CN112517899A

CN112517899A - 钢包烘烤压力控制系统及方法

Info

Publication number: CN112517899A
Application number: CN202011355247.7A
Authority: CN
Inventors: 肖利; 曾冠武; 朱凤湘
Original assignee: Pangang Group Panzhihua Iron and Steel Research Institute Co Ltd
Current assignee: Pangang Group Panzhihua Iron and Steel Research Institute Co Ltd
Priority date: 2020-11-26
Filing date: 2020-11-26
Publication date: 2021-03-19

Abstract

本发明涉及钢包控制领域，具体涉及一种钢包烘烤压力控制系统及方法，实现了通过钢包压力变化对钢包排烟管道上变频风机进行自动控制，进而实现自动调节钢包压力，避免了钢包压力过大或过小的情况出现，降低了钢包烘烤能耗。本发明钢包烘烤压力控制系统，包括控制模块，钢包盖上设置有压力检测装置，钢包排烟管道上设置有变频风机，所述压力检测装置及变频风机分别与控制模块连接，所述控制模块用于根据钢包压力自动调节变频风机的频率。本发明适用于钢包烘烤压力控制。

Description

钢包烘烤压力控制系统及方法

技术领域

本发明涉及钢包控制领域，具体涉及一种钢包烘烤压力控制系统及方法。

背景技术

随着用户对高品质钢铁产品需求增强和冶炼过程的精细化及市场竞争加剧，如何实现钢包烘烤过程的温度精准控制、节能逐渐被钢铁企业重视，钢包烘烤过程的压力控制与钢包烘烤冒火、吸冷风有很大关联，传统烘烤不对钢包压力进行控制或是采用人工手动方式进行调节，导致烘烤过程压力不可控制或是响应速度慢、控制精度低；如此，烘烤过程则出现两种情况：压力过大，包沿冒火，燃料从包沿窜出，炙烤包盖上相关设备，降低使用寿命和控制精度，压力过小，包沿吸冷风，同时未完全燃烧的燃料被吸入排烟系统，能耗大同时给运行安全造成威胁。因此，如何保证燃料燃烧完全、压力可控是实现钢包烘烤的重要技术，同时也是降低钢包烘烤能耗的方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种钢包烘烤压力控制系统及方法，实现了通过钢包压力变化对钢包排烟管道上变频风机进行自动控制，进而实现自动调节钢包压力，避免了钢包压力过大或过小的情况出现，降低了钢包烘烤能耗。

本发明采取如下技术方案实现上述目的，钢包烘烤压力控制系统，包括控制模块，钢包盖上设置有压力检测装置，钢包排烟管道上设置有变频风机，所述压力检测装置及变频风机分别与控制模块连接，所述控制模块用于根据钢包压力自动调节变频风机的频率。

进一步的是，为了便于安装使用，所述变频风机包括变频器与风机，所述变频器分别与控制模块以及风机连接。

进一步的是，为了提高压力测量精度及稳定性，所述压力检测装置为微差压变送器。

进一步的是，为了提高测量钢包压力的准确度，所述微差压变送器包括压力传送金属管，所述压力传送金属管安装在钢包盖正中央。

进一步的是，为了避免振动带来的误差，所述微差压变送器采用远程安装，所述压力传送金属管通过延长管安装在钢包盖的正中央。

进一步的是，所述微差压变送器安装在外部远程操作室中。

钢包烘烤压力控制方法，应用于上述所述的钢包烘烤压力控制系统，包括：

步骤(1)、压力检测装置实时检测钢包的压力数据，并将钢包压力数据发送给控制模块；

步骤(2)、控制模块对压力数据进行处理得到压力检测值；

步骤(3)、对压力检测值进行判断，若压力检测值大于设定的第一阈值，则增大变频风机的频率；若压力检测值小于设定的第二阈值，则降低变频风机频率，所述第一阈值大于第二阈值。

进一步的是，在步骤(2)中，所述得到压力检测值的具体方法包括：

步骤201、设置炉压检测周期，开始检测钢包炉压；

步骤202、根据检测周期，检测多个压力值，然后去掉最高及最低压力值，并对剩余的多个压力值取算术平均值作为本轮次的压力检测值。

进一步的是，在步骤(3)中，所述增大变频风机的频率的方法包括：采用每次增加相同设置调节量来调节风机频率。

进一步的是，在步骤(3)中，所述降低变频风机频率的方法包括：采用每次降低相同设置调节量来调节风机频率。

本发明通过压力检测装置实时检测钢包压力数据，并将压力数据发送给控制模块，控制模块根据钢包压力数据自动调节变频风机的频率，若钢包压力过大，则增加变频风机频率；若钢包压力过小，则降低变频风机频率，使得钢包压力不会过大或过小，保持在一个正常范围，实现了通过钢包压力变化对钢包排烟管道上变频风机进行自动控制，进而实现自动调节钢包压力，避免了钢包压力过大或过小的情况出现，降低了钢包烘烤能耗。

附图说明

图1是本发明钢包烘烤压力控制系统结构框图。

具体实施方式

本发明钢包烘烤压力控制系统，包括控制模块，钢包盖上设置有压力检测装置，钢包排烟管道上设置有变频风机，所述压力检测装置及变频风机分别与控制模块连接，所述控制模块用于根据钢包压力自动调节变频风机的频率。

为了便于安装使用，所述变频风机包括变频器与风机，所述变频器分别与控制模块以及风机连接。可以根据风机额定电流，选择变频器，变频器的选择原则为：变频器电流＝风机额定电流+风机额定电流*(15％～25％)；变频器可以采用就地安装模式，并设置专门的机柜用来保护变频器。

为了提高压力测量精度及稳定性，所述压力检测装置为微差压变送器。微差压传感器的量程范围：±100Pa；

为了提高测量钢包压力的准确度，所述微差压变送器包括压力传送金属管，所述压力传送金属管安装在钢包盖正中央。

为了避免振动带来的误差，所述微差压变送器采用远程安装，所述压力传送金属管通过延长管安装在钢包盖的正中央。

所述微差压变送器安装在外部远程操作室中。

步骤(2)、控制模块对压力数据进行处理得到压力检测值；

步骤201、设置炉压检测周期，开始检测钢包炉压；

步骤202、根据检测周期，检测多个压力值，然后去掉最高及最低压力值，并对剩余的多个压力值取算术平均值为本轮次的压力检测值。

例如，可以设置炉压检测周期为100ms，检测10个压力值(y1、y2、y3…y10)，去掉最高y10、最低y1压力值后取算术平均值为本轮次的压力检测值，则钢包压力检测值：

在步骤(3)中，所述增大变频风机的频率的方法包括：采用每次增加相同设置调节量来调节风机频率。

在步骤(3)中，所述降低变频风机频率的方法包括：采用每次降低相同设置调节量来调节风机频率。

其中，风机调整频率范围可以设置为0-50Hz(保护频率为10Hz)；压力控制范围设置为±5Pa；在进行调节时，可以采用连续加减相同设置调节量来调节风机频率；例如，设置钢包当前压力为P，风机频率为K，则有：

钢包压力高于5Pa，风机频率调节：K＝K+1；

钢包压力低于-5Pa，风机频率调节：K＝K-1。

本发明钢包烘烤压力控制系统结构框图，如图1，包括PLC机柜、变频器、风机、钢包以及微差压变送器，变频器分别与PLC机柜与风机连接，风机设置钢包排烟管道上(图中未示出)，微差压变送器分别与PLC机柜及钢包连接，微差压变送器的压力传送金属管安装在钢包盖正中央(图中未示出)，若采用远程安装，所述压力传送金属管通过延长管安装在钢包盖的正中央。

本发明的一种实施例，某钢厂拥有20台钢包烘烤器，采用焦炉煤气作为燃料，无压力控制系统，钢包经常出现冒火和吸冷风现象，平均小时能耗353m3/h，钢包作业率80％。

采用本发明进行钢包压力控制系统的新增和改造，具体实施步骤如下：

(1)现有单个钢包系统，采用电机为Y160m-2，额定电流为12A；

(2)进一步的变频器的额定电流：变频器电流＝12+12*20％＝14.4A；

(3)根据(2)，选择变频器为PTI-G470075，具体参数见下表：

(4)选择微差压传感器；

(5)进一步的，微差压传感器的量程范围：±100Pa；

(6)差压变送器采用远程安装，压力传送的金属管直接安装在钢包盖正中央，然后通过延长管，连接到微差压变送器上；

(7)进一步的，微差压变送器安装在操作室，以避免震动等其他因素影响；

(8)微差压变送器选型如下：

型号	量程	输出信号	精度	电源
					PY301	±100Pa	4-20mA	0.1％FS	24VDC

(9)风机运转的频率信号、钢包压力信号引入钢包烘烤系统PLC；

(10)钢包压力控制的工艺制度：

每次换向5s后，开始检测炉压，炉压检测周期为100ms，检测10个压力值(y1、y2、y3…y10)，去掉最高y10、最低y1压力值后取算术平均值为本轮次的压力检测值，则钢包压力检测值：

风机调整频率范围为0-50Hz(保护频率为10Hz)；压力控制范围为±5Pa；压力调整采用连续加减量调节，钢包当前压力为P，风机频率为K，则有：

钢包压力高于5Pa(P-Y>5)，风机频率：K＝K+1；

钢包压力低于-5Pa(P-Y<-5)，风机频率：K＝K-1。

通过实施该发明，该企业钢包小时能耗降低为312m3/h，排烟温度平均为118℃，则年创效益：

W＝减少的燃料小时能耗*365*24*作业率*烘烤器台数*燃料单价

＝(353-312)*365*24*0.8*20*0.6

＝334.8万元

综上所述，本发明实现了通过对轻质高强钢热加工过程中其本身的参数及性能变化的研究来优化热加工工艺，极大地提高了轻质高强钢热加工工艺水平。

Claims

1.钢包烘烤压力控制系统，包括控制模块，其特征在于，钢包盖上设置有压力检测装置，钢包排烟管道上设置有变频风机，所述压力检测装置及变频风机分别与控制模块连接，所述控制模块用于根据钢包压力自动调节变频风机的频率。

2.根据权利要求1所述的钢包烘烤压力控制系统，其特征在于，所述变频风机包括变频器与风机，所述变频器分别与控制模块以及风机连接。

3.根据权利要求1或2所述的钢包烘烤压力控制系统，其特征在于，所述压力检测装置为微差压变送器。

4.根据权利要求3所述的钢包烘烤压力控制系统，其特征在于，所述微差压变送器包括压力传送金属管，所述压力传送金属管安装在钢包盖正中央。

5.根据权利要求4所述的钢包烘烤压力控制系统，其特征在于，所述微差压变送器采用远程安装，所述压力传送金属管通过延长管安装在钢包盖的正中央。

6.根据权利要求5所述的钢包烘烤压力控制系统，其特征在于，所述微差压变送器安装在外部远程操作室中。

7.钢包烘烤压力控制方法，应用于权利要求1-6任意一项所述的钢包烘烤压力控制系统，其特征在于，包括：

步骤(2)、控制模块对压力数据进行处理得到压力检测值；

8.根据权利要求7所述的钢包烘烤压力控制方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述得到压力检测值的具体方法包括：

步骤201、设置炉压检测周期，开始检测钢包炉压；

9.根据权利要求7或8所述的钢包烘烤压力控制方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述增大变频风机的频率的方法包括：采用每次增加相同设置调节量来调节风机频率。

10.根据权利要求7或8所述的钢包烘烤压力控制方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述降低变频风机频率的方法包括：采用每次降低相同设置调节量来调节风机频率。