CN111996320A - 用于高炉降料面炉顶的喷洒装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于高炉降料面炉顶的喷洒装置及其控制方法，包括：喷洒管，喷洒管的侧壁开设有喷洒出口；氮气管，氮气管连通喷洒管，用于向喷洒管供给氮气；高压水管，高压水管连通喷洒管，用于向喷洒管供给高压水；测温器，测温器设于高炉降料面炉顶，用于测量温度；控制器，控制器电连接于测温器、氮气管以及高压水管，以获得温度传感器的温度信息，并根据温度信息控制氮气管进行进给工作，或高压水管进行供给工作，或氮气管和高压水管进行进给工作。本发明通过使用控制器获取测温器的温度信息，以控制高压水管和氮气管进行工作采用远程控制喷洒，同时喷洒过程也较为智能化，解决了目前喷洒效果较差的问题。

Description

用于高炉降料面炉顶的喷洒装置及其控制方法

技术领域

本发明属于高炉炉顶设备技术领域，更具体地说，它涉及一种用于高炉降料面炉顶的喷洒装置及其控制方法。

背景技术

目前，通常采用高炉进行冶炼，在高炉停炉降料面的过程中，炉顶的温度较高，为了保证高炉的炉顶顶温，使用冷却设备对炉顶进行降温，以控制其温度在一定范围内。

一般采用的手段是通过人工手持冷却水枪喷洒炉顶，由于喷洒环境具有一定危险性，工作人员为了保障人身安全，在喷洒操作中具有较多顾虑，因此，给工作人员在喷洒过程带来不便，喷洒效果也随之降低，如果是设置冷却水管进行喷洒，其不能够基于炉顶的不同温度，以进行不同量度喷洒，喷洒效果也较差，显然，目前的冷却水喷洒手段较差以及喷洒设备较为简陋，导致喷洒效果较差。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种用于高炉降料面炉顶的喷洒装置，通过使用控制器获取测温器的温度信息，以控制高压水管和氮气管进行工作，使得喷洒管的喷洒出口进行喷洒工作，采用远程控制喷洒，同时喷洒过程也较为智能化，解决了喷洒效果较差的问题。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种用于高炉降料面炉顶的喷洒装置，用于高炉降料面炉顶，包括：

喷洒管，所述喷洒管的侧壁开设有喷洒出口；

氮气管，所述氮气管通过氮气管阀连通所述喷洒管，用于向所述喷洒管供给氮气；

高压水管，所述高压水管通过高压水管阀连通所述喷洒管，用于向所述喷洒管供给高压水；

测温器，所述测温器设于高炉降料面炉顶，用于测量温度；

控制器，所述控制器电连接于所述测温器、氮气管阀以及高压水管阀，以获得所述温度传感器的温度信息，并根据所述温度信息控制所述氮气管和高压水管进行供给工作。

在其中一个实施例中，所述喷洒管的侧壁设有连通喷洒管的第一喷头，所述第一喷头开设所述喷洒出口。

在其中一个实施例中，所述喷洒管的侧壁设有连通喷洒管的第二喷头，所述第二喷头开设所述喷洒出口；

所述第二喷头的轴线与所述第一喷头的轴线形成第一夹角α，35°≥α≥50°。

在其中一个实施例中，所述第二喷头设有两个，两所述第二喷头对称地设于所述第一喷头的两侧。

在其中一个实施例中，两所述第二喷头的轴线之间形成第二夹角β，85°≥β≥100°。

在其中一个实施例中，所述第一喷头和所述第二喷头设有多个，多个所述第一喷头和多个所述第二喷头沿所述喷洒管的长度方向依次等间距设置。

在其中一个实施例中，所述高压水管和所述氮气管设于所述喷洒管端部。

在其中一个实施例中，所述用于高炉降料面炉顶的喷洒装置还包括安装法兰，所述安装法兰套设于所述喷洒管，并位于设有高压水管和所述氮气管的部分与开设有喷洒口的部分之间。

本发明还提出一种用于高炉降料面炉顶的喷洒装置的控制方法，采用一种用于高炉降料面炉顶的喷洒装置，所述用于高炉降料面炉顶的喷洒装置包括：

喷洒管，所述喷洒管的侧壁开设有喷洒出口；

氮气管，所述氮气管连通所述喷洒管，用于向所述喷洒管供给氮气；

高压水管，所述高压水管连通所述喷洒管，用于向所述喷洒管供给高压水；

测温器，所述测温器设于高炉降料面炉顶，用于测量温度；

控制器，所述控制器电连接于所述测温器、氮气管以及高压水管，以获得所述温度传感器的温度信息，并根据所述温度信息控制所述氮气管和高压水管进行供给工作；

所述方法包括：

获取测温器的温度信息；

判断所述温度信息的数值是否大于预设温度阈值；

若大于预设温度阈值，则向氮气管和高压水管发送启动供给的指令；

若小于预设温度阈值，则向氮气管或高压水管发送启动供给的指令。

在其中一个实施例中，所述预设温度阈值为230℃～270℃。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

本发明提出的用于高炉降料面炉顶的喷洒装置，测温器测量高炉降料面炉顶的温度，并形成温度信息，通过控制器获取该温度信息，并根据该温度信息，控制氮气管和高压水管的进行供给，氮气管和高压水管向喷洒管内通入氮气和高压水，以使氮气和高压水由喷洒出口喷出，可以是仅喷洒氮气，也可以是仅喷洒高压水，还可以是氮气和高压水混合喷出，其根据温度信息以进行相应动作。通过使用控制器进行远程控制喷洒管的喷洒动作，使得喷洒过程中更加方便，避免了以往采用人工喷洒时带来的不便，同时，也能够根据相应的温度信息以控制喷洒高压水或是氮气或是高压水和氮气混合，相比于采用冷却水管喷洒方式，本发明的用于高炉降料面炉顶的喷洒装置能够根据相应的温度信息，实现相应的喷洒动作，使得喷洒过程中更加智能化，从而保证其喷洒效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1是本发明用于高炉降料面炉顶的喷洒装置的结构示意图；

图2是图1中喷洒管的剖面结构示意图。

图中：100、用于高炉降料面炉顶的喷洒装置；10、喷洒管；11、第一喷头；12、第二喷头；20、氮气管；21、氮气管阀；30、高压水管；31、高压水管阀；40、安装法兰。

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的一部分实施例，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作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。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

本发明提出一种用于高炉降料面炉顶的喷洒装置100，通过使用控制器获取测温器的温度信息，以控制高压水管30和氮气管20进行工作，使得喷洒管10的喷洒出口进行喷洒工作，采用远程控制喷洒，同时喷洒过程也较为智能化，解决了目前喷洒效果较差的问题。

以下，具体描述该用于高炉降料面炉顶的喷洒装置100具体结构，请结合参阅图1和2，所述用于高炉降料面炉顶的喷洒装置100，用于高炉降料面炉顶，包括：

喷洒管10，所述喷洒管10的侧壁开设有喷洒出口；

氮气管20，所述氮气管20通过氮气管阀21连通所述喷洒管10，用于向所述喷洒管10供给氮气；

高压水管30，所述高压水管30通过高压水阀31连通所述喷洒管10，用于向所述喷洒管10供给高压水；

测温器，所述测温器设于高炉降料面炉顶，用于测量温度；

控制器，所述控制器电连接于所述测温器、氮气管阀21以及高压水阀31，以获得所述温度传感器的温度信息，并根据所述温度信息控制所述氮气管20进行进给工作，或所述高压水管30进行供给工作，或所述氮气管20和所述高压水管30进行进给工作。

于本实施例中，喷洒管10呈条状，其优选为Q235-B钢的钢管，有利于保证喷洒管10的结构强度，喷洒管10的两端封装有盲板，以保证喷洒管10的密封性能。于喷洒管10的侧壁开设有喷洒出口，该喷洒出口可以是喷头，喷头内焊接有螺旋式叶片，以使通过喷头喷出的水呈水雾状。

进一步，喷头可以是凸设于喷洒管10的侧壁，也可以是通过在喷洒管10开设安装口，于安装口内安装喷头，以保证其于喷洒管10的安装稳定性，喷头的出水口为喷洒出口。

喷水管处安装有高压水管阀31，用以控制喷水管的开闭，从而控制高压水的供给工作，同样的，氮气管20处安装有氮气管阀21，用以控制氮气管20的开闭，从而制氮气的供给工作。

控制器电连接于高压水管阀31和氮气管阀21，通过控制高压水管阀31和氮气管阀21的开闭，以控制高压水和氮气的供给，控制器可以是PLC控制器、具有控制程序的计算机等，控制器可以是共同控制高压水管阀31和氮气管阀21，以控制两者同时开闭，也可以是分别控制高压水管阀31和氮气管阀21，根据实际需要分别对高压水管阀31和氮气管阀21进行开闭，控制器控制高压水管阀31和氮气管阀21的开闭主要是根据测温器的条件来进行控制。

测温器安装于高炉降料面炉顶，用于测量温度信息，其也电连接于控制器，以将测量的温度信息实时发送于控制器，控制器根据该温度信息，以实时控制高压水管阀31和氮气管阀21的开闭。

本发明提出的用于高炉降料面炉顶的喷洒装置100，测温器测量高炉降料面炉顶的温度，并形成温度信息，通过控制器获取该温度信息，并根据该温度信息，控制氮气管20和高压水管30的进行供给，氮气管20和高压水管30向喷洒管10内通入氮气和高压水，以使氮气和高压水由喷洒出口喷出，可以是仅喷洒氮气，也可以是仅喷洒高压水，还可以是氮气和高压水混合喷出，其根据温度信息以进行相应动作。通过使用控制器进行远程控制喷洒管10的喷洒动作，使得喷洒过程中更加方便，避免了以往采用人工喷洒时带来的不便，同时，也能够根据相应的温度信息以控制喷洒高压水或是氮气或是高压水和氮气混合，相比于采用冷却水管喷洒方式，本发明的用于高炉降料面炉顶的喷洒装置100能够根据相应的温度信息，实现相应的喷洒动作，使得喷洒过程中更加智能化，从而保证其喷洒效果。

可以理解，使用氮气管20和高压水管30同时进行进给，喷洒出口喷出带有氮气的高压水，其冷却效果较强，合适于高炉降料面炉顶处温度较高的情况下使用；使用氮气管20或高压水管30进行进给，喷洒出口喷出氮气或者是高压水，其能够应对通常情况：高炉降料面炉顶处温度较低的情况下使用。

为了保证喷洒过程中的喷洒范围，对喷头进一步设置，以下，对于喷洒管10侧壁的喷洒出口进行详细描述。

于本发明一实施例中，所述喷洒管10的侧壁开设有第一安装孔，于所述第一安装孔内安装有连通喷洒管10的第一喷头11，所述第一喷头11开设所述喷洒出口。

具体的，第一喷头11通过安装孔安装于喷洒管10的侧壁，以保证喷头不易显露在外以造成磨损，同时也便于第一喷头11的安装，需要说明的，在安装孔内可以套设有密封圈，以保证安装孔与第一喷头11之间的密封性。

进一步的，为了保证喷洒范围，所述喷洒管10的侧壁开设有第二安装孔，于所述第二安装孔内安装有连通喷洒管10的第二喷头12，所述第二喷头12开设所述喷洒出口；

所述第二喷头12的轴线与所述第一喷头11的轴线形成第一夹角α，35°≥α≥50°。

通过第二喷头12的设置，以保证第一喷头11和第二喷头12面向不同方向进行喷洒，由于喷头的开度有限，因此，设置第二喷头12的轴线与第一喷头11的轴线形成的第一夹角α，35°≥α≥50°，为了保证其喷洒范围以及喷洒效果。

若α＜35°，则第一喷头11和第二喷头12的喷洒角度过小，其喷洒覆盖的区域不能覆盖整个需要喷洒的区域，也导致其喷洒效果较低；若α＞50°，则第一喷头11与第二喷头12之间夹角过大，其容易导致第一喷头11和第二喷头12之间的间隔较大，容易导致间隔中有部分位置未喷洒到，导致喷洒不够全面，也会导致其喷洒效果较低。

为了保证其喷洒区域更大，第二喷头12设有两个，两个第二喷头12分别对称的设置于第一喷头11的两侧，通过两个第二喷头12的设置，有效地扩大喷洒的范围，以保证能够喷洒的区域较大，进一步的，通过两个第二喷头12对称的设置，以保证喷洒的强度较为均衡，减少出现由于喷洒不均匀而导致局部地方出现温差较大，影响了喷洒的效果。

进一步的，为了保证两个第二喷头12喷洒范围，也进一步限定，具体的，两所述第二喷头12的轴线之间形成第二夹角β，85°≥β≥100°。

如此设置，能够保证两个第二喷头12与第一喷头11进行喷洒时，喷洒到的各区域的喷洒强度较为均匀，同时，也能够保证喷洒的范围较大和喷洒的使用率。

若β＜85°，则两个第二喷头12的喷洒角度过小，导致第二喷头12与第一喷头11之间形成角度过小，使得第一喷头11喷洒的区域和第二喷头12喷洒的区域重合的部分较大，导致喷洒区域重合的区域喷洒强度过高，导致喷洒的使用率较低。

若β＞100°，则两个第二喷头12之间夹角过大，也即，导致第一喷头11和第二喷头12之间的间隔较大，容易导致间隔中有部分位置未喷洒到，导致喷洒不够全面，也会导致其喷洒效果较低。

在一些实施例中，第一喷头11和第二喷头12设置有多个，多个第一喷头11和多个第二喷头12沿喷洒管10的长度方向依次布置，以更进一步扩大喷洒管10的喷洒范围，不需要设置多个喷洒管10以满足所需的喷洒范围。

其中，所述第一喷头11每两个之间等间隔设置，所述第二喷头12每个等间隔设，第一喷头11与第二喷头12沿喷洒管10的长度方向具有水平间隔。

为了便于喷洒管10的布局以及拆装，所述高压水管30和所述氮气管20连通所述喷洒管10端部，第一喷头11和第二喷头12相对应地布置于另一端的位置处。

在喷洒管10的外侧可以设置有安装构件，安装构件的形式可以有多种，可以是通过固定架进行固定，可以是采用螺栓螺钉进行固定，也可以是采用可拆卸的卡合构件等等进行安装。

于本实施例中，采用安装法兰40进行喷洒管10的安装，安装法兰40套设在喷洒管10的外侧，并且位于设有高压水管30和氮气管20的部分和设有喷洒出口的部分之间，以保证喷洒管10与高压水管30、氮气管20连接的结构稳定性，从而保证在喷洒过程中的喷洒稳定性。

本发明为了进一步解释用于高炉降料面炉顶的喷洒装置100的使用过程，提出了用于高炉降料面炉顶的喷洒装置100的控制方法，于该控制方法，采用控制器作为执行主体，该方法包括：

获取测温器的温度信息；

控制器实时获取测温器的温度信息，该温度信息具体是温度的数值(℃)。

判断所述温度信息的数值是否大于预设温度阈值；

需要说明的是，控制器通过将温度信息的数值与预设温度阈值进行比对，从而判断温度信息的数值是否大于预设温度阈值。

若大于预设温度阈值，则向氮气管20和高压水管30发送启动供给的指令；

当温度信息的数值大于预设温度阈值，也即，代表此时高炉降料面炉顶处的温度过高，需要冷却强度更高的方式进行喷洒，此时，通过向氮气管20和高压水管30发送启动供给的指令，使得氮气管20和高压水管30同时进行喷洒，两者于喷洒管10内混合后喷出，具有较好的冷却效果，以应对当前高炉降料面炉顶处的温度过高的情况。

若小于预设温度阈值，则向氮气管20发送启动供给的指令。

当温度信息的数值大于预设温度阈值，也即，代表此时高炉降料面炉顶处的温度并不高，需要冷却强度一般的方式进行喷洒，此时，通过向氮气管20或高压水管30发送启动供给的指令，使得氮气管20或高压水管30进行喷洒，具有较好的冷却效果，以应对当前高炉降料面炉顶处的温度过一般的情况，避免同时使用高压水管30和氮气管20，造成不必要的浪费。

进一步的，预设温度阈值为230℃～270℃，于本实施例中，该温度阈值设置为250℃。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于高炉降料面炉顶的喷洒装置(100)，其特征在于，包括：

喷洒管(10)，所述喷洒管(10)的侧壁开设有喷洒出口；

氮气管(20)，所述氮气管(20)通过氮气管阀(21)连通所述喷洒管(10)，用于向所述喷洒管(10)供给氮气；

高压水管(30)，所述高压水管(30)通过高压水管阀(31)连通所述喷洒管(10)，用于向所述喷洒管(10)供给高压水；

测温器，所述测温器设于高炉降料面炉顶，用于测量温度；

控制器，所述控制器电连接于所述测温器、氮气管阀(21)以及高压水管阀(31)，以获得所述温度传感器的温度信息，并根据所述温度信息控制所述氮气管(20)进行进给工作，或所述高压水管(30)进行供给工作，或所述氮气管(20)和所述高压水管(30)进行进给工作。

2.如权利要求1所述的用于高炉降料面炉顶的喷洒装置(100)，其特征在于，所述喷洒管(10)的侧壁开设有第一安装孔，于所述第一安装孔内安装有连通喷洒管(10)的第一喷头(11)，所述第一喷头(11)开设所述喷洒出口。

3.如权利要求2所述的用于高炉降料面炉顶的喷洒装置(100)，其特征在于，所述喷洒管(10)的侧壁开设有第二安装孔，于所述第二安装孔内安装有连通喷洒管(10)的第二喷头(12)，所述第二喷头(12)开设所述喷洒出口；

所述第二喷头(12)的轴线与所述第一喷头(11)的轴线形成第一夹角α，35°≥α≥50°。

4.如权利要求3所述的用于高炉降料面炉顶的喷洒装置(100)，其特征在于，所述第二喷头(12)设有两个，两所述第二喷头(12)对称地设于所述第一喷头(11)的两侧。

5.如权利要求4所述的用于高炉降料面炉顶的喷洒装置(100)，其特征在于，两所述第二喷头(12)的轴线之间形成第二夹角β，85°≥β≥100°。

6.如权利要求3至5中任一项所述一种用于高炉降料面炉顶的喷洒装置(100)，其特征在于，所述第一喷头(11)和所述第二喷头(12)设有多个，多个所述第一喷头(11)和多个所述第二喷头(12)沿所述喷洒管(10)的长度方向依次等间距设置。

7.如权利要求1所述的用于高炉降料面炉顶的喷洒装置(100)，其特征在于，所述高压水管(30)和所述氮气管(20)设于所述喷洒管(10)端部。

8.如权利要求7所述的用于高炉降料面炉顶的喷洒装置(100)，其特征在于，所述用于高炉降料面炉顶的喷洒装置(100)还包括安装法兰(40)，所述安装法兰(40)套设于所述喷洒管(10)，并位于设有高压水管(30)和所述氮气管(20)的部分与开设有喷洒口的部分之间。

9.一种用于高炉降料面炉顶的喷洒装置(100)的控制方法，其特征在于，采用如权利要求1至8中任一项所述的用于高炉降料面炉顶的喷洒装置(100)，所述方法包括：

获取测温器的温度信息；

判断所述温度信息的数值是否大于预设温度阈值；

若大于预设温度阈值，则向氮气管(20)和高压水管(30)发送启动供给的指令；

若小于预设温度阈值，则向氮气管(20)或高压水管(30)发送启动供给的指令。

10.如权利要求9所述的用于高炉降料面炉顶的喷洒装置(100)的控制方法，其特征在于，所述预设温度阈值为230℃～270℃。

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