一种钢包自动吹氩的方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种钢包自动吹氩的方法及系统，所述方法包括：S1设置钢材种类和目标温度Ts，检测自动吹氩的连锁条件；S2出钢过程中转炉倾角达设定值时，对钢包进行氩气强吹搅拌，在加完合金后停止氩气强吹；S3对所述钢包内的钢水进行测温，获得实时温度Tn；S4，根据Tn与Ts，通过降温模型计算吹氩流量和吹氩时间并进行氩气吹扫；S5再次测量所述钢包内的钢水温度Ta，当Ta＝Ts时结束钢包吹氩过程；当Ta＞Ts时返回到S4。本发明专利技术提供的钢包自动吹氩的方法，实现了从开始出钢到钢包上连铸机前的全过程自动吹氩，降低了工作人员的劳动强度，提升了自动吹氩作业的安全性。自动吹氩作业的安全性。自动吹氩作业的安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种钢包自动吹氩的方法及系统


[0001]本专利技术涉及炼钢
，尤其是一种钢包自动吹氩的方法及系统。

技术介绍

[0002]炼钢后吹氩的目的主要有四个方面：a、搅拌后使加入的合金充分融化均匀；b、使钢水温度降低到连铸需要的温度；c、夹渣物上浮；d、特殊合金喂丝调节成分；所以吹氩控制的目标也是围绕这几个目的来进行的，吹氩主要依靠调节控制吹氩流量来实现。一般情况下，吹氩可以分为旁吹、强吹、软吹几种形式，强吹可以实现a目的和b目的，使温度快速下降；普通吹或软吹强度较小，可以降低钢水的暴露程度，并促进夹渣物的上浮，也可以实现一定程度的降温。
[0003]目前吹氩操作主要采用人工操作，为了不错过出钢过程，在出钢前很长时间就一直开着氩气阀门，造成了氩气的极大浪费。钢包到达吹氩位后，操作人员通过手持测温杆和取样器对钢包内的钢水进行测温和取样，然后根据经验控制吹氩流量和吹氩时间。为了确定钢水是否达到目标温度，往往需要进行多次测温，不仅增加了工作人员的劳动强度，使工作人员长期暴露于恶劣的工作环境中，还会造成测温物料的浪费。
[0004]专利申请CN111679622A公开了一种调控钢包底吹氩气流量的装置及方法，调控钢包底吹氩气流量的装置包括钢包底吹氩气阀门开度控制PLC和钢包底吹氩气流量调节阀，钢包底吹氩气流量调节阀固定安装在钢包底吹氩气管道上，钢包底吹氩气阀门开度控制PLC和钢包底吹氩气流量调节阀通过通讯电缆相连接，所述的钢包底吹氩气流量调节阀为电动阀；该装置还包括安装于钢包上方的视觉传感器，图像处理单元，钢包底吹阀门开度控制单元，视觉传感器与图像处理单元通过通讯电缆相连接，所述的钢包底吹阀门开度控制单元为钢包底吹阀门开度控制计算机。该方案通过视觉传感器获取钢包底吹氩气后的钢水表面图像，经图像处理单元进行处理后得到钢水比值，图像处理单元将钢水比值传输给钢包底吹氩气阀门开度控制单元，钢包底吹氩气阀门开度控制单元根据钢水比值、目标值和目标范围计算新的钢包底吹氩气阀门开度值，传输给钢包底吹氩气阀门开度控制PLC，控制钢包底吹阀门的开度，从而形成钢包底吹氩气流量的闭环控制。然而，这种图像采集和分析处理的方式难以准确控制，由于现场作业环境干扰因素多，钢包降温及氩气吹扫都可能使采集的图像失真，因此无法精确控制。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是为了克服现有的钢包吹氩操作中存在的缺陷，提供一种钢包自动吹氩的方法，实现从开始出钢到钢包上连铸机前的全过程自动吹氩，减少氩气的消耗，降低工作人员的劳动强度。
[0006]本专利技术还提供一种钢包自动吹氩的系统，包括：吹炼控制模块、吹氩控制模块、机器人控制模块、氩气管路、测距模块和钢包移动模块，各模块配合实现从开始出钢到钢包上连铸机前的全过程自动吹氩控制，解决人工操作存在的问题。
[0007]具体方案如下：
[0008]一种钢包自动吹氩的方法，包括以下步骤：
[0009]S1，根据炼钢情况设置钢材种类和目标温度Ts，检测自动吹氩的连锁条件，当满足连锁条件时进行出钢；
[0010]S2，检查出钢过程中转炉倾角，当转炉倾角到达设定值时，对钢包进行氩气强吹搅拌，并加入合金，在加完合金后停止氩气强吹；
[0011]S3，所述钢包运动到吹氩位，对所述钢包内的钢水进行测温，获得实时温度Tn；
[0012]S4，根据钢水的实时温度Tn与目标温度Ts，通过所述钢材种类的降温模型计算吹氩流量和吹氩时间，并按照计算结果对所述钢包进行氩气吹扫；
[0013]S5，到达吹氩时间后再次测量所述钢包内的钢水温度Ta，当Ta＝Ts时结束钢包吹氩过程；当Ta＞Ts时返回到S4，以Ta为实时温度重新计算吹氩流量和吹氩时间，继续吹氩气直至钢水达到目标温度Ts。
[0014]进一步的，S1中连锁条件包括炼钢炉准备出钢、自动吹氩的控制管路、控制仪表和测温模块的正常，以做好开始自动吹氩前的准备。
[0015]进一步的，S2中转炉倾角为-40
°
～-60
°
时，对钢包进行氩气强吹搅拌，所述强吹搅拌的氩气流量为1200-1400L/min。
[0016]进一步的，S3中对钢水进行取样和测温，根据取样结果确定是否需要补充合金加入钢水中。
[0017]进一步的，S4中根据S1中设置的钢材种类和所述钢材种类的历史降温数据，建立降温模型。
[0018]进一步的，所述降温模型包括：吹氩时间t＝K1×
A3×
[A1×
(Ts-Tn)
2-A2×
(Ts-Tn)]，
[0019]其中，Ts为钢水目标温度，T
n
为钢水当前温度，K1、A1、A2、A3为模型系数。降温过程中保持氩气流量为定值，优选为1200-1400L/min。
[0020]本专利技术还保护一种钢包自动吹氩的系统，采用所述钢包自动吹氩的方法，包括：吹炼控制模块、吹氩控制模块、机器人控制模块、氩气管路、测距模块和钢包移动模块；
[0021]所述吹炼控制模块用于实时地向所述吹氩控制模块发出出钢信号、转炉倾角的数值，以及合金添加溜槽角度；
[0022]所述吹氩控制模块在出钢阶段用于接收所述出钢信号、所述转炉倾角的数值和所述合金添加溜槽角度，当所述转炉倾角到设定角度时，开始所述氩气管路对钢包进行强吹搅拌；当所述合金添加溜槽角度为0，合金添加完毕，所述吹氩控制模块关闭氩气管路；
[0023]所述吹氩控制模块在钢包运输到吹氩位后用于接收所述机器人控制模块发出的钢水温度数据，根据所述温度数据和降温模型计算吹氩流量和吹氩时间，并控制所述氩气管路按照计算结果进行吹氩降温；
[0024]所述钢包移动模块用于将钢包运输到吹氩位；
[0025]所述测距模块用于测量钢包的位移，并向所述钢包移动模块返回钢包的实时位置，以保证钢包到达吹氩位；
[0026]所述机器人控制模块用于对钢包进行取样和测温，并将温度数据发送给所述吹氩控制模块。
[0027]进一步的，所述氩气管路上安装数字流量阀，所述数字流量阀用于接收所述吹氩控制模块发出的氩气流量值，并调节氩气流量。
[0028]进一步的，所述氩气管路上还安装流量测量装置和压力测量装置，用于向所述吹氩控制模块反馈管路内的氩气实时流量和实时压力。
[0029]进一步的，所述吹氩控制模块为吹炼PLC控制器，所述吹炼控制模块2可以为吹氩PLC控制器。
[0030]进一步的，所述测距模块为激光测距仪。
[0031]有益效果：本专利技术所述钢包自动吹氩的方法实现了从开始出钢到钢包上连铸机前的全过程吹氩自动控制，降低了工作人员劳动强度；根据降温模型精准控制钢水温度，能够提升钢水质量，减少测温次数，节约测温物料。
[0032]进一步的，所述钢包自动吹氩的系统采用机器人对钢水进行测温和取样，缩短了工作人员暴露于高温恶劣环境下的时间；利用测距模块和钢包移动模块，将钢包运输到吹氩位，优选的，测距模块采用激光本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钢包自动吹氩的方法，其特征在于：包括以下步骤：S1，根据炼钢情况设置钢材种类和目标温度Ts，检测自动吹氩的连锁条件，当满足连锁条件时进行出钢；S2，检查出钢过程中转炉倾角，当转炉倾角到达设定值时，对钢包进行氩气强吹搅拌，并加入合金，在加完合金后停止氩气强吹；S3，所述钢包运动到吹氩位，对所述钢包内的钢水进行测温，获得实时温度Tn；S4，根据钢水的实时温度Tn与目标温度Ts，通过所述钢材种类的降温模型计算吹氩流量和吹氩时间，并按照计算结果对所述钢包进行氩气吹扫；S5，到达吹氩时间后再次测量所述钢包内的钢水温度Ta，当Ta＝Ts时结束钢包吹氩过程；当Ta＞Ts时返回到S4，以Ta为实时温度重新计算吹氩流量和吹氩时间，继续吹氩气直至钢水达到目标温度Ts。2.根据权利要求1所述钢包自动吹氩的方法，其特征在于：S1中连锁条件包括炼钢炉准备出钢、自动吹氩的控制管路、控制仪表和测温模块的正常，以做好开始自动吹氩前的准备。3.根据权利要求1或2所述钢包自动吹氩的方法，其特征在于：S2中转炉倾角为-40
°
～-60
°
时，对钢包进行氩气强吹搅拌，所述强吹搅拌的氩气流量为1200-1600L/min。4.根据权利要求3所述钢包自动吹氩的方法，其特征在于：S3中对钢水进行取样和测温，根据取样结果确定是否需要补充合金加入钢水中。5.根据权利要求1或2所述钢包自动吹氩的方法，其特征在于：S4中根据S1中设置的钢材种类和所述钢材种类的历史降温数据，建立降温模型；优选的，所述降温模型包括：吹氩时间t＝K1×
A3×
[A1×
(Ts-Tn)
2-A2×
(Ts-Tn)]，其中，Ts为钢水目标温度，T
n
为钢...

【专利技术属性】
技术研发人员：李明龙，
申请(专利权)人：中冶南方工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：