CN111774559B - 一种提高钢包底吹透气砖吹通率的装置及应用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种提高钢包底吹透气砖吹通率的装置及应用方法，所述装置包括气路控制柜、电气控制柜、灯塔、现场大屏幕显示器和高性能止回阀，电气控制柜内设有可编程逻辑控制器PLC、触摸屏和开关按钮，灯塔设置在电气控制柜的顶部，现场大屏幕显示器设置在钢包透气砖在线处理工位的可视位置，气路控制柜内设有气路控制单元、气源入口和气源出口，具有透气砖在线自动测试透气性和自动吹扫的功能，应用本发明，解决了透气砖吹氩完毕、断开气源后管路形成负压将钢液吸入透气通道的问题，实现了透气砖复通率100％，提高了透气砖寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种提高钢包底吹透气砖吹通率的装置及应用方法，属于钢铁冶金中炼钢工艺技术领域。
背景技术
钢包底吹氩是一种简单而高效的炉外精炼技术，能均匀钢水成分和温度，促进钢水精炼的物理化学反应和夹杂物上浮，被国内外广泛应用。透气砖是钢包底吹最关键的功能元件，透气砖的吹通率和透气性是保证底吹氩冶金效果和顺利实施的技术关键。
近年来，钢包全程吹氩技术得到推广应用，但在生产实践中现有技术存在以下问题或不足：
(1)钢包底吹透气砖先在转炉出钢过程吹氩完毕、断开气源后，管路形成负压将钢液吸入透气通道，后在精炼过程吹氩时易发生透气砖底吹氩前期流量小或底吹不开；
(2)钢包浇注完成、下线处理时，人工对透气砖进行烧氧清扫，每次处理的时间和效果完全取决于操作人员的经验，处理之后的透气砖仍然存在不同程度的堵塞和漏气现象，造成透气砖底吹氩前期流量小或底吹不开，影响了夹杂物去除效果；透气砖过度烧氧损毁，严重影响透气砖寿命。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种提高钢包底吹透气砖吹通率的装置及应用方法，该发明通过在钢包底吹透气砖进气管上设置高性能止回阀，解决底吹透气砖吹氩完毕、断开气源后管路形成负压将钢液吸入透气通道的问题，同时设计开发一种底吹透气砖在线透气性自动检测、自动吹扫的装置，实现了透气砖吹扫操作的精准化、自动化控制，实现了透气砖复通率100％，解决了钢包底吹透气砖底吹氩前期流量小或底吹不开的行业难题，提高了透气砖寿命。
为解决上述技术问题，本发明提供技术方案如下：
一方面，提供一种提高钢包底吹透气砖吹通率的装置，包括气路控制柜(1)、电气控制柜(2)、灯塔(3)、现场大屏幕显示器(5)和高性能止回阀(10)，电气控制柜(2)内设有可编程逻辑控制器PLC(6)、触摸屏(4)和开关按钮(7)，灯塔(3)设置在电气控制柜(2)的顶部，现场大屏幕显示器(5)设置在钢包透气砖在线处理工位的可视位置，气路控制柜(1)内设有气路控制单元(8)、气源入口和气源出口；
所述可编程逻辑控制器PLC包括CPU、数字处理模块、模拟量处理模块以及通讯模块；
所述可编程逻辑控制器PLC与所述气路控制单元(8)连接，并通过所述通讯模块连接用户二级网络；
所述通讯模块包括以太通讯网和网络交换机；
所述灯塔(3)、触摸屏(4)、现场大屏幕显示器(5)与所述可编程逻辑控制器PLC(6)连接；
所述高性能止回阀(10)的一端连接快速接头(24)，另一端连接金属软管(23)，金属软管的另一端与钢包透气砖(9)的进气管(22)连接，快速接头(24)的另一端与气源进气管(25)连接。
根据本发明优选的，所述气路控制单元(8)包括气源主路、自动吹扫支路1#和自动吹扫支路2#，其中：
气源主路、自动吹扫支路1#和自动吹扫支路2#通过气体汇流排(20)连通；
气源主路依次包括第一手动球阀(11a)、第一压力传感器(12a)、第一过滤器(13a)、第二过滤器(13b)、第一高压薄膜调压器(14a)、第二压力传感器(12b)；
自动吹扫支路1#依次包括第二手动球阀(11b1)、第一电磁阀(15a1)、第一冶金特性控制器(16a1)、第一压力变送器(17a1)、第一指针压力表(18a1)、第三手动球阀(11c1)、第三过滤器(13c1)；
自动吹扫支路2#依次包括第四手动球阀(11b2)、第二电磁阀(15b2)、第二冶金特性控制器(16b2)、第二压力变送器(17b2)、第二指针压力表(18b2)、第五手动球阀(11c2)、第四过滤器(13c2)；
所述自动吹扫支路1#、自动吹扫支路2#用于自动状态下，分别完成待测透气砖1#、待测透气砖2#的自动吹扫控制和透气砖测试。
根据本发明优选的，从所述第一压力变送器(17a1)处设置放散支路1#，所述放散支路1#依次包括第六手动球阀(11d1)、第一排气节流阀(19a1)；
从所述第二压力变送器(17b2)处设置放散支路2#，所述放散支路2#依次包括第七手动球阀(11d2)、第二排气节流阀(19b2)；
所述放散支路1#、放散支路2#分别用于待测透气砖1#、待测透气砖2#的进气金属软管需要拔插时进行排气、泄压。
根据本发明优选的，所述气路控制单元(8)还包括手动吹扫主路、手动吹扫支路1#和手动吹扫支路2#，其中：
气源分支为所述气源主路和手动吹扫主路，所述手动吹扫主路分支为所述手动吹扫支路1#和手动吹扫支路2#；
手动吹扫主路依次包括第八手动球阀(11e3)、第三压力传感器(12c3)、第二高压薄膜调压器(14b3)，从此处分支，作为手动吹扫支路1#和手动吹扫支路2#的前端，手动吹扫支路1#的后端安装于自动吹扫支路1#的第三手动球阀(11c1)和第三过滤器(13c1)之间，手动吹扫支路2#的后端安装于自动吹扫支路2#的第五手动球阀(11c2)和第四过滤器(13c2)之间；手动吹扫支路1#上设置有第九手动球阀(11f3)，手动吹扫支路2#上设置有第十手动球阀(11g3)；
所述手动吹扫支路1#、手动吹扫支路2#用于手动状态下，分别给待测透气砖1#、待测透气砖2#提供气体背压，人工完成待测透气砖1#、待测透气砖2#的吹扫控制。
根据本发明优选的，所述触摸屏设有测试标定界面和参数设定界面，其中，测试标定界面设置新透气砖的流量和压力测试的软按钮和点检测漏软按钮，参数设定界面设置透气砖默认压力、最小流量、最大流量、测试时长和停氧吹扫流量的软按钮，所述触摸屏还包括存储器，所述存储器用于存储所述可编程逻辑控制器PLC(6)发送的数据。
根据本发明优选的，所述灯塔(3)包括第一灯塔和第二灯塔，分别对应待测透气砖1#和待测透气砖2#，设有多层信号灯，用于提示操作并输出测试结果，其中，红灯—停止供氧，黄灯—测试结果为堵塞，蓝灯—测试结果为泄漏，蜂鸣器—停止按钮；
所述开关按钮(7)包括测试按钮(7a)、吹扫按钮(7b)、自动/手动转换按钮(7c)、工位设置按钮(7d)和电源按钮(7e)。
根据本发明优选的，高性能止回阀(10)具有耐高温650℃，耐高压0.1bar优良性能；
各冶金特性控制器，流量控制精度≥±1％FS，选用瑞士FC-Technik冶金特性控制器；
各过滤器为精密过滤器，过滤等级5um，承压3.0MPa，带手动排水；
现场大屏幕显示器(5)选用LED工业通讯屏；
各排气节流阀(19)带消音器；
待测透气砖的背压气体为中压氮气，气源氮气压力为1.2～1.6MPa。
另一方面，提供一种利用上述的提高钢包底吹透气砖吹通率的装置的应用方法，包括以下步骤：
1)初次使用前的泄漏检查：将气路控制柜(1)的气源出口与待测透气砖进气管路上的快速接头(24)对接，操作触摸屏(4)，打开测试标定界面，按下点检测漏软按钮，激活点检测漏功能：装置输出小流量，从检测画面可看到支路背压缓慢上升到5bar以上，也可以看到流量值慢慢变小趋近于0，可以检测金属软管泄漏；
2)新透气砖初次使用前的流量和压力测试：装置在通电状态下，操作触摸屏(4)，打开测试标定界面，按下新砖流量和压力测试软按钮，测试透气砖稳定状态下的最大流量和压力值，分次测试3～5不同的新透气砖，确定最大流量，同时根据工艺要求确定最小流量；
3)标定透气砖测试参数：操作触摸屏(4)，打开参数设定界面，依次按下透气砖默认压力、最小流量、最大流量、测试时长和停氧吹扫流量的软按钮，根据上述步骤2)测试结果和工艺要求进行参数标定；
4)透气砖在线自动测试：金属软管连接到钢包透气砖的进气管，将电气控制柜(2)上的自动/手动转换按钮(7c)打到自动状态，按下测试按钮(7a)，设定的流量经过透气砖，装置保存背压值、记录测试结果，所述可编程逻辑控制器PLC(6)根据设定的透气模型输出测试结果，在触摸屏(4)保存、显示，同步在现场大屏幕显示器(5)上显示，同时灯塔(3)显示检测结果，其中：
黄灯--测试结果为堵塞；
绿灯--测试结果为正常；
蓝灯--测试结果为泄漏。
根据本发明优选的，所述应用方法还包括步骤：
5)透气砖在线自动吹扫：灯塔亮黄灯时，提醒操作人员用氧枪吹扫透气砖表面：
①按下电气控制柜(2)上的吹扫按钮(7b)，装置输出大流量到透气砖，避免在氧气吹扫时溅渣进入透气砖堵塞透气孔；
②在氧气吹扫时，可以看到透气砖流量在不断增加；
③当装置检测透气砖复通后，灯塔(3)显示闪烁红灯，并伴有蜂鸣器响，提醒操作人员更换到另一块透气砖进行氧枪吹扫；
④吹扫完成后，除提醒操作人员撤出氧枪，电气控制柜(2)上的测试按钮(7a)闪亮，提醒操作人员进入自动测试模式。
根据本发明优选的，所述应用方法还包括步骤：
6)透气砖在线手动吹扫，有正常应用功能和备用功能两种应用方法，其中，正常应用功能的方法：钢包浇注完毕，从连转回转台转至钢包热修区域，在倒渣前将气路控制柜(1)的气源出口与待测透气砖进气管路上的快速接头(24)对接，将电气控制柜(2)上的自动/手动转换按钮(7c)打到手动状态，打开手动吹扫主路第八手动球阀(11e3)、手动吹扫支路1#第九手动球阀(11f3)、手动吹扫支路2#第十手动球阀(11g3)，装置给透气砖提供氮气，边空吹边倒渣，防止浇注余钢、钢渣渗入透气砖透气通道，进一步减轻透气砖烧氧吹扫时间；备用功能的应用方法：当透气砖在线自动吹扫支路出现故障，应用透气砖在线手动吹扫，将电气控制柜(2)上的自动/手动转换按钮(7c)打到手动状态，打开手动吹扫主路第八手动球阀(11e3)、手动吹扫支路1#第九手动球阀(11f3)、手动吹扫支路2#第十手动球阀(11g3)，装置给透气砖提供氮气背压，方便操作人员用氧气吹扫透气砖表面，此时，装置不会以吹扫流量输出判定结果。
本发明具有以下有益效果：
1)本发明提高钢包底吹透气砖吹通率的装置，设有高性能止回阀，解决了底吹透气砖断开气源后负压将钢液吸入透气通道的关键技术难题，设计开发了透气砖在线手动吹扫系统，用于钢包倒渣过程中吹氮气，防止浇注余钢、钢渣渗入透气砖透气通道，设计开发了透气砖在线自动测试透气性功能，保证了透气砖复通率100％，且使得部分透气性测试合格的透气砖免于烧氧清扫，其中用于钢包弥散式透气砖的免烧氧吹扫率达到30％～50％，使得弥散式透气砖的使用寿命同比提高3～5炉次；
2)本发明提高钢包底吹透气砖吹通率的装置，设计开发了透气砖在线自动吹扫功能，使得透气砖复通后及时停止烧氧吹扫，比人工清扫同比减少烧氧清扫时间20％～30％，避免了透气砖过度烧氧清扫，提高了透气砖使用寿命，其中用于钢包狭缝式透气砖的使用寿命同比提高3～5炉次；
3)本发明提高钢包底吹透气砖吹通率的装置，实现了透气砖在线自动测试透气性和自动吹扫，选用冶金特性控制器的流量控制精度≥±1％FS，透气砖的透气量测量精度高，实现透气砖烧氧吹扫处理的精准化、自动化控制，大幅降低了工人的劳动强度。
附图说明
图1为本发明的提高钢包底吹透气砖吹通率的装置实施例中透气砖在线检测装置连接示意图；
图2为本发明的提高钢包底吹透气砖吹通率的装置实施例中气路控制系统连接示意图；
图3为本发明的提高钢包底吹透气砖吹通率的装置实施例中高性能止回阀安装示意图。
图中，1.气路控制柜；2.电气控制柜；3.灯塔(即多层信号灯，包括红灯—停止供氧，黄灯—测试结果为堵塞，蓝灯—测试结果为泄漏，蜂鸣器—停止按钮)；4.触摸屏；5.现场大屏幕显示器；6.可编程逻辑控制器PLC；7.开关按钮(包括测试按钮7a，吹扫按钮7b，自动/手动转换按钮7c、工位设置按钮7d和电源开关按钮7e)；8.气路控制单元；9.透气砖(包括透气砖1#，透气砖2#)；10.高性能止回阀；11.手动球阀(包括气源主路第一手动球阀11a，自动吹扫支路1#第二手动球阀11b1和自动吹扫支路2#第三手动球阀11c1，自动吹扫支路2#第四手动球阀11b2和第五手动球阀11c2，放散支路1#第六手动球阀11d1，放散支路2#第七手动球阀11d2，手动吹扫主路第八手动球阀11e3，手动吹扫支路1#第九手动球阀11f3和手动吹扫支路2#第十手动球阀11g3)；12.压力传感器(包括气源主路第一压力传感器12a，第二压力传感器12b和手动吹扫支路第三压力传感器12c3)；13.过滤器(包括气源主路第一过滤器13a，第二过滤器13b3，自动吹扫支路1#第三过滤器13c1和自动吹扫支路2第四过滤器13c2)；14.高压薄膜调压器(包括气源主路第一高压薄膜调压器14a和手动吹扫支路第二高压薄膜调压器14b)；15.电磁阀(包括自动吹扫支路1#第一电磁阀15a1和自动吹扫支路2#第二电磁阀15b2)；16.冶金特性控制器(包括自动吹扫支路1#第一冶金特性控制器16a1和自动吹扫支路2#第二冶金特性控制器16b2)；17.压力变送器(包括自动吹扫支路1#第一压力变送器17a1和自动吹扫支路2#第二压力变送器17b2)；18.指针压力表(包括自动吹扫支路1#第一指针压力表18a1和自动吹扫支路2#第二指针压力表18b2)；19.排气节流阀(包括放散支路1#的第一排气节流阀19a1和放散支路2#的第二排气节流阀19b2)；20.气体汇流排；21.钢包；22.透气砖进气管；23.金属软管；24.快速接头；25.气源进气管。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
实施例1：
一种提高钢包底吹透气砖吹通率的装置，如图1-3所示，包括气路控制柜1、电气控制柜2、灯塔3、现场大屏幕显示器5和高性能止回阀10，电气控制柜2内设有可编程逻辑控制器PLC 6、触摸屏4和开关按钮7，灯塔3设置在电气控制柜2的顶部，现场大屏幕显示器5设置在钢包透气砖在线处理工位的可视位置，气路控制柜1内设有气路控制单元8、气源入口和气源出口；
所述可编程逻辑控制器PLC 6包括CPU、数字处理模块、模拟量处理模块以及通讯模块；
所述可编程逻辑控制器PLC 6与所述气路控制单元8连接，并通过所述通讯模块连接用户二级网络；
所述通讯模块包括以太通讯网和网络交换机；
所述灯塔3、触摸屏4、现场大屏幕显示器5与所述可编程逻辑控制器PLC 6连接；
所述高性能止回阀10的一端连接快速接头24，另一端连接金属软管23，金属软管23的另一端与钢包透气砖9的进气管22连接，快速接头24的另一端与气源进气管25连接，高性能止回阀10具有单向流动性能，只能流入、不能流出，解决了底吹氩透气砖断开气源后管路形成负压将钢液吸入透气通道的问题。
进一步的，触摸屏4可以设有测试标定界面和参数设定界面，其中，测试标定界面设置新透气砖的流量和压力测试的软按钮和点检测漏软按钮，参数设定界面设置透气砖默认压力、最小流量、最大流量、测试时长和停氧吹扫流量的软按钮，所述触摸屏还包括存储器，所述存储器用于存储所述可编程逻辑控制器PLC发送的数据；
灯塔3可以包括第一灯塔(即灯塔1#)，第二灯塔(即灯塔2#)，分别对应第一待测透气砖(即透气砖1#)、第二待测透气砖(即透气砖2#)，设有多层信号灯，用于提示操作并输出测试结果，其中，红灯—停止供氧，黄灯—测试结果为堵塞，蓝灯—测试结果为泄漏，蜂鸣器—停止按钮；
开关按钮7可以包括测试按钮7a、吹扫按钮7b、自动/手动转换按钮7c、工位设置按钮7d和电源按钮7e；
气路控制单元8设有自动吹扫支路的数量优选与钢包内透气砖的数量相对应，均为2个；
具体的，气路控制单元8可以包括气源主路、自动吹扫支路1#、自动吹扫支路2#、手动吹扫主路、手动吹扫支路1#手动吹扫支路2#，其中：
气源分支为所述气源主路与手动吹扫主路，所述气源主路、自动吹扫支路1#、自动吹扫支路2#通过气体汇流排20连通，所述手动吹扫主路分支为所述手动吹扫支路1#和手动吹扫支路2#；
气源主路依次包括第一手动球阀11a、第一压力传感器12a、第一过滤器13a、第二过滤器13b、第一高压薄膜调压器14a、第二压力传感器12b；
自动吹扫支路1#依次包括第二手动球阀11b1、第一电磁阀15a1、第一冶金特性控制器16a1、第一压力变送器17a1、第一指针压力表18a1、第三手动球阀11c1、第三过滤器13c1，从第一压力变送器17a1处可以设置第一放散支路(即放散支路1#)，放散支路1#依次包括第六手动球阀11d1、第一排气节流阀19a1；
自动吹扫支路2#依次包括第四手动球阀11b2、第二电磁阀15b2、第二冶金特性控制器16b2、第二压力变送器17b2、第二指针压力表18b2、第五手动球阀11c2、第四过滤器13c2，从第二压力变送器17b2处可以设置第二放散支路(即放散支路2#)，放散支路2#依次包括第七手动球阀11d2、第二排气节流阀19b2；
手动吹扫主路依次包括第八手动球阀11e3、第三压力传感器12c3、第二高压薄膜调压器14b3，从此处分支，作为手动吹扫支路1#和手动吹扫支路2#的前端，手动吹扫支路1#的后端安装于自动吹扫支路1#的第三手动球阀11c1与第三过滤器13c1之间，手动吹扫支路2#的后端安装于自动吹扫支路2#的第五手动球阀11c2与第四过滤器13c2之间；手动吹扫支路1#上设置有第九手动球阀11f3，手动吹扫支路2#上设置有第十手动球阀11g3；
所述自动吹扫支路1#、自动吹扫支路2#用于自动状态下，分别完成透气砖1#、透气砖2#的自动吹扫控制和透气砖测试；
所述手动吹扫支路1#、手动吹扫支路2#用于手动状态下，分别给透气砖1#、透气砖2#提供气体背压，人工完成透气砖1#、透气砖2#的吹扫控制；
所述放散支路1#、放散支路2#分别用于透气砖1#、透气砖的进气金属软管需要拔插时进行排气、泄压。
所述高性能止回阀10优选具有耐高温(650℃)，耐高压(0.1bar)、泄漏率低等优良性能，可选用瑞士FC-Technik止回阀，规格为PN25。
各冶金特性控制器16，优选流量控制精度≥±1％FS，可选用瑞士FC-Technik冶金特性控制器，例如选用型号：FLOX[on]62IP65，流量为800NL/min。
各过滤器13a优选为精密过滤器，过滤等级5um，承压3.0MPa，带手动排水，可选用日本SMC，型号AF60-F10，G1。
现场大屏幕显示器5，可选用LED工业通讯屏，型号CLD-Bus-DP/P4.0。
各排气节流阀19优选带消音器。
待测透气砖的背压气体优选为中压氮气，气源氮气压力可为1.6MPa。
本发明实施例还提供一种提高钢包底吹透气砖吹通率的装置的应用方法，用于120t转炉钢包，钢包内设有两块狭缝式底吹透气砖，所述应用方法包括以下步骤：
1)初次使用前的泄漏检查：将气路控制柜1的气源出口与待测透气砖进气管路上的快速接头24对接，操作触摸屏4，打开“测试标定界面”，按下“点检测漏”软按钮，激活点检测漏功能：装置输出小流量，从检测画面可看到支路背压缓慢上升到5bar以上，也可以看到流量值慢慢变小趋近于0，可以检测金属软管泄漏；
2)新透气砖初次使用前的流量和压力测试：装置在通电状态下，操作触摸屏4，打开测试标定界面，按下“新砖流量和压力测试”软按钮，测试透气砖稳定状态下的最大流量和压力值，分次测试3～5不同的新透气砖，确定最大流量为72m3/h，根据工艺要求确定最小流量为48m3/h；
3)标定透气砖测试参数：操作触摸屏4，打开“参数设定界面”，根据上述步骤2)测试结果和工艺要求进行参数标定，透气砖测试压力：0.7MPa，最小流量：48m3/h，最大流量：72m3/h，测试时长：40s，停氧吹扫流量：50m3/h；
4)透气砖在线自动测试：金属软管连接到钢包透气砖的进气管，将电气控制柜2上的“自动/手动转换”按钮7c打到自动状态，按下“测试”按钮7a，设定的流量经过透气砖，装置保存背压值、记录测试结果，可编程逻辑控制器PLC根据设定的透气模型输出测试结果，在触摸屏4保存、显示，同步在现场大屏幕显示器5上显示，同时灯塔3显示检测结果，其中：
黄灯--测试结果为堵塞；
绿灯--测试结果为正常；
蓝灯--测试结果为泄漏；
泄漏大多发生在金属软管连接处，也有透气芯气室破裂的情况，视情况分析处理或更换；
5)透气砖在线自动吹扫：灯塔亮黄灯时，提醒操作人员用氧枪吹扫透气砖表面：
①按下电气控制柜2上的“吹扫”按钮7b，装置输出大流量到透气砖，避免在氧气吹扫时溅渣进入透气砖堵塞透气孔；
②在氧气吹扫时，可以看到透气砖流量在不断增加；
③当装置检测透气砖复通后，灯塔3显示闪烁红灯，并伴有蜂鸣器响，提醒操作人员更换到另一块透气砖进行氧枪吹扫；
④吹扫完成后，除提醒操作人员撤出氧枪，电气控制柜2上的“测试”按钮7a闪亮，提醒操作人员进入自动测试模式；
6)透气砖在线手动吹扫，有正常应用功能和备用功能两种应用方法，其中，正常应用功能的方法：钢包浇注完毕，从连转回转台转至钢包热修区域，在倒渣前将气路控制柜1的气源出口与待测透气砖进气管路上的快速接头24对接，将电气控制柜2上的“自动/手动转换”按钮7c打到手动状态，打开手动吹扫主路第八手动球阀11e3、手动吹扫支路1#第九手动球阀11f3、手动吹扫支路2#第十手动球阀11g3，装置给透气砖提供氮气，边空吹边倒渣，防止浇注余钢、钢渣渗入透气砖透气通道，进一步减轻透气砖烧氧吹扫时间；备用功能的应用方法：当透气砖在线自动吹扫支路出现故障，应用透气砖在线手动吹扫，将电气控制柜2上的“自动/手动转换”按钮7c打到手动状态，打开手动吹扫主路第八手动球阀11e3、手动吹扫支路1#第九手动球阀11f3、手动吹扫支路2#第十手动球阀11g3，装置给透气砖提供氮气背压，方便操作人员用氧气吹扫透气砖表面，此时，装置不会以吹扫流量输出判定结果。
所述气路控制单元的元件，均为市场采购，其中所述手动球阀11(包括气源主路第一手动球阀11a，自动吹扫支路1#第二手动球阀11b1和自动吹扫支路2#第三手动球阀11c1，自动吹扫支路2#第四手动球阀11b2和第五手动球阀11c2，放散支路1#第六手动球阀11d1，放散支路2#第七手动球阀11d2，手动吹扫第八手动球阀11e3，手动吹扫支路1#第九手动球阀11f3和手动吹扫支路2#第十手动球阀11g3)的型号规格可以为DN2063bar 304SS G1；压力传感器12(包括气源主路第一压力传感器12a，第二压力传感器12b和手动吹扫主路第三压力传感器12c3)的型号规格可以为0-1.0MPa；高压薄膜调压器14(包括气源主路第一高压薄膜调压器14a和手动吹扫主路第二高压薄膜调压器14b3)的型号规格可以为BK201-25，耐压40bar，调压范围0.5-25bar；电磁阀15(包括自动吹扫支路1#第一电磁阀15a1和自动吹扫支路2#第二电磁阀15b2)的型号规格可以为DC24V，G1/2MS；压力变送器17(包括自动吹扫支路1#第一压力变送器17a1和自动吹扫支路2#第二压力变送器17b2)的型号规格可以为PT5403，0-25bar G1/4，4-20mA 316L；指针压力表18(包括自动吹扫支路1#第一指针压力表18a1和自动吹扫支路2#第二指针压力表18b2)的型号规格可以为YT60，2.5MPa；排气节流阀19(包括放散支路1#的第一排气节流阀19a1和放散支路2#的第二排气节流阀19b2)的型号规格可以为G1/2MS，25bar；气体汇流排20的型号规格可以为3.0MPa G1/2。
所述电气控制系统元件，均为市场采购，其中所述PLC控制系统的型号规格可以为西门子S7系列，PLC S7200-Smart，含AI、AO、DI、DO等配件，触摸屏的型号规格可以为西门子7寸触摸屏。
实施例2：
如实施例1所述一种提高钢包底吹透气砖吹通率的装置及应用方法，不同之处在于：
本发明用于100t电炉钢包，钢包内设有两块弥散式底吹透气砖，所述一种提高钢包底吹透气砖吹通率的装置的应用方法，包括以下步骤：
1)初次使用前的泄漏检查：将气路控制柜1的气源出口与待测透气砖进气管路上的快速接头24对接，操作触摸屏4，打开“测试标定界面”，按下“点检测漏”软按钮，激活点检测漏功能：装置输出小流量，从检测画面可看到支路背压缓慢上升到5bar以上，也可以看到流量值慢慢变小趋近于0，可以检测金属软管泄漏；
2)新透气砖初次使用前的流量和压力测试：装置在通电状态下，操作触摸屏4，打开测试标定界面，按下“新砖流量和压力测试”软按钮，测试透气砖稳定状态下的最大流量和压力值，分次测试3～5不同的新透气砖，确定最大流量为56m3/h，根据工艺要求确定最小流量为42m3/h；
3)标定透气砖测试参数：操作触摸屏4，打开“参数设定界面”，根据上述步骤2)测试结果和工艺要求进行参数标定，透气砖测试压力：0.08MPa，最小流量：42m3/h，最大流量：56m3/h，测试时长：40s，停氧吹扫流量：48m3/h；
4)透气砖在线自动测试：金属软管连接到钢包透气砖的进气管，将电气控制柜2上的“自动/手动转换”按钮7c打到自动状态，按下“测试”按钮7a，设定的流量经过透气砖，装置保存背压值、记录测试结果，可编程逻辑控制器PLC根据设定的透气模型输出测试结果，在触摸屏4保存、显示，同步在现场大屏幕显示器5上显示，同时灯塔3显示检测结果，其中：
黄灯--测试结果为堵塞；
绿灯--测试结果为正常；
蓝灯--测试结果为泄漏；
泄漏大多发生在金属软管连接处，也有透气芯气室破裂的情况，视情况分析处理或更换；
5)透气砖在线自动吹扫：灯塔亮黄灯时，提醒操作人员用氧枪吹扫透气砖表面：
①按下电气控制柜2上的“吹扫”按钮7b，装置输出大流量到透气砖，避免在氧气吹扫时溅渣进入透气砖堵塞透气孔；
②在氧气吹扫时，可以看到透气砖流量在不断增加；
③当装置检测透气砖复通后，灯塔3显示闪烁红灯，并伴有蜂鸣器响，提醒操作人员更换到另一块透气砖进行氧枪吹扫；
④吹扫完成后，除提醒操作人员撤出氧枪，电气控制柜2上的“测试”按钮7a闪亮，提醒操作人员进入自动测试模式；
6)透气砖在线手动吹扫，有正常应用功能和备用功能两种应用方法，其中，正常应用功能的方法：钢包浇注完毕，从连转回转台转至钢包热修区域，在倒渣前将气路控制柜1的气源出口与待测透气砖进气管路上的快速接头24对接，将电气控制柜2上的“自动/手动转换”按钮7c打到手动状态，打开手动吹扫主路第八手动球阀11e3、手动吹扫支路1#第九手动球阀11f3、手动吹扫支路2#第十手动球阀11g3，装置给透气砖提供氮气，边空吹边倒渣，防止浇注余钢、钢渣渗入透气砖透气通道，进一步减轻透气砖烧氧吹扫时间；备用功能的应用方法：当透气砖在线自动吹扫支路出现故障，应用透气砖在线手动吹扫，将电气控制柜2上的“自动/手动转换”按钮7c打到手动状态，打开手动吹扫主路第八手动球阀11e3、手动吹扫支路1#第九手动球阀11f3、手动吹扫支路2#第十手动球阀11g3，装置给透气砖提供氮气背压，方便操作人员用氧气吹扫透气砖表面，此时，装置不会以吹扫流量输出判定结果。
实施例3：
如实施例1所述一种提高钢包底吹透气砖吹通率的装置及应用方法，不同之处在于：
本发明用于120t转炉钢包吹氩水口座砖，一块弥散式透气水口座砖，所述一种提高钢包底吹透气砖吹通率的装置的应用方法，包括以下步骤：
1)初次使用前的泄漏检查：将气路控制柜1的气源出口与待测透气砖进气管路上的快速接头24对接，操作触摸屏4，打开“测试标定界面”，按下“点检测漏”软按钮，激活点检测漏功能：装置输出小流量，从检测画面可看到支路背压缓慢上升到5bar以上，也可以看到流量值慢慢变小趋近于0，可以检测金属软管泄漏；
2)新透气砖初次使用前的流量和压力测试：装置在通电状态下，操作触摸屏4，打开测试标定界面，按下“新砖流量和压力测试”软按钮，测试透气砖稳定状态下的最大流量和压力值，分次测试3～5不同的新透气砖，确定最大流量为6m3/h，根据工艺要求确定最小流量为3m3/h；
3)标定透气砖测试参数：操作触摸屏4，打开“参数设定界面”，根据上述步骤2)测试结果和工艺要求进行参数标定，透气砖测试压力：0.4MPa，最小流量：42m3/h，最大流量：6m3/h，测试时长：40s，停氧吹扫流量：4m3/h；
4)透气砖在线自动测试：金属软管连接到钢包透气砖的进气管，将电气控制柜2上的“自动/手动转换”按钮7c打到自动状态，按下“测试”按钮7a，设定的流量经过透气砖，装置保存背压值、记录测试结果，可编程逻辑控制器PLC根据设定的透气模型输出测试结果，在触摸屏4保存、显示，同步在现场大屏幕显示器5上显示，同时灯塔3显示检测结果，其中：
黄灯--测试结果为堵塞；
绿灯--测试结果为正常；
蓝灯--测试结果为泄漏；
泄漏大多发生在金属软管连接处，也有透气芯气室破裂的情况，视情况分析处理或更换；
5)透气砖在线自动吹扫：灯塔亮黄灯时，提醒操作人员用氧枪吹扫透气砖表面：
①按下电气控制柜2上的“吹扫”按钮7b，装置输出大流量到透气砖，避免在氧气吹扫时溅渣进入透气砖堵塞透气孔；
②在氧气吹扫时，可以看到透气砖流量在不断增加；
③当装置检测透气砖复通后，灯塔3显示闪烁红灯，并伴有蜂鸣器响，提醒操作人员停止氧枪吹扫；
④吹扫完成后，除提醒操作人员撤出氧枪，电气控制柜2上的“测试”按钮7a闪亮，提醒操作人员进入自动测试模式；
6)透气砖在线手动吹扫，有正常应用功能和备用功能两种应用方法，其中，正常应用功能的方法：钢包浇注完毕，从连转回转台转至钢包热修区域，在倒渣前将气路控制柜1的气源出口与待测透气砖进气管路上的快速接头24对接，将电气控制柜2上的“自动/手动转换”按钮7c打到手动状态，打开手动吹扫主路第八手动球阀11e3、手动吹扫支路1#第九手动球阀11f3、手动吹扫支路2#第十手动球阀11g3，装置给透气砖提供氮气，边空吹边倒渣，防止浇注余钢、钢渣渗入透气砖透气通道，进一步减轻透气砖烧氧吹扫时间；备用功能的应用方法：当透气砖在线自动吹扫支路出现故障，应用透气砖在线手动吹扫，将电气控制柜2上的“自动/手动转换”按钮7c打到手动状态，打开手动吹扫主路第八手动球阀11e3、手动吹扫支路1#第九手动球阀11f3、手动吹扫支路2#第十手动球阀11g3，装置给透气砖提供氮气背压，方便操作人员用氧气吹扫透气砖表面，此时，装置不会以吹扫流量输出判定结果。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种提高钢包底吹透气砖吹通率的装置，其特征在于，包括气路控制柜(1)、电气控制柜(2)、灯塔(3)、现场大屏幕显示器(5)和高性能止回阀(10)，电气控制柜(2)内设有可编程逻辑控制器PLC(6)、触摸屏(4)和开关按钮(7)，灯塔(3)设置在电气控制柜(2)的顶部，现场大屏幕显示器(5)设置在钢包透气砖在线处理工位的可视位置，气路控制柜(1)内设有气路控制单元(8)、气源入口和气源出口；
所述可编程逻辑控制器PLC包括CPU、数字处理模块、模拟量处理模块以及通讯模块；
所述可编程逻辑控制器PLC与所述气路控制单元(8)连接，并通过所述通讯模块连接用户二级网络；
所述通讯模块包括以太通讯网和网络交换机；
所述灯塔(3)、触摸屏(4)、现场大屏幕显示器(5)与所述可编程逻辑控制器PLC(6)连接；
所述高性能止回阀(10)的一端连接快速接头(24)，另一端连接金属软管(23)，金属软管的另一端与钢包透气砖(9)的进气管(22)连接，快速接头(24)的另一端与气源进气管(25)连接；
所述高性能止回阀(10)具有耐高温650℃，耐高压0.1bar优良性能；
所述气路控制单元(8)包括气源主路、自动吹扫支路1#和自动吹扫支路2#，其中：
气源主路、自动吹扫支路1#和自动吹扫支路2#通过气体汇流排(20)连通；
气源主路依次包括第一手动球阀(11a)、第一压力传感器(12a)、第一过滤器(13a)、第二过滤器(13b)、第一高压薄膜调压器(14a)、第二压力传感器(12b)；
自动吹扫支路1#依次包括第二手动球阀(11b1)、第一电磁阀(15a1)、第一冶金特性控制器(16a1)、第一压力变送器(17a1)、第一指针压力表(18a1)、第三手动球阀(11c1)、第三过滤器(13c1)；
自动吹扫支路2#依次包括第四手动球阀(11b2)、第二电磁阀(15b2)、第二冶金特性控制器(16b2)、第二压力变送器(17b2)、第二指针压力表(18b2)、第五手动球阀(11c2)、第四过滤器(13c2)；
所述自动吹扫支路1#、自动吹扫支路2#用于自动状态下，分别完成待测透气砖1#、待测透气砖2#的自动吹扫控制和透气砖测试；
所述气路控制单元(8)还包括手动吹扫主路、手动吹扫支路1#和手动吹扫支路2#，其中：
气源分支为所述气源主路和手动吹扫主路，所述手动吹扫主路分支为所述手动吹扫支路1#和手动吹扫支路2#；
手动吹扫主路依次包括第八手动球阀(11e3)、第三压力传感器(12c3)、第二高压薄膜调压器(14b3)，从此处分支，作为手动吹扫支路1#和手动吹扫支路2#的前端，手动吹扫支路1#的后端安装于自动吹扫支路1#的第三手动球阀(11c1)和第三过滤器(13c1)之间，手动吹扫支路2#的后端安装于自动吹扫支路2#的第五手动球阀(11c2)和第四过滤器(13c2)之间；手动吹扫支路1#上设置有第九手动球阀(11f3)，手动吹扫支路2#上设置有第十手动球阀(11g3)；
所述手动吹扫支路1#、手动吹扫支路2#用于手动状态下，分别给待测透气砖1#、待测透气砖2#提供气体背压，人工完成待测透气砖1#、待测透气砖2#的吹扫控制。
2.权利要求1所述的提高钢包底吹透气砖吹通率的装置的应用方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)初次使用前的泄漏检查：将气路控制柜(1)的气源出口与待测透气砖进气管路上的快速接头(24)对接，操作触摸屏(4)，打开测试标定界面，按下点检测漏软按钮，激活点检测漏功能：装置输出小流量，从检测画面可看到支路背压缓慢上升到5bar以上，也可以看到流量值慢慢变小趋近于0，可以检测金属软管泄漏；
2)新透气砖初次使用前的流量和压力测试：装置在通电状态下，操作触摸屏(4)，打开测试标定界面，按下新砖流量和压力测试软按钮，测试透气砖稳定状态下的最大流量和压力值，分次测试3～5不同的新透气砖，确定最大流量，同时根据工艺要求确定最小流量；
3)标定透气砖测试参数：操作触摸屏(4)，打开参数设定界面，依次按下透气砖默认压力、最小流量、最大流量、测试时长和停氧吹扫流量的软按钮，根据上述步骤2)测试结果和工艺要求进行参数标定；
4)透气砖在线自动测试：金属软管连接到钢包透气砖的进气管，将电气控制柜(2)上的自动/手动转换按钮(7c)打到自动状态，按下测试按钮(7a)，设定的流量经过透气砖，装置保存背压值、记录测试结果，所述可编程逻辑控制器PLC(6)根据设定的透气模型输出测试结果，在触摸屏(4)保存、显示，同步在现场大屏幕显示器(5)上显示，同时灯塔(3)显示检测结果，其中：
黄灯--测试结果为堵塞；
绿灯--测试结果为正常；
蓝灯--测试结果为泄漏；
5)透气砖在线自动吹扫：灯塔亮黄灯时，提醒操作人员用氧枪吹扫透气砖表面：
①按下电气控制柜(2)上的吹扫按钮(7b)，装置输出大流量到透气砖，避免在氧气吹扫时溅渣进入透气砖堵塞透气孔；
②在氧气吹扫时，可以看到透气砖流量在不断增加；
③当装置检测透气砖复通后，灯塔(3)显示闪烁红灯，并伴有蜂鸣器响，提醒操作人员更换到另一块透气砖进行氧枪吹扫；
④吹扫完成后，除提醒操作人员撤出氧枪，电气控制柜(2)上的测试按钮(7a)闪亮，提醒操作人员进入自动测试模式；
6)透气砖在线手动吹扫，有正常应用功能和备用功能两种应用方法，其中，正常应用功能的方法：钢包浇注完毕，从连转回转台转至钢包热修区域，在倒渣前将气路控制柜(1)的气源出口与待测透气砖进气管路上的快速接头(24)对接，将电气控制柜(2)上的自动/手动转换按钮(7c)打到手动状态，打开手动吹扫主路第八手动球阀(11e3)、手动吹扫支路1#第九手动球阀(11f3)、手动吹扫支路2#第十手动球阀(11g3)，装置给透气砖提供氮气，边空吹边倒渣，防止浇注余钢、钢渣渗入透气砖透气通道，进一步减轻透气砖烧氧吹扫时间；备用功能的应用方法：当透气砖在线自动吹扫支路出现故障，应用透气砖在线手动吹扫，将电气控制柜(2)上的自动/手动转换按钮(7c)打到手动状态，打开手动吹扫主路第八手动球阀(11e3)、手动吹扫支路1#第九手动球阀(11f3)、手动吹扫支路2#第十手动球阀(11g3)，装置给透气砖提供氮气背压，方便操作人员用氧气吹扫透气砖表面，此时，装置不会以吹扫流量输出判定结果。
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| GR01 | Patent grant | ||
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