与第一比例阀241配合,将马弗炉内的氢气吹走,相应降低了马弗炉内的上炉压,直到上炉压恢复到正常范围。
如图3所示,本发明还提供了马弗炉的炉压控制方法,包括以下步骤:
S1:设置上炉压P1、下炉压P2、超低炉压阈值P3、超高炉压阈值P4
S2:分别获取上炉压检测器25、下炉压检测器26检测到的实时上炉压P1′、实时下炉压P2′;
S3:将P1′、P2′分别与P1、P2进行比较,当P1′、P2′均分别在P1、P2的范围内时,为正常炉压状态,进入步骤S4;当P3≤P2′<P2时,为低炉压状态,进入步骤S5;当P2′<P3时,为超低炉压状态,进入步骤S6;当P1<P1′≤P4时,为高炉压状态,进入步骤S7;当P1′>P4时,为超高炉压状态,进入步骤S8;
S4:按照正常生产往混合气供给管道22中通入氢气和氮气的混合气体;
S5:打开第二流量阀231和第四流量阀421,持续通入氮气直至下炉压恢复到P2
S6:关闭混合气供给管道22中的氢气管道上的阀门,打开混合气供给管道22中的氮气管道上的阀门、第二流量阀231、第三流量阀271、第四流量阀421及第五流量阀311,持续通入氮气直至下炉压恢复到P2
S7:打开第一比例阀241并关闭第三流量阀271,以排出马弗炉内的部分混合气体,直至上炉压恢复到P1
S8:打开第一比例阀241和第六流量阀431,关闭混合气供给管道22中的氢气管道上的阀门,调低混合气供给管道22中的氮气管道上的阀门开度,将马弗炉内的氢气吹扫干净,直至上炉压恢复到P1
具体的,当马弗炉处于低/超低炉压状态或高/超高炉压状态时,马弗炉停止生产,不再以生产为目的,控制器1对相应阀门进行控制,直到上炉压、下炉压恢复正常后,再根据实际情况恢复正常生产。
马弗炉炉压控制方法还包括S9:当控制器1检测到入口21的密封辊、出口41的密封辊44出现火灾时,向火灾处喷射二氧化碳进行灭火,带钢在马弗炉内停止运行,并关闭入口21、出口41的密封辊,打开第二流量阀231、第三流量阀271、第四流量阀421及第五流量阀311,向马弗炉内通入氮气,还需要关闭马弗炉的加热设备,人工确定安全后方可恢复生产,防止因马弗炉生产温度过高更易发生火灾而造成更加严重的后果。
进一步地,上炉压P1为0.8kpa-1.1kpa、下炉压P2为0.3kpa-0.6kpa,超低炉压阈值P3为0.2kpa,超高炉压阈值P4为1.4kpa。
具体的,本实施例中:上炉压检测器25、下炉压检测器26为压力变送器;S2包括以下步骤:
S21:对两个压力变送器的压力信号进行校准,校准后的信号与控制器1接收的校准前的信号进行比对,并检查以上模拟量信号的信号线,排出干扰因素;
S22:对校准后的信号进行滤波处理,防止因外部的干扰影响控制器1对炉压的控制调节。
当两个压力变送器中任何一个检测的炉压不在正常设定值内,则马弗炉为不正常状态,经过校准的压力变送器排除了外部干扰因素,因此,提高了马弗炉炉压调节控制的准确性。
当混合气供给管道22内压力低于0.3kpa时,控制器1关闭混合气供给管道22的氢气管道上的阀门并打开第三流量阀271,使实时上炉压P1′、实时下炉压P2′保持在正常范围内。
可以理解的是,对于本领域的普通技术人员来说,可以根据本发明的技术构思做出其它各种相应的改变与变形,而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种马弗炉,其特征在于:包括控制器(1)及依次连通的设有入口(21)的加热区(2)、水冷区(3)及设有出口(41)的风冷区(4),所述加热区(2)的上端连通有混合气供给管道(22),所述入口(21)处连通有入口氮气供给管道(23)、入口排气管道(24),所述混合气供给管道(22)、入口氮气供给管道(23)、入口排气管道(24)上分别设有第一流量阀(221)、第二流量阀(231)、第一比例阀(241),所述第一流量阀(221)、第二流量阀(231)、第一比例阀(241)与所述控制器(1)电连接;入口(21)、出口(41)均设有密封辊,马弗炉还包括二氧化碳喷射器(5);
所述加热区(2)的上、下端分别设有上炉压检测器(25)、下炉压检测器(26),所述上炉压检测器(25)、下炉压检测器(26)分别与所述控制器(1)电连接。
2.根据权利要求1所述的马弗炉,其特征在于:所述马弗炉还包括设有第三流量阀(271)的氮气旁通供给管道(27),所述氮气旁通供给管道(27)与所述混合气供给管道(22)连通,所述第三流量阀(271)与所述控制器(1)电连接。
3.根据权利要求2所述的马弗炉,其特征在于:所述出口(41)处连通有出口氮气吹扫管道(42),所述出口氮气吹扫管道(42)上设有第四流量阀(421),所述第四流量阀(421)与所述控制器(1)电连接。
4.根据权利要求3所述的马弗炉,其特征在于:所述水冷区(3)连通有水冷区氮气吹扫管道(31),所述水冷区氮气吹扫管道(31)上设有第五流量阀(311),所述第五流量阀(311)与所述控制器(1)电连接。
5.根据权利要求4所述的马弗炉,其特征在于:所述风冷区(4)连通有风冷区排气管道(43),所述风冷区排气管道(43)上设有第六流量阀(431),所述第六流量阀(431)与所述控制器(1)电连接。
6.根据权利要求1‐4任意一项所述马弗炉的炉压控制方法,其特征在于:包括以下步骤:
S1:设置上炉压P1、下炉压P2、超低炉压阈值P3、超高炉压阈值P4
S2:分别获取上炉压检测器(25)、下炉压检测器(26)检测到的实时上炉压P1′、实时下炉压P2′;
S3:将P1′、P2′分别与P1、P2进行比较,当P1′、P2′均分别在P1、P2的范围内时,为正常炉压状态,进入步骤S4;当P3≤P2′<P2时,为低炉压状态,进入步骤S5;当P2′<P3时,为超低炉压状态,进入步骤S6;当P1<P1′≤P4时,为高炉压状态,进入步骤S7;当P1′>P4时,为超高炉压状态,进入步骤S8;
S4:按照正常生产往混合气供给管道(22)中通入氢气和氮气的混合气体;
S5:打开第二流量阀(231)和第四流量阀(421),持续通入氮气直至下炉压恢复到P2
S6:关闭混合气供给管道(22)中的氢气管道上的阀门,打开混合气供给管道(22)中的氮气管道上的阀门、第二流量阀(231)、第三流量阀(271)、第四流量阀(421)及第五流量阀(311),持续通入氮气直至下炉压恢复到P2
S7:打开第一比例阀(241)并关闭第三流量阀(271),以排出马弗炉内的部分混合气体,直至上炉压恢复到P1
S8:打开第一比例阀(241)和第六流量阀(431),关闭混合气供给管道(22)中的氢气管道上的阀门,调低混合气供给管道(22)中的氮气管道上的阀门开度,将马弗炉内的氢气吹扫干净,直至上炉压恢复到P1
S9:当控制器检测到入口(21)的密封辊、出口(41)的密封辊(44)出现火灾时,向火灾处喷射二氧化碳进行灭火,带钢在马弗炉内停止运行,并关闭入口(21)、出口(41)的密封辊,打开第二流量阀(231)、第三流量阀(271)、第四流量阀(421)及第五流量 阀(311),向马弗炉内通入氮气,还需要关闭马弗炉的加热设备。
7.根据权利要求6所述的炉压控制方法,其特征在于:所述上炉压P1为0.8kpa‐1.1kpa、下炉压P2为0.3kpa‐0.6kpa,超低炉压阈值P3为0.2kpa,超高炉压阈值P4为1.4kpa。
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