CN110819766B - 一种lf精炼炉用全流程智能控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种LF精炼炉用全流程智能控制系统，属于精炼炉智能控制技术领域，一种LF精炼炉用全流程智能控制系统，贴合现场需要、实用性极强、智能化综合程度高，不局限于某一环节的自动监测与控制，并且通过智能控制代替操作工进行过程控制，提高操作标准化程度，有效降低操作工工作负担，减少人为计算失误造成的质量缺陷，同时通过稳压系统的设置，可以通过氧传感器数据以及双象半球内的现象变化，实现对密封圈漏气的判断，同时通过变向充气管的作用，可以改变漏气的方向，有效避免密封圈被损坏后外界空气渗进炉内的情况，进而有效保证外界的氧气很难进入到炉内，使得炉内稳定性提高，进而有效保证熔炼得到的终产品的质量。
Description
技术领域
本发明涉及精炼炉智能控制技术领域，更具体地说，涉及一种LF精炼炉用全流程智能控制系统。
背景技术
精炼炉是热加工行业的一种冶炼设备，多用于黑色冶金中对钢液进行终脱氧和合金化过程的一种冶炼设备。根据冶炼目的不同有不同的分类，常见的有吹氩精炼炉，LF精炼炉等。主要生产设备有RH精炼炉和LF精炼炉。用于有色冶金或钢铁冶金中对粗金属除杂进行精炼的一种设备。用于铜火法精炼的精炼炉型有反射炉、回转炉、倾动炉三种。
目前国内大多数钢厂的LF精炼炉多配置二级系统，具备简单的造渣料、合金料计算和数据采集功能，但未实现主要工艺流程的智能化控制，造渣、升温、增碳、合金化、钢包吹氩等流程仍然为人工经验执行，效率低、事故风险高、工人劳动强度大，制度可执行性较差，操作过程不受控因素较多，同时在使用过程中，精炼炉和炉盖之间存在密封圈，用于保证炉内气体的非氧化环境，但是在长期高温的使用情况下，密封圈很容易产生破裂或者损坏，导致密封效果变差，使得外界空气渗进炉内，导致炉内的氧含量升高，导致炉内的钢水被氧化，导致熔炼得到的终产品质量变差。
发明内容
1.要解决的技术问题
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种LF精炼炉用全流程智能控制系统，它针对LF精炼炉生产工艺流程实际参数开发设计，贴合现场需要、实用性极强、智能化综合程度高，不局限于某一环节的自动监测与控制，而在LF精炼炉炼钢过程中整体智能控制代替操作工进行过程控制，提高操作标准化程度，有效降低操作工工作负担，减少人为计算失误造成的质量缺陷，同时通过稳压系统的设置，可以通过氧传感器数据以及双象半球内的现象变化，实现对密封圈漏气的判断，同时通过变向充气管的作用，可以改变漏气的方向，有效避免密封圈被损坏后外界空气渗进炉内的情况，进而有效保证外界的氧气很难进入到炉内，使得炉内稳定性提高，进而有效保证熔炼得到的终产品的质量。
2.技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种LF精炼炉用全流程智能控制系统，包括精炼炉电极对象、自动加料系统、加料造渣系统、防错预警系统、台车、钢包吹氩系统、液压系统、冷却水系统、自修正模块和PLC控制器，所述精炼炉电极对象、自动加料系统、加料造渣系统、台车、钢包吹氩系统、液压系统、自修正模块、防错预警系统和冷却水系统均与PLC控制器电信连接，所述自修正模块与防错预警系统信号连接，所述防错预警系统包括稳压系统和安装在精炼炉上的蜂鸣器和警报灯，所述稳压系统分别与蜂鸣器、警报灯信号和自修正模块信号连接，针对LF精炼炉生产工艺流程实际参数开发设计，贴合现场需要、实用性极强、智能化综合程度高，不局限于某一环节的自动监测与控制，而在LF精炼炉炼钢过程中整体智能控制代替操作工进行过程控制，提高操作标准化程度，有效降低操作工工作负担，减少人为计算失误造成的质量缺陷，杜绝人为误操作带来的责任事故；同时通过稳压系统的设置，可以通过氧传感器数据以及双象半球内的现象变化，实现对密封圈漏气的判断，同时通过变向充气管的作用，可以改变漏气的方向，有效避免密封圈被损坏后外界空气渗进炉内的情况，进而有效保证外界的氧气很难进入到炉内，使得炉内稳定性提高，进而有效保证熔炼得到的终产品的质量。
一种LF精炼炉用全流程智能控制系统，其使用方法为：
S1、首先在PLC控制器上设置目标，然后进行各项准备工作；
S2、之后控制钢包到达台车位，并控制台车到达处理位，此时控制加料造渣系统进行测定渣厚，同时钢包吹氩系统进行吹氩操作，后液压系统控制炉盖下降；
S3、之后进行LF处理，LF处理包括测温取样、供电操作、造渣操作、吹氩操作、合金调整和温度调整；
S4、根据防错预警系统的超阈值报警，控制自修正模块进行温度微调，并进行喂丝操作；
S5、自修正模块的调整处理后，开出台车吊包，完成S1中的目标冶炼，并结束冶炼。
进一步的，所述S1中各项准备工作包括氩枪准备、电极准备、设备准备、通电准备、冷却水准备、合金辅料准备和液压准备。
进一步的，所述精炼炉上端连接有炉盖，所述炉盖与精炼炉口部之间连接有密封圈，所述稳压系统安装在精炼炉上。
进一步的，所述稳压系统包括连接在精炼炉外壁上带有电磁阀的变向充气管，所述变向充气管与精炼炉相通，所述炉盖内壁固定连接有氧传感器，所述氧传感器位于密封圈上方，且氧传感器与防错预警系统信号连接，当氧传感器监测到炉内氧浓度异常时，可能存在密封圈被损坏，外界空气渗进炉内的情况，会将信号反馈给防错预警系统，防错预警系统控制蜂鸣器和警报灯工作，进而提醒工作人员及时进行反应从而降低氧浓度异常对熔炼成品质量的影响，当密封圈处发生漏气后，可以通过变向充气管向炉内充入氩气，使得炉内气压逐渐升高，进而使得炉内气体向外排，从而有效改变漏气的方向，有效避免密封圈被损坏后外界空气渗进炉内的情况，进而有效保证外界的氧气很难进入到炉内，进而有效保证熔炼得到的终产品的质量。
进一步的，所述变向充气管呈倾斜分布，且变向充气管在水平方向的最小夹角为30-45度，当密封圈被损坏，发生漏气时，可以打开电磁阀，并通入氩气，变向充气管倾斜设置，使得通入的氩气上行，进而冲散从密封圈处渗进的空隙，有效降低局部氧浓度过大造成的局部钢水氧化严重的情况。
进一步的，所述变向充气管靠近精炼炉的一侧外端套设有去热套，所述去热套内部开凿有进水通道和出水通道，所述进水通道和出水通道相间分布，可以通过进水通道向去热套内注入冷却水，后冷却水从出水通道处流出，形成对去热套处的循环冷却，进而有效避免靠近精炼炉的变向充气管因炉内温度过高，而导致变向充气管被损坏的情况。
进一步的，所述进水通道和出水通道均呈螺旋状排列在去热套内，使得去热套表面能够布满进水通道和出水通道，使得冷却液可以均匀的带走变向充气管上的热量，有效保持变向充气管的均匀散热，且进水通道和出水通道靠近去热套远离电磁阀的一端相通，使得进水通道和出水通道可以形成冷却水的循环，进而有效降低变向充气管处的温度。
进一步的，所述密封圈外端固定连接有多个均匀分布的双象半球，所述双象半球内部填充有去气纯水，所述密封圈位于双象半球内侧的表面固定连接有多个漏气预测包，多个所述漏气预测包均位于去气纯水液面以下，当观察到去气纯水内不断的与气泡冒出，说明密封圈处被破坏，发生漏气现象，同时可以根据多个漏气预测包体积的变化来判断密封圈是否被破坏产生泄漏，漏气预测包明显增大，说明发生漏气现象，通过该两种方式，可以有效提醒工作人员密封圈发生漏气现象，进而进行及时的维护，降低损失。
进一步的，所述双象半球为透明材质，便于观察双象半球内去气纯水和漏气预测包的现象变化，且去气纯水在填充前进行真空除气处理，有效避免去气纯水内含有的气体对后期去气纯水冒气泡现象的错误判断，提高准确性，使得炉内稳定性更高。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于：
(1)本方案贴合现场需要、实用性极强、智能化综合程度高，不局限于某一环节的自动监测与控制，并且通过智能控制代替操作工进行过程控制，提高操作标准化程度，有效降低操作工工作负担，减少人为计算失误造成的质量缺陷，同时通过稳压系统的设置，可以通过氧传感器数据以及双象半球内的现象变化，实现对密封圈漏气的判断，同时通过变向充气管的作用，可以改变漏气的方向，有效避免密封圈被损坏后外界空气渗进炉内的情况，进而有效保证外界的氧气很难进入到炉内，使得炉内稳定性提高，进而有效保证熔炼得到的终产品的质量。
(2)S1中各项准备工作包括氩枪准备、电极准备、设备准备、通电准备、冷却水准备、合金辅料准备和液压准备。
(3)精炼炉上端连接有炉盖，炉盖与精炼炉口部之间连接有密封圈，稳压系统安装在精炼炉上。
(4)稳压系统包括连接在精炼炉外壁上带有电磁阀的变向充气管，变向充气管与精炼炉相通，炉盖内壁固定连接有氧传感器，氧传感器位于密封圈上方，且氧传感器与防错预警系统信号连接，当氧传感器监测到炉内氧浓度异常时，可能存在密封圈被损坏，外界空气渗进炉内的情况，会将信号反馈给防错预警系统，防错预警系统控制蜂鸣器和警报灯工作，进而提醒工作人员及时进行反应从而降低氧浓度异常对熔炼成品质量的影响，当密封圈处发生漏气后，可以通过变向充气管向炉内充入氩气，使得炉内气压逐渐升高，进而使得炉内气体向外排，从而有效改变漏气的方向，有效避免密封圈被损坏后外界空气渗进炉内的情况，进而有效保证外界的氧气很难进入到炉内，进而有效保证熔炼得到的终产品的质量。
(5)变向充气管呈倾斜分布，且变向充气管在水平方向的最小夹角为30-45度，当密封圈被损坏，发生漏气时，可以打开电磁阀，并通入氩气，变向充气管倾斜设置，使得通入的氩气上行，进而冲散从密封圈处渗进的空隙，有效降低局部氧浓度过大造成的局部钢水氧化严重的情况。
(6)变向充气管靠近精炼炉的一侧外端套设有去热套，去热套内部开凿有进水通道和出水通道，进水通道和出水通道相间分布，可以通过进水通道向去热套内注入冷却水，后冷却水从出水通道处流出，形成对去热套处的循环冷却，进而有效避免靠近精炼炉的变向充气管因炉内温度过高，而导致变向充气管被损坏的情况。
(7)进水通道和出水通道均呈螺旋状排列在去热套内，使得去热套表面能够布满进水通道和出水通道，使得冷却液可以均匀的带走变向充气管上的热量，有效保持变向充气管的均匀散热，且进水通道和出水通道靠近去热套远离电磁阀的一端相通，使得进水通道和出水通道可以形成冷却水的循环，进而有效降低变向充气管处的温度。
(8)密封圈外端固定连接有多个均匀分布的双象半球，双象半球内部填充有去气纯水，密封圈位于双象半球内侧的表面固定连接有多个漏气预测包，多个漏气预测包均位于去气纯水液面以下，当观察到去气纯水内不断的与气泡冒出，说明密封圈处被破坏，发生漏气现象，同时可以根据多个漏气预测包体积的变化来判断密封圈是否被破坏产生泄漏，漏气预测包明显增大，说明发生漏气现象，通过该两种方式，可以有效提醒工作人员密封圈发生漏气现象，进而进行及时的维护，降低损失。
(9)双象半球为透明材质，便于观察双象半球内去气纯水和漏气预测包的现象变化，且去气纯水在填充前进行真空除气处理，有效避免去气纯水内含有的气体对后期去气纯水冒气泡现象的错误判断，提高准确性，使得炉内稳定性更高。
附图说明
图1为本发明的主要的流程框图；
图2为本发明的精炼炉正面的结构示意图；
图3为图2中A处的结构示意图；
图4为本发明的密封圈处的结构示意图；
图5为本发明的双象半球处部分的结构示意图；
图6为本发明的密封圈发生泄漏后改变气体泄漏方向时的结构示意图；
图7为本发明的变向充气管处的结构示意图。
图中标号说明：
1密封圈、2变向充气管、3去热套、41进水通道、42出水通道、5双象半球、6漏气预测包、7去气纯水。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图；对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然；所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例；而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例；本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例；都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1：
请参阅图1，一种LF精炼炉用全流程智能控制系统，包括精炼炉电极对象、自动加料系统、加料造渣系统、防错预警系统、台车、钢包吹氩系统、液压系统、冷却水系统、自修正模块和PLC控制器，精炼炉电极对象、自动加料系统、加料造渣系统、台车、钢包吹氩系统、液压系统、自修正模块、防错预警系统和冷却水系统均与PLC控制器电信连接，自修正模块与防错预警系统信号连接，防错预警系统包括稳压系统和安装在精炼炉上的蜂鸣器和警报灯，稳压系统分别与蜂鸣器、警报灯信号和自修正模块信号连接。
一种LF精炼炉用全流程智能控制系统，其使用方法为：
S1、首先在PLC控制器上设置目标，然后进行各项准备工作，各项准备工作包括氩枪准备、电极准备、设备准备、通电准备、冷却水准备、合金辅料准备和液压准备；
S2、之后控制钢包到达台车位，并控制台车到达处理位，此时控制加料造渣系统进行测定渣厚，同时钢包吹氩系统进行吹氩操作，后液压系统控制炉盖下降；
S3、之后进行LF处理，LF处理包括测温取样、供电操作、造渣操作、吹氩操作、合金调整和温度调整；
S4、根据防错预警系统的超阈值报警，控制自修正模块进行温度微调，并进行喂丝操作；
S5、自修正模块的调整处理后，开出台车吊包，完成S1中的目标冶炼，并结束冶炼。
请参阅图2，精炼炉上端连接有炉盖，炉盖与精炼炉口部之间连接有密封圈1，稳压系统安装在精炼炉上，稳压系统包括连接在精炼炉外壁上带有电磁阀的变向充气管2，变向充气管2与精炼炉相通，炉盖内壁固定连接有氧传感器，氧传感器位于密封圈1上方，且氧传感器与防错预警系统信号连接，当氧传感器监测到炉内氧浓度异常时，可能存在密封圈1被损坏，外界空气渗进炉内的情况，会将信号反馈给防错预警系统，防错预警系统控制蜂鸣器和警报灯工作，进而提醒工作人员及时进行反应从而降低氧浓度异常对熔炼成品质量的影响，请参阅图6，当密封圈1处发生漏气后，可以通过变向充气管2向炉内充入氩气，使得炉内气压逐渐升高，进而使得炉内气体向外排，从而有效改变漏气的方向，有效避免密封圈1被损坏后外界空气渗进炉内的情况，进而有效保证外界的氧气很难进入到炉内，进而有效保证熔炼得到的终产品的质量。
请参阅图3-5，密封圈1外端固定连接有多个均匀分布的双象半球5，双象半球5内部填充有去气纯水7，密封圈1位于双象半球5内侧的表面固定连接有多个漏气预测包6，多个漏气预测包6均位于去气纯水7液面以下，当观察到去气纯水7内不断的与气泡冒出，说明密封圈1处被破坏，发生漏气现象，同时可以根据多个漏气预测包6体积的变化来判断密封圈1是否被破坏产生泄漏，漏气预测包6明显增大，说明发生漏气现象，通过该两种方式，可以有效提醒工作人员密封圈1发生漏气现象，进而进行及时的维护，降低损失，双象半球5为透明材质，便于观察双象半球5内去气纯水7和漏气预测包6的现象变化，且去气纯水7在填充前进行真空除气处理，有效避免去气纯水7内含有的气体对后期去气纯水7冒气泡现象的错误判断，提高准确性，使得炉内稳定性更高。
请参阅图7，变向充气管2呈倾斜分布，且变向充气管2在水平方向的最小夹角为30-45度，当密封圈1被损坏，发生漏气时，可以打开电磁阀，并通入氩气，变向充气管2倾斜设置，使得通入的氩气上行，进而冲散从密封圈1处渗进的空隙，有效降低局部氧浓度过大造成的局部钢水氧化严重的情况。
变向充气管2靠近精炼炉的一侧外端套设有去热套3，去热套3内部开凿有进水通道41和出水通道42，进水通道41和出水通道42相间分布，可以通过进水通道41向去热套3内注入冷却水，后冷却水从出水通道42处流出，形成对去热套3处的循环冷却，进而有效避免靠近精炼炉的变向充气管2因炉内温度过高，而导致变向充气管2被损坏的情况，进水通道41和出水通道42均呈螺旋状排列在去热套3内，使得去热套3表面能够布满进水通道41和出水通道42，使得冷却液可以均匀的带走变向充气管2上的热量，有效保持变向充气管2的均匀散热，且进水通道41和出水通道42靠近去热套3远离电磁阀的一端相通，使得进水通道41和出水通道42可以形成冷却水的循环，进而有效降低变向充气管2处的温度。
针对LF精炼炉生产工艺流程实际参数开发设计，贴合现场需要、实用性极强、智能化综合程度高，不局限于某一环节的自动监测与控制，而在LF精炼炉炼钢过程中整体智能控制代替操作工进行过程控制，提高操作标准化程度，有效降低操作工工作负担，减少人为计算失误造成的质量缺陷，同时通过稳压系统的设置，可以通过氧传感器数据以及双象半球5内的现象变化，实现对密封圈1漏气的判断，同时通过变向充气管2的作用，可以改变漏气的方向，有效避免密封圈1被损坏后外界空气渗进炉内的情况，进而有效保证外界的氧气很难进入到炉内，使得炉内稳定性提高，进而有效保证熔炼得到的终产品的质量。
以上所述；仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此；任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内；根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (6)
1.一种LF精炼炉用全流程智能控制系统，包括精炼炉电极对象、自动加料系统、加料造渣系统、防错预警系统、台车、钢包吹氩系统、液压系统、冷却水系统、自修正模块和PLC控制器，其特征在于：所述精炼炉电极对象、自动加料系统、加料造渣系统、台车、钢包吹氩系统、液压系统、自修正模块、防错预警系统和冷却水系统均与PLC控制器电信连接，所述自修正模块与防错预警系统信号连接，所述防错预警系统包括稳压系统和安装在精炼炉上的蜂鸣器和警报灯，所述稳压系统分别与蜂鸣器、警报灯信号和自修正模块信号连接；
所述精炼炉上端连接有炉盖，所述炉盖与精炼炉口部之间连接有密封圈(1)，所述稳压系统安装在精炼炉上，所述稳压系统包括连接在精炼炉外壁上带有电磁阀的变向充气管(2)，所述变向充气管(2)与精炼炉相通，所述炉盖内壁固定连接有氧传感器，所述氧传感器位于密封圈(1)上方，且氧传感器与防错预警系统信号连接，所述变向充气管(2)靠近精炼炉的一侧外端套设有去热套(3)，所述去热套(3)内部开凿有进水通道(41)和出水通道(42)，所述进水通道(41)和出水通道(42)相间分布，所述进水通道(41)和出水通道(42)均呈螺旋状排列在去热套(3)内，且进水通道(41)和出水通道(42)靠近去热套(3)远离电磁阀的一端相通。
2.根据权利要求1所述的一种LF精炼炉用全流程智能控制系统，其特征在于：其使用方法为：
S1、首先在PLC控制器上设置目标，然后进行各项准备工作；
S2、之后控制钢包到达台车位，并控制台车到达处理位，此时控制加料造渣系统进行测定渣厚，同时钢包吹氩系统进行吹氩操作，后液压系统控制炉盖下降；
S3、之后进行LF处理，LF处理包括测温取样、供电操作、造渣操作、吹氩操作、合金调整和温度调整；
S4、根据防错预警系统的超阈值报警，控制自修正模块进行温度微调，并进行喂丝操作；
S5、自修正模块的调整处理后，开出台车吊包，完成S1中的目标冶炼，并结束冶炼。
3.根据权利要求2所述的一种LF精炼炉用全流程智能控制系统，其特征在于：所述S1中各项准备工作包括氩枪准备、电极准备、设备准备、通电准备、冷却水准备、合金辅料准备和液压准备。
4.根据权利要求1所述的一种LF精炼炉用全流程智能控制系统，其特征在于：所述变向充气管(2)呈倾斜分布，且变向充气管(2)在水平方向的最小夹角为30-45度。
5.根据权利要求1所述的一种LF精炼炉用全流程智能控制系统，其特征在于：所述密封圈(1)外端固定连接有多个均匀分布的双象半球(5)，所述双象半球(5)内部填充有去气纯水(7)，所述密封圈(1)位于双象半球(5)内侧的表面固定连接有多个漏气预测包(6)，多个所述漏气预测包(6)均位于去气纯水(7)液面以下。
6.根据权利要求5所述的一种LF精炼炉用全流程智能控制系统，其特征在于：所述双象半球(5)为透明材质，且去气纯水(7)在填充前进行真空除气处理。
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