一种LF炉底吹氩双支路流量控制装置制造方法及图纸

一种LF炉底吹氩双支路流量控制装置，构成中包括稳压分配器、两组氩气吹管和PLC控制器，所述稳压分配器的底部通过进气管与氩气源连接，每组氩气吹管包括主吹管、吹氩进气球阀、溢流型调压单元和一体化热式质量流量控制器，所述主吹管的一端与稳压分配器的内腔连通，另一端依次经吹氩进气球阀、溢流型调压单元和一体化热式质量流量控制器与钢包连接，所述一体化热式质量流量控制器通过工业总线与PLC控制器连接。本发明专利技术由PLC和一体化热式质量流量控制器共同完成两组氩气吹管的氩气流量控制，不仅调节过程短、阶跃响应快，具有良好的控制精度和稳定性，而且结构简单、成本低廉、运行可靠，适于在冶金企业推广应用。

A LF double branch flow control device for blowing argon at the bottom of the furnace

A LF furnace bottom blowing argon double branch flow control device consists of a pressure divider, two sets of argon blowing tubes and a PLC controller. The bottom of the regulator is connected with an argon gas source by the intake pipe. Each group of argon blowing pipes includes the main blow pipe, the argon blowing valve, the overflow pressure regulating unit and the integrated thermal mass flow control. The one end of the main blow pipe is connected with the inner cavity of the voltage stabilizer, and the other end is connected with the ladle through an argon blowing valve, a overflow pressure regulating unit and an integrated thermal mass flow controller. The integrated thermal mass flow controller is connected to the PLC controller through an industrial bus. The invention combines PLC and integrated thermal mass flow controller to control argon flow control of two sets of argon blowing tubes. It not only has short adjustment process, fast step response, and has good control precision and stability, but also has simple structure, low cost and reliable operation. It is suitable for application in metallurgy enterprises.

【技术实现步骤摘要】
一种LF炉底吹氩双支路流量控制装置
本专利技术涉及LF炉冶炼过程中底吹氩气搅拌时使用的氩气流量控制装置，属于金属的冶炼

技术介绍
LF炉在精炼过程中需要采用钢包底吹氩气的搅拌工艺。氩气进入钢包底部后，上浮的氩气气泡带动钢包中的钢水做循环往复的上下运动，使钢水混匀，同时氩气气泡可以吸收、释放钢水中的有害气体杂质，提高冶炼质量。氩气的流量需要根据电弧冶炼过程随动调整，过大会导致钢水剧烈运动影响电弧控制并容易形成卷渣缺陷，过小则达不到搅拌钢水的目的，影响冶炼质量。所以对底吹氩气流量的控制必须精确稳定，阶跃响应速度快，抗扰动性好，流量控制范围广。传统的LF炉底吹氩气流量控制方式有以下两种：一、电动调节阀、节流元件控制方式。控制信号为模拟量信号。PLC产生的模拟开度信号，通过电缆传送至现场电动调节阀用以控制氩气管路中球阀的开度大小，达到控制流量的目的，其反馈信号为孔板流量计及温、压补偿变送器产生的模拟信号。此系统虽然经济成本低但是在控制精度，稳定性、重复性，阶跃响应方面存在着很多问题，特别是孔板流量计测量范围小，小流量下存在控制死区这一缺点已经不能适应目前产品质量管控的精细化要求。二、电磁阀岛及流量变送器控制方式。控制信号为数字量开关信号。由PLC将模拟量形式的控制值通过计算模块转换成二进制的数字量，之后通过继电器将信号输出至现场控制阀岛上的多个电磁阀。阀岛通过对应不同流量权值的电磁阀门的动作组合达到控制流量的目的。此系统调节过程短、阶跃响应快，但是存在机械部件结构复杂、开关动作频繁元件易损坏、单一阀门故障可引起系统震荡、容错性差等缺陷，且价格昂贵不利于推广。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术之弊端，提供一种结构简单、成本低廉、运行可靠、控制稳定精确的LF炉底吹氩双支路流量控制装置。本专利技术所述问题是以下述技术方案实现的：一种LF炉底吹氩双支路流量控制装置，构成中包括稳压分配器、两组氩气吹管和PLC控制器，所述稳压分配器的底部通过进气管与氩气源连接，每组氩气吹管包括主吹管、吹氩进气球阀、溢流型调压单元和一体化热式质量流量控制器，所述主吹管的一端与稳压分配器的内腔连通，另一端依次经吹氩进气球阀、溢流型调压单元和一体化热式质量流量控制器与钢包连接，所述一体化热式质量流量控制器通过工业总线与PLC控制器连接。上述LF炉底吹氩双支路流量控制装置，所述一体化热式质量流量控制器包括主气管、测量管、前加热器、前温度传感器、后加热器、后温度传感器、流量控制器、湍流过滤器、层流元件和控制阀，所述主气管串接在主吹管中，所述湍流过滤器、层流元件和控制阀沿气流方向依次安装在主气管上，所述测量管的两端与主气管连接并分别位于层流元件的前侧和后侧，所述前加热器和后加热器沿气流方向依次安装在测量管上，所述前温度传感器和后温度传感器均安装在测量管上且分别与前加热器和后加热器相对应，前温度传感器和后温度传感器的信号输出端接流量控制器的输入端口，所述控制阀接于流量控制器的输出端口，所述流量控制器通过工业总线与PLC控制器连接。上述LF炉底吹氩双支路流量控制装置，在主吹管与钢包相连的一端设有抗震型压力显示变送器和消音泄压单元，所述抗震型压力显示变送器的信号输出端接PLC控制器的输入端口，所述消音泄压单元接PLC控制器的输出端口。上述LF炉底吹氩双支路流量控制装置，每组氩气吹管还包括旁吹管、旁吹进气截止阀和旁吹控制单元，所述旁吹管的一端与稳压分配器的内腔连通，另一端依次经旁吹进气截止阀和旁吹控制单元与一体化热式质量流量控制器出气端的管路连接，所述旁吹控制单元的信号输入端接PLC控制器的输出端口。上述LF炉底吹氩双支路流量控制装置，每组氩气吹管还包括冗余管，所述冗余管的一端接稳压分配器的内腔，另一端经冗余进气球阀与钢包连接。上述LF炉底吹氩双支路流量控制装置，所述主吹管和旁吹管上均设有逆止阀。上述LF炉底吹氩双支路流量控制装置，所述稳压分配器的顶部安装有气源压力远传表。本专利技术由PLC和一体化热式质量流量控制器共同完成两组氩气吹管的氩气流量控制，不仅调节过程短、阶跃响应快，具有良好的控制精度和稳定性，而且结构简单、成本低廉、运行可靠，适于在冶金企业推广应用。附图说明下面结合附图对本专利技术作进一步说明。图1是本专利技术的结构示意图；图2是一体化热式质量流量控制器的结构示意图；图3是一体化热式质量流量控制器的流量检测原理图；图4是一体化热式质量流量控制器的控制系统框图。图中标记如下：1、稳压分配器，2、气源压力远传表，3、吹氩进气球阀，4、溢流型调压单元，5、一体化热式质量流量控制器，5-1、主气管，5-2、测量管，5-3、前加热器，5-4、前温度传感器，5-5、后加热器，5-6、后温度传感器，5-7、流量控制器，5-8、湍流过滤器，5-9、层流元件，5-10、控制阀，6、主吹逆止阀，7、90度旁吹三通，8、90度取源三通，9、抗震型压力显示变送器，10、90度泄压三通，11、消音泄压单元，12、旁吹进气截止阀，13、旁吹控制单元，14、旁吹逆止阀，15、胶管总成，16、冗余进气球阀，17、主吹管，18、旁吹管，19、冗余管，20、进气管，21、PLC控制器。具体实施方式参看图1和图2，本专利技术主要由稳压分配器1、气源压力远传表2、吹氩进气球阀3、溢流型调压单元4、一体化热式质量流量控制器5、主吹逆止阀6、90度旁吹三通7、90度取源三通8、抗震型压力显示变送器9、90度泄压三通10、消音泄压单元11、旁吹进气截止阀12、旁吹控制单元13、旁吹逆止阀14、胶管总成15、冗余进气球阀16、PLC控制器21及其他不锈钢管件组成。装置有柜体保护，柜子尺寸为H1600xW1800xD400，装置中管件的连接方式为螺纹连接，连接螺纹处缠有聚四氟乙烯带。箱体内部右侧为装置进、出气的接口，共五个，自上而下分别为A组氩气吹管吹氩出气口、A组氩气吹管冗余应急出气口、B组氩气吹管吹氩出气口、B组氩气吹管冗余应急出气口、稳压分配器1进气口。A组氩气吹管和B组氩气吹管分别对应A枪和B枪。本专利技术的主要部件为一体化热式质量流量控制器，其内部集成有高性能DSP处理器（流量控制器）、高精度流量检测传感器（两个温度传感器）、精密步进电机驱动的控制阀、PROFINET工业控制总线网卡等元件，能独立完成所需的流量检测和控制的过程，保证A、B双支路的底吹氩系统供气需求。PLC控制器与两个一体化热式质量流量控制器之间均接有24VDC供电电源线及PROFINET工业现场总线专用电缆。一体化热式质量流量控制器供电电源接口形式为DB9，数据接口为RJ45接口。本装置实现了控制过程从PLC中的剥离，形成了集中显示、分散控制的架构模式。稳压分配器1位于流量控制箱内部左侧，立式安装，高135mm，外径135mm，公称压力为PN40，材质为奥氏体316L不锈钢。气体入口位于其底部，气体出气口共6个，位于单元右侧自上而下排列。6个出气口自上而下依次连接A组氩气吹管主吹管、A组氩气吹管旁吹管、A组氩气吹管冗余管、B组氩气吹管主吹管、B组氩气吹管旁吹管、B组氩气吹管冗余管，相邻出口中心线在垂直方向上的距离分别为235mm、120mm、300mm、235mm、120mm。吹氩进气球阀3位于主吹管（测量分）路本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种LF炉底吹氩双支路流量控制装置，其特征是，构成中包括稳压分配器（1）、两组氩气吹管和PLC控制器（21），所述稳压分配器（1）的底部通过进气管（20）与氩气源连接，每组氩气吹管包括主吹管（17）、吹氩进气球阀（3）、溢流型调压单元（4）和一体化热式质量流量控制器（5），所述主吹管（17）的一端与稳压分配器（1）的内腔连通，另一端依次经吹氩进气球阀（3）、溢流型调压单元（4）和一体化热式质量流量控制器（5）与钢包连接，所述一体化热式质量流量控制器（5）通过工业总线与PLC控制器（21）连接。

【技术特征摘要】
1.一种LF炉底吹氩双支路流量控制装置，其特征是，构成中包括稳压分配器（1）、两组氩气吹管和PLC控制器（21），所述稳压分配器（1）的底部通过进气管（20）与氩气源连接，每组氩气吹管包括主吹管（17）、吹氩进气球阀（3）、溢流型调压单元（4）和一体化热式质量流量控制器（5），所述主吹管（17）的一端与稳压分配器（1）的内腔连通，另一端依次经吹氩进气球阀（3）、溢流型调压单元（4）和一体化热式质量流量控制器（5）与钢包连接，所述一体化热式质量流量控制器（5）通过工业总线与PLC控制器（21）连接。2.根据权利要求1所述的一种LF炉底吹氩双支路流量控制装置，其特征是，所述一体化热式质量流量控制器（5）包括主气管（5-1）、测量管（5-2）、前加热器（5-3）、前温度传感器（5-4）、后加热器（5-5）、后温度传感器（5-6）、流量控制器（5-7）、湍流过滤器（5-8）、层流元件（5-9）和控制阀（5-10），所述主气管（5-1）串接在主吹管（17）中，所述湍流过滤器（5-8）、层流元件（5-9）和控制阀（5-10）沿气流方向依次安装在主气管（5-1）上，所述测量管（5-2）的两端与主气管（5-1）连接并分别位于层流元件（5-9）的前侧和后侧，所述前加热器（5-3）和后加热器（5-5）沿气流方向依次安装在测量管（5-2）上，所述前温度传感器（5-4）和后温度传感器（5-6）均安装在测量管（5-2）上且分别与前加热器（5-3）和后加热器（5-5）相对应，前温度传感器（5-4）和后温...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘海朝，张丽，王令，武世卿，叶楠，孙立彬，严彪，姚辉，贾会华，
申请(专利权)人：唐山钢铁集团微尔自动化有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13