一种高炉喷吹自动控制系统技术方案

本实用新型专利技术涉及冶金工业中高炉炼钢技术领域，具体涉及一种高炉喷吹自动控制系统，包括煤粉仓、喷吹罐、氮气缓冲罐和喷吹主管，还包括PLC控制器，各个阀门通过线路接入PLC控制器。本实用新型专利技术采用PLC控制器，实现高炉喷吹自动化操作，控制精度高，降低操作人员的劳动强度和操作失误率；该控制系统小时喷吹量误差小于0.05％，喷吹率波动小于5％，实现高炉均匀喷吹，V型阀的阀芯材料为陶瓷，起调节和切断作用，阀门开度范围为0～100，调节煤粉的喷吹量，减小误差；同时实现浓相喷吹，减轻煤粉对管道及设备的磨损，延长使用寿命，提高喷煤的保供能力；第四管道、第五管道、第六管道和第七管道的设置使得管道占用面积小，节约管材。

An Automatic Control System for Blast Furnace Injection

【技术实现步骤摘要】
一种高炉喷吹自动控制系统
：本技术涉及冶金工业中高炉炼铁
，具体涉及一种高炉喷吹自动控制系统，主要适用于高炉煤粉的喷吹。
技术介绍
：当前国内冶金企业所使用的高炉煤粉喷吹控制系统大部分为半自动方式，喷吹方式一般采用差压喷吹形式调节喷吹量，同时通过调节罐压、输送气量和流化量控制煤量。而半自动控制系统需要人工进行操作调节，鉴于操作人员的操作技能、责任心等因素存在个体差异，导致高炉煤粉喷吹控制系统易出现喷吹率波动幅度大、小时喷吹量误差大的现象，因而对高炉操作产生影响，不利于高炉稳定顺行；同时在该半自动控制系统中维持罐压稳定的各个阀门所在的管道分别单独地与喷吹罐相连通，导致占用面积大。
技术实现思路
：为解决因人工手动控制操作给系统带来喷吹率波动大、小时喷吹量误差大问题，本技术提供一种高炉喷吹自动控制系统，实现全自动操作，均匀喷吹，提高喷吹质量。本技术提供的技术方案如下：一种高炉喷吹自动控制系统，包括煤粉仓、喷吹罐、喷吹主管和氮气缓冲罐，所述煤粉仓上下两端分别与所述喷吹罐上端之间通过第三管道和第一管道相连通，所述第一管道上依次设置有上钟阀和下钟阀，所述第三管道上设置有泄压阀；所述喷吹罐内部设置有流化装置，其下端通过第二管道与所述喷吹主管相连通，所述第二管道上设置有V型阀和喷吹切断阀；所述喷吹主管上设置有助吹控制阀；所述氮气缓冲罐与所述喷吹罐之间设置有第四管道、第五管道、第六管道和第七管道，所述第四管道上设置有补压调节阀和补压阀，所述第五管道上设置有充压阀，所述第六管道上设置有流化调节阀和流化切断阀，所述第七管道上设置有下充阀；其中，所述氮气缓冲罐出口与所述第四管道、第五管道和第六管道入口相连通，所述第七管道一端与第四管道和第五管道的出口相连通于第一结点A，其另一端与第六管道出口相连通于第二结点B；所述第一结点A处与第二结点B处分别通过管道与所述喷吹罐上端和下端相连通。进一步地，还包括PLC控制器，所述上钟阀、下钟阀、低压泄压阀、高压泄压阀、V型阀、喷吹切断阀、补压调节阀、补压阀、下充阀、充压阀、流化调节阀、流化切断阀、助吹流量调节阀、助吹阀均通过线路接入所述PLC控制器。进一步地，所述V型阀为阀芯呈V字型的控制阀，其阀门开度范围为0～100。进一步地，所述V型阀的阀芯材料为陶瓷。进一步地，所述泄压阀包括相互并联的低压泄压阀和高压泄压阀。进一步地，所述助吹控制阀包括助吹阀和助吹流量调节阀，其设置于喷吹主管靠近煤粉喷吹出口处左侧。进一步地，所述流化装置为锥体点式流化器。本技术的有益效果为：本技术采用PLC控制器，实现高炉喷吹自动化操作，控制精度高，降低操作人员的劳动强度和操作失误率；该控制系统小时喷吹量误差小于0.05％，喷吹率波动小于5％，实现高炉均匀喷吹，V型阀的阀芯材料为陶瓷，起调节和切断作用，阀门开度范围为0～100，调节煤粉的喷吹量，减小误差；同时实现浓相喷吹，减轻煤粉对管道及设备的磨损，延长使用寿命，提高喷煤的保供能力；第四管道、第五管道、第六管道和第七管道的设置使得管道占用面积小，节约管材。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步说明：图1是本技术一种高炉喷吹自动控制系统的工艺流程图。图中标号：1-煤粉仓；2-喷吹罐；3-上钟阀；4-下钟阀；5-低压泄压阀；6-高压泄压阀；7-V型阀；8-喷吹切断阀；9-补压调节阀；10-补压阀；11-下充阀；12-充压阀；13-流化调节阀；14-流化切断阀；15-助吹流量调节阀；16-助吹阀；17-流化装置；18-喷吹主管；19-第一管道；20-第二管道；21-第三管道；22-第四管道；23-第五管道；24-第六管道；25-氮气缓冲罐；26-第七管道；A-第一结点；B-第二结点。具体实施方式实施例1如图1所示，本技术一种高炉喷吹自动控制系统，包括煤粉仓1、喷吹罐2、喷吹主管18和氮气缓冲罐25。煤粉仓1上下两端分别与喷吹罐2上端之间通过第三管道21和第一管道19相连通，该第一管道19上依次设置有上钟阀3和下钟阀4，双重阀门控制装粉量，同时增加了密封性，延长设备的使用寿命；该第三管道21上设置有泄压阀，该泄压阀包括相互并联的低压泄压阀5和高压泄压阀6，低压泄压阀5和高压泄压阀6的设置是为了加快泄压速度，保证正常装煤过程，同时保护喷吹罐2和管道，防止发生意外。喷吹罐2内部设置有流化装置17，该流化装置17为锥体点式流化器，流化效果更好；其下端通过第二管道20与喷吹主管18相连通，第二管道20设置有V型阀7和喷吹切断阀8，该V型阀7为阀芯呈V字型的控制阀，起调节和切断作用，其阀芯材料为陶瓷，阀门开度范围为0～100，调节范围广，保证煤粉均匀进入喷吹主管，与喷吹切断阀8共同控制煤粉的喷吹量，提高喷吹精度，减小误差。喷吹主管18靠近煤粉喷吹出口处左侧设置有助吹控制阀，其包括助吹阀16和助吹流量调节阀15，起到助吹煤粉的作用，使得煤粉保持一定喷吹速率均匀地由喷吹主管18通过分配器、喷枪进入高炉，从而高炉得以稳定运行。氮气缓冲罐25与喷吹罐2之间设置有第四管道22、第五管道23、第六管道24和第七管道26；该第四管道22上设置有补压调节阀9和补压阀10，对充压后的喷吹罐2内补压，保持喷吹罐2内压力稳定；该第五管道23上设置有充压阀12，第七管道26上设置有下充阀11，同时开启充压阀12和下充阀11对装粉后的喷吹罐2快速充压，使得喷吹罐2内压力达到设定的罐压；该第六管道24上设置有流化调节阀13和流化切断阀14，使得煤粉充分流化，保证喷吹均匀稳定；其中，氮气缓冲罐25出口与第四管道、第五管道和第六管道入口相连通，第七管道一端与第四管道和第五管道的出口相连通于第一结点A，其另一端与第六管道出口相连通于第二结点B；第一结点A处与第二结点B处分别通过管道与喷吹罐上端和下端相连通，这样设置使得管道占用面积小，节约管材。本实施例中，还包括PLC控制器，上述上钟阀3、下钟阀4、低压泄压阀5、高压泄压阀6、V型阀7、喷吹切断阀8、补压调节阀9、补压阀10、下充阀11、充压阀12、流化调节阀13、流化切断阀14、助吹流量调节阀15、助吹阀16均通过线路接入所述PLC控制器。通过线路接入PLC控制器，实现高炉喷吹煤粉系统自动化操作，提高喷煤控制精度高，降低操作人员的劳动强度。以某钢铁厂3号高炉为例，其高压段为200～1050kp，低压段为0～200kp,采用三罐并立单主管加分配器直接喷吹模式，其工作原理为：先设定罐压、流化量、助吹量、罐内装满煤粉时的罐重、罐内料空时的罐重、喷吹时的喷吹量、补压时的压力以及流化时的流化量；全部阀门处于关闭状态。在煤粉进入喷吹罐2之前，打开高压泄压阀6,对喷吹罐2内的压力进行高压段泄压；当压力泄至低压段时，关闭高压泄压阀6，打开低压泄压阀5泄压。泄压完毕后关闭低压泄压阀5，进行装粉操作：打开上钟阀3和下钟阀4，使得煤粉由煤粉仓1进入喷吹罐2内。待罐内装满时，进行充压操作：关闭上钟阀3和下钟阀4，打开充压阀12和下充阀11，快速对喷吹罐2进行充压。待喷吹罐2的压力接近设定的罐压时，关闭充压阀12和下充阀11，依次打开补压调节阀9、补压阀10、流化调节阀13和流化切断阀14进行补压和调节，达到设定的罐压，使得罐本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高炉喷吹自动控制系统，包括煤粉仓(1)、喷吹罐(2)、喷吹主管(18)和氮气缓冲罐(25)，其特征在于，所述煤粉仓(1)上下两端分别与所述喷吹罐(2)上端之间通过第三管道(21)和第一管道(19)相连通，所述第一管道(19)上依次设置有上钟阀(3)和下钟阀(4)，所述第三管道(21)上设置有泄压阀；所述喷吹罐(2)内部设置有流化装置(17)，其下端通过第二管道(20)与所述喷吹主管(18)相连通，所述第二管道(20)上设置有V型阀(7)和喷吹切断阀(8)；所述喷吹主管(18)上设置有助吹控制阀；所述氮气缓冲罐(25)与所述喷吹罐之间设置有第四管道(22)、第五管道(23)、第六管道(24)和第七管道(26)，所述第四管道(22)上设置有补压调节阀(9)和补压阀(10)，所述第五管道(23)上设置有充压阀(12)，所述第六管道(24)上设置有流化调节阀(13)和流化切断阀(14)，所述第七管道(26)上设置有下充阀(11)；其中，所述氮气缓冲罐(25)出口与所述第四管道(22)、第五管道(23)和第六管道(24)入口相连通，所述第七管道(26)一端与第四管道(22)和第五管道(23)的出口相连通于第一结点(A)，其另一端与第六管道(24)出口相连通于第二结点(B)；所述第一结点(A)处与第二结点(B)处分别通过管道与所述喷吹罐(2)上端和下端相连通。...

【技术特征摘要】
1.一种高炉喷吹自动控制系统，包括煤粉仓(1)、喷吹罐(2)、喷吹主管(18)和氮气缓冲罐(25)，其特征在于，所述煤粉仓(1)上下两端分别与所述喷吹罐(2)上端之间通过第三管道(21)和第一管道(19)相连通，所述第一管道(19)上依次设置有上钟阀(3)和下钟阀(4)，所述第三管道(21)上设置有泄压阀；所述喷吹罐(2)内部设置有流化装置(17)，其下端通过第二管道(20)与所述喷吹主管(18)相连通，所述第二管道(20)上设置有V型阀(7)和喷吹切断阀(8)；所述喷吹主管(18)上设置有助吹控制阀；所述氮气缓冲罐(25)与所述喷吹罐之间设置有第四管道(22)、第五管道(23)、第六管道(24)和第七管道(26)，所述第四管道(22)上设置有补压调节阀(9)和补压阀(10)，所述第五管道(23)上设置有充压阀(12)，所述第六管道(24)上设置有流化调节阀(13)和流化切断阀(14)，所述第七管道(26)上设置有下充阀(11)；其中，所述氮气缓冲罐(25)出口与所述第四管道(22)、第五管道(23)和第六管道(24)入口相连通，所述第七管道(26)一端与第四管道(22)和第五管道(23)的出口相连通于第一结点(A)，其另一端与第六管道(24)出口相连通于第...

【专利技术属性】
技术研发人员：干承，陈军，赵兴亮，聂长果，姚本洪，孙树峰，
申请(专利权)人：马鞍山钢铁股份有限公司，
类型：新型
国别省市：安徽,34