一种新型真空精炼装置的顶枪吹氧结构及其控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种新型真空精炼装置的顶枪吹氧结构及其控制方法，包括真空度调节组件、顶枪移动组件、真空室和控制单元，其中真空度调节组件和控制单元设置于真空室外部，其中顶枪移动组件设置于真空室内部顶端，所述真空度调节组件、顶枪移动组件分别连接控制单元，其中真空度调节组件与真空室连通，所述顶枪移动组件包括顶枪和固定螺栓，其中顶枪一端与固定螺栓连接，其中固定螺栓可转动固定于真空室顶端，所述顶枪外壁设有螺纹，其中顶枪外壁的螺纹可与固定螺栓的内螺纹配合使顶枪上下移动，所述固定螺栓连接伺服电机，其中伺服电机连接控制单元。

Top Gun Oxygen Blowing Structure of a New Vacuum Refining Device and Its Control Method

The invention discloses a top gun oxygen blowing structure of a new vacuum refining device and its control method, including a vacuum degree regulating component, a top gun moving component, a vacuum chamber and a control unit. The vacuum degree regulating component and a control unit are arranged outside the vacuum chamber, in which the top gun moving component is located at the top of the vacuum chamber, and the vacuum degree regulating component and the top gun moving component are respectively provided. Connecting control unit, in which the vacuum adjusting component is connected with the vacuum chamber, the top gun moving component comprises a top gun and a fixed bolt, in which one end of the top gun is connected with a fixed bolt, in which the fixed bolt can be rotated and fixed at the top of the vacuum chamber, and the outer wall of the top gun is provided with threads, in which the thread of the outer wall of the top gun can be matched with the internal thread of the fixed bolt to make the top gun move up and down, and the solid bolt can be fixed The fixed bolt connects the servo motor, in which the servo motor connects the control unit.

【技术实现步骤摘要】
一种新型真空精炼装置的顶枪吹氧结构及其控制方法
本专利技术属于钢液炉外精炼
，尤其涉及一种新型真空精炼装置的顶枪吹氧结构及其控制方法。
技术介绍
根据钢种及冶金工艺的需要，炉外真空精炼装置常配置具有吹氧脱碳功能的多功能顶枪，但是多功能顶枪一般都固定在一定位置，无法移动，吹氧的目的在于钢液脱碳，其主要原理如下：C+O=CO；CO+O=CO2碳氧反应生成的CO、CO2气体从钢液析出，最终排出钢液，以达到降低钢液中的碳含量，此种方式主要用于低碳或超低碳品种钢种的冶炼。从国内主要钢厂炉外精炼RH真空处理的吹氧脱碳的数据来分析，目前吹氧的收得率均不高，基本在40~60%，收得率是指熔入钢液的游离氧量与吹氧量之百分比，吹氧收得率越低氧的浪费越大，间接造成冶炼成本增加。如何提高吹氧的收得率，提高氧气的利用效率，优化冶炼工艺，控制冶炼成本是一个需要解决的课题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种新型真空精炼装置的顶枪吹氧结构及其控制方法，克服了现有技术中1：顶枪一般都固定在一定位置，无法移动；2：吹氧的收得率均不高；3：冶炼成本增加等问题。为了解决技术问题，本专利技术的技术方案是：一种新型真空精炼装置的顶枪吹氧结构，包括真空度调节组件、顶枪移动组件、真空室和控制单元，其中真空度调节组件和控制单元设置于真空室外部，其中顶枪移动组件设置于真空室内部顶端，所述真空度调节组件、顶枪移动组件分别连接控制单元，其中真空度调节组件与真空室连通，所述顶枪移动组件包括顶枪和固定螺栓，其中顶枪一端与固定螺栓连接，其中固定螺栓可转动固定于真空室顶端，所述顶枪外壁设有螺纹，其中顶枪外壁的螺纹可与固定螺栓的内螺纹配合使顶枪上下移动，所述固定螺栓连接伺服电机，其中伺服电机连接控制单元。优选的，所述真空度调节组件包括真空度调节阀、真空度切断阀、真空度调节管道和第一增压泵，其中真空度调节管道一端连接真空精炼装置的废气排放管，其中真空精炼装置的废气排放管连接真空室的出气口，所述真空度调节管道另一端连接真空度切断阀，所述真空度切断阀另一端连接真空度调节阀，其中真空度调节阀另一端连接第一增压泵，所述第一增压泵的另一端连接真空室的进气口，所述真空度调节阀、真空度切断阀和第一增压泵分别连接控制单元。优选的，所述第一增压泵还通过管道连接第二增压泵，其中第二增压泵可从大气直接引入空气，所述第二增压泵连接控制单元。优选的，所述顶枪下端设有喉口，其中喉口内侧上端设有第一压力传感器，其中喉口内侧下端设有第二压力传感器，所述喉口外侧下端设有高度传感器，所述第一压力传感器、第二压力传感器和高度传感器分别连接控制单元。优选的，所述控制单元通过以下公式计算顶枪距钢液的距离和顶枪的吹氧速率：以上公式中：v：顶枪的吹氧速率；N：常数；d：顶枪喉口直径；Pin：喉口入口压力；Pout：喉口出口压力，即为真空室内的真空度；k：常数；Ma：喉口出口马赫数；Ho：顶枪距钢液的距离；：凹坑深度。优选的，一种如上所述的新型真空精炼装置的顶枪吹氧控制方法，包括以下步骤：步骤1）当钢液进入真空处理阶段，向控制单元输入需增氧量，控制单元计算出吹氧量、顶枪的吹氧速率、顶枪喉口直径、喉口入口压力、喉口出口压力、喉口出口马赫数、顶枪距钢液的距离和凹坑深度；步骤2）将真空度调节管道一端连接真空精炼装置的废气排放管，另一端连接真空度切断阀，接着控制单元控制真空度切断阀打开，利用真空度调节阀根据设定的真空度数值进行自动调节，接着利用第一增压泵增压后将废气输入真空室内，以达到压力平衡；步骤3）控制单元控制顶枪移动组件将顶枪移动到计算的顶枪距钢液的距离，利用第一压力传感器检测喉口入口压力，利用第二压力传感器检测喉口出口压力，利用高度传感器检测顶枪距钢液的距离，顶抢位置设定好后喉口吹氧开始；步骤4）当吹氧达到设定的需增氧量时，吹氧结束，控制单元控制顶枪移动组件将顶枪上升至上限位置，吹氧过程完成。优选的，所述步骤2）中的第一增压泵还通过管道连接第二增压泵，用于真空度调节的气体可从大气直接引入。优选的，所述步骤2）中设定的真空度数值为80~120mbar。相对于现有技术，本专利技术的优点在于：（1）本专利技术是将顶枪的吹氧速率与顶枪距钢液的距离相结合达到最佳的吹氧收得率，提高冶炼工艺效率，节约炼钢成本，吹氧收得率高可减少了氧气消耗，节约了精炼炼钢成本，可调整炼钢工序间的工艺匹配关系，优化冶炼工艺流程，提高冶炼效率；（2）本专利技术所述控制单元通过公式计算顶枪距钢液的距离和顶枪的吹氧速率，在顶枪喉口直径确定的情况下，顶枪距钢液的距离与顶枪的吹氧速率自动匹配关联，吹氧收得率可以达到68~80%，为已知公开数据的最高收得率；（3）本专利技术真空度调节组件有效控制了真空室真空度的稳定，这样喉口出口压力即可为定值，可使计算得以简化，数据更为可靠、有效，有效提高了吹氧收得率；（4）本专利技术顶枪移动组件可使顶枪快速上下移动，达到要求的顶枪距钢液的距离，并且结构简单，操作方便。附图说明图1、本专利技术的结构示意图；图2、本专利技术真空度调节组件的结构示意图。附图标记说明：1-真空室，2-顶枪，3-固定螺栓，4-真空度调节阀，5-真空度切断阀，6-真空度调节管道，7-第一增压泵，8-第二增压泵，9-喉口，10-第一压力传感器，11-第二压力传感器，12-高度传感器。具体实施方式下面结合实施例描述本专利技术具体实施方式：需要说明的是，本说明书所示意的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本专利技术可实施的限定条件，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本专利技术所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本专利技术所揭示的
技术实现思路
能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本专利技术可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更
技术实现思路
下，当亦视为本专利技术可实施的范畴。本专利技术所述真空精炼装置的废气排放管为现有装置。实施例1如图1~2所示，本专利技术公开了一种新型真空精炼装置的顶枪吹氧结构，包括真空度调节组件、顶枪移动组件、真空室1和控制单元，其中真空度调节组件和控制单元设置于真空室1外部，其中顶枪移动组件设置于真空室1内部顶端，所述真空度调节组件、顶枪移动组件分别连接控制单元，其中真空度调节组件与真空室1连通，所述顶枪移动组件包括顶枪2和固定螺栓3，其中顶枪2一端与固定螺栓3连接，其中固定螺栓3可转动固定于真空室1顶端，所述顶枪2外壁设有螺纹，其中顶枪2外壁的螺纹可与固定螺栓3的内螺纹配合使顶枪2上下移动，所述固定螺栓3连接伺服电机，其中伺服电机连接控制单元。实施例2如图1~2所示，本专利技术公开了一种新型真空精炼装置的顶枪吹氧结构，包括真空度调节组件、顶枪移动组件、真空室1和控制单元，其中真空度调节组件和控制单元设置于真空室1外部，其中顶枪移动组件设置于真空室1内部顶端，所述真空度调节组件、顶枪移动组件分别连接控制单元，其中真空度调节组件与真空室1连通，所述顶枪移动组件包括顶枪2和固定螺栓3，其中顶枪2一端与固定螺栓3连接，其中固定螺栓3可转动固定于真空室1顶端，所述顶枪2外壁设有螺纹，其中顶本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型真空精炼装置的顶枪吹氧结构，其特征在于：包括真空度调节组件、顶枪移动组件、真空室和控制单元，其中真空度调节组件和控制单元设置于真空室外部，其中顶枪移动组件设置于真空室内部顶端，所述真空度调节组件、顶枪移动组件分别连接控制单元，其中真空度调节组件与真空室连通，所述顶枪移动组件包括顶枪和固定螺栓，其中顶枪一端与固定螺栓连接，其中固定螺栓可转动固定于真空室顶端，所述顶枪外壁设有螺纹，其中顶枪外壁的螺纹可与固定螺栓的内螺纹配合使顶枪上下移动，所述固定螺栓连接伺服电机，其中伺服电机连接控制单元。

【技术特征摘要】
1.一种新型真空精炼装置的顶枪吹氧结构，其特征在于：包括真空度调节组件、顶枪移动组件、真空室和控制单元，其中真空度调节组件和控制单元设置于真空室外部，其中顶枪移动组件设置于真空室内部顶端，所述真空度调节组件、顶枪移动组件分别连接控制单元，其中真空度调节组件与真空室连通，所述顶枪移动组件包括顶枪和固定螺栓，其中顶枪一端与固定螺栓连接，其中固定螺栓可转动固定于真空室顶端，所述顶枪外壁设有螺纹，其中顶枪外壁的螺纹可与固定螺栓的内螺纹配合使顶枪上下移动，所述固定螺栓连接伺服电机，其中伺服电机连接控制单元。2.根据权利要求1所述的一种新型真空精炼装置的顶枪吹氧结构，其特征在于：所述真空度调节组件包括真空度调节阀、真空度切断阀、真空度调节管道和第一增压泵，其中真空度调节管道一端连接真空精炼装置的废气排放管，其中真空精炼装置的废气排放管连接真空室的出气口，所述真空度调节管道另一端连接真空度切断阀，所述真空度切断阀另一端连接真空度调节阀，其中真空度调节阀另一端连接第一增压泵，所述第一增压泵的另一端连接真空室的进气口，所述真空度调节阀、真空度切断阀和第一增压泵分别连接控制单元。3.根据权利要求2所述的一种新型真空精炼装置的顶枪吹氧结构，其特征在于：所述第一增压泵还通过管道连接第二增压泵，其中第二增压泵可从大气直接引入空气，所述第二增压泵连接控制单元。4.根据权利要求1所述的一种新型真空精炼装置的顶枪吹氧结构，其特征在于：所述顶枪下端设有喉口，其中喉口内侧上端设有第一压力传感器，其中喉口内侧下端设有第二压力传感器，所述喉口外侧下端设有高度传感器，所述第一压力传感器、第二压力传感器和高度传感器分别连接控制单元。5.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：程红兵，张虎，赵腾，付康，伍芸鸿，
申请(专利权)人：中国重型机械研究院股份公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61