一种钢包烘烤装置及其控制系统的制作方法

本发明属于钢铁安全生产技术领域，特别是涉及一种钢包烘烤装置及其控制系统。

背景技术：

钢包又称钢水包，用于炼钢厂、铸造厂在平炉、电炉或转炉前承接钢水，配合连铸机进行浇注作业，但是在钢包使用之前必须要将钢包内烘干，若钢包内存在水迹，加入高温钢水时，会造成钢包损坏或炸裂，存在安全风险。

现有的钢包烘烤装置在烘烤时，喷射的火焰经常无法到达钢包底部，很可能造成钢包底部未完全烘干，且在烘干过程中存在一些安全隐患，容易造成安全事故。

因此，有必要设计一种更好的钢包烘烤装置，以解决上述问题。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种可将燃烧火焰喷射至钢包底部，以完全烘烤钢包，且燃烧过程可自动控制，安全系数高的钢包烘烤装置及其控制系统。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种钢包烘烤装置，包括支架，所述支架上设有悬臂梁，所述悬臂梁的下方设有电动推杆，通过所述电动推杆推动所述悬臂梁沿所述支架上下移动，所述悬臂梁的一侧固定有包盖，所述包盖的下方对应设有钢包，所述包盖盖于所述钢包的顶部开口处，所述支架的一侧安装有鼓风机，所述鼓风机通过空气管路连接于燃烧器，所述燃烧器设置于所述包盖上，所述燃烧器还连接有燃气管路，通过所述燃气管路为所述燃烧器提供燃气，所述燃烧器正对于所述钢包，可将燃烧火焰喷射于所述钢包的底部，以烘烤所述钢包。

进一步，所述支架的底部设有车轮，用于供所述支架移动。

进一步，所述支架设有竖向的导轨，所述悬臂梁的两侧分别设有导轮，当所述电动推杆推动所述悬臂梁时，所述导轮沿所述导轨上下移动。

进一步，所述钢包的外侧设有吊钩，以供吊车吊运。

进一步，所述空气管路上设有电动蝶阀和手动蝶阀，用于调节通入所述燃烧器的空气流量。

进一步，所述燃气管路上设有比例阀及电磁阀，所述比例阀用于分配燃气和空气流量，所述电磁阀在通电时保持常开，断电时自动关闭。

一种基于上述钢包烘烤装置的控制系统，包括压盖部分和点火部分，所述压盖部分包括自动控制器，所述自动控制器连接于所述电动推杆，在钢包烘烤前，所述自动控制器发出信号，所述电动推杆启动，带动所述悬臂梁及所述包盖朝向所述钢包移动，并将所述包盖压合于所述钢包的顶部开口，所述燃烧器固定于所述包盖，所述点火部分包括点火控制器，所述点火控制器通过线路连接于所述燃烧器内部的点火电极，所述点火控制器还连接于所述鼓风机、所述空气管路的电动蝶阀及所述燃气管路的电磁阀，当烘烤所述钢包时，所述点火控制器发出信号，所述点火电极引出电火花，同时所述电磁阀和所述鼓风机自动打开，燃气进入所述燃烧器后被电火花引燃，喷射燃烧火焰以烘烤所述钢包，空气进入所述燃烧器助燃。

进一步，所述点火控制器和所述自动控制器设置于所述支架一侧的电控箱内，所述电控箱上设有按钮，所述按钮用于驱动所述点火控制器和所述自动控制器自动或手动运行。

进一步，还包括熄火保护部分，所述燃烧器内设有火焰监测器，当所述火焰监测器检测到点火失败或意外熄火时，所述燃气管路的紧急切断阀自动断开，以切断燃气管路，停止点火程序。

进一步，还包括温控部分，根据钢包内检测的温度，利用plc和温控仪，控制所述燃气管路和所述空气管路上阀门的开度，以调节燃气和空气的流量，当所述钢包内温度达到设定值时，自动恒温烘烤。

本发明的有益效果：

通过燃气管路为燃烧器提供燃气，同时空气管路为燃烧器提供助燃空气，燃气在燃烧器内燃烧产生火焰，喷射于钢包底部，能够完全烘干钢包，本发明燃烧器燃气流出口速度高，火焰喷射长度长，能够完全烘干钢包，且通过控制系统自动控制点火及包盖的盖合，安全可靠，还设有熄火保护部分，更能够保证使用时的安全性。

附图说明

图1为本发明钢包烘烤器包盖盖合的结构示意图；

图2为本发明钢包烘烤器包盖打开的结构示意图；

图中，1—支架、2—钢包、3—包盖、4—车轮、5—悬臂梁、6—导轮、7—导轨、8—电动推杆、9—鼓风机、10—空气管路、11—电动蝶阀、12—手动蝶阀、13—燃烧器、14—燃气管路、15—电磁阀、16—电控箱、17—按钮、18—吊钩。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1及图2，本发明提供一种钢包烘烤装置，包括支架1，设置于支架1一侧的钢包2，钢包2固定于地面上，支架1是直立于地面的框型结构架，采用型钢制作，支架1的底部设有车轮4，车轮4设有四个，其中两个是驱动车轮，可驱动支架1前后移动，使其靠近或远离钢包2，在钢包2需要烘烤时，则驱动烘烤装置靠近钢包2。钢包2的上方设有包盖3，用于盖合于钢包2的顶部开口，包盖3是防止钢包2在加热时热量散失的一个组件，主要由钢板、1400耐温纤维组块组成，它具有重量轻、耐高温、使用寿命长的特点。钢包2的外侧设有吊钩18，以供吊车将钢包2吊运的其它位置。

支架1上安装有悬臂梁5，悬臂梁5与支架1相垂直，在本实施例中，支架1的两侧边缘分别设有导轨7，悬臂梁5的两侧分别设有两个导轮6，导轮6位于导轨7上。悬臂梁5的下方设有电动推杆8，电动推杆8的一端固定于支架1，其伸出端则向上抵顶于悬臂梁5，通过电动推杆8的推动作用，可驱动悬臂梁5相对支架1上下移动，移动时导轮6在导轨7内滑动。包盖3固定于悬臂梁5的一侧，悬臂梁5是包盖3与支架1的连接件，其强度要能够承受包盖3重量和提升。上述烘烤装置采用立式结构，包盖3可垂直上下启闭，驱动力是由安装在悬臂梁5下方的电动推杆8提供，电动推杆8带动包盖3上下移动，以适应烘烤一定范围内不同高度的钢包2。

支架1的一侧安装有鼓风机9，鼓风机9通过空气管路10连接于燃烧器13，空气管路10上设有电动蝶阀11和手动蝶阀12，用于调节通入燃烧器13的空气流量。燃烧器13还连接有燃气管路14，在本发明中，燃气管路14中通入的是天然气，因此在燃烧时可以避免产生黑烟，且天然气管径小，故燃气管路14可以是不锈钢金属软管接入燃烧器13。燃气管路14上设有比例阀及电磁阀15，比例阀用于分配燃气和空气流量，电磁阀15在通电时保持常开，断电时自动关闭，通过控制器自动控制。

燃烧器13安装于包盖3上，燃烧器13安装时稍向内倾斜，使火焰顶端到达钢包2底部中心。燃烧器13正对于钢包2，可将燃烧火焰喷射于钢包2的底部，以烘烤钢包2。本发明燃烧器13采用施能公司sic125型(30万大卡)高速调温自控燃烧器,出口速度可达75m/s。高速调温自控燃烧器系统由高速燃烧器、hsk-b(内设德国霍科德公司ies258控制器)智能型燃烧控制器、意大利进口gs型天然气电磁阀、空气双位调节阀(进口线圈)、意大利原装进口高压点火器和火检器组成。

本发明采用的高速调温自控燃烧器具有以下特点：1.燃烧器的燃气流出口速度高，高速度的热流强化了炉内气体的循环和对流传热,提高了炉温的均匀性和传热效率，因而提高了加热质量，缩短了加热时间。2.燃烧器燃气与空气三次混合，并在自带的燃烧室内燃烧，可以做到充分完全的燃烧，从而在根本上消除了黑烟，并具有可靠的安全保护装置，设有点火前自动吹扫，自动点火程序控制熄火，回火自动监测保护及报警等多项多层次安全保护措施。3.燃烧器由配有以进口控制器为核心的专用智能燃烧控制器控制，可实现自动点火、比例调节、熄火报警、熄火保护及再点火等全过程的自动/手动控制。4.燃烧器配有自控专用阀门可实现供风、供气的定量控制。燃烧后节使用寿命≥5年,前节耐火衬套可更换部分使用寿命≥2年。本发明高速燃烧器混合良好，燃烧完全，热效率高。并且sic125型天然气高速燃烧器实现洁净燃烧，正常使用条件下，其燃烧产物中（3%含氧量的情况下），nox排放量为96-135mg/nm3，确保了总体nox排放量、最大允许排放速率达标。

本发明将燃烧器13的负荷增加了20%，可使燃烧火焰高速、紊流及加长，对钢包2烘烤时，火焰直冲钢包2底部，使钢包2内均匀受热，能缩短烘烤时间，尽可能的节约运行费用。

本发明还提供一种上述钢包烘烤装置的控制系统，包括压盖部分、点火部分、熄火保护部分及温控部分。

支架1的一侧设有电控箱16，压盖部分、点火部分、熄火保护部分及温控部分的控制装置均位于电控箱16内，分别通过线路连接到对应的控制元件，电控箱16上设有多个按钮17，包括一键启动按钮及单独功能按钮，按钮17用于驱动点火控制器和自动控制器自动或手动运行，实现上述钢包烘烤装置的自动控制和手动控制。

压盖部分包括自动控制器，自动控制器连接于电动推杆8，在钢包2烘烤前，自动控制器发出信号，电动推杆8启动，带动悬臂梁5及包盖3朝向钢包2移动，并将包盖3压合于钢包2的顶部开口，同时燃烧器13固定于包盖3，位于钢包2的顶部处。控制系统中设有限位开关，支架上设有机械限位装置，当悬臂梁5及包盖3移动到机械限位装置时，限位开关自动断开，使电动推杆8自动断电，停止推动，因此可根据钢包2的高度来设定包盖3及悬臂梁5的移动范围。

点火部分包括点火控制器，点火控制器通过线路连接于燃烧器13内部的点火电极，点火控制器还连接于鼓风机9、空气管路10的电动蝶阀11及燃气管路14的电磁阀15，当烘烤钢包2时，点火控制器发出信号，点火电极引出电火花，同时电磁阀15和鼓风机9自动打开，燃气进入燃烧器13后被电火花引燃，喷射燃烧火焰以烘烤钢包2，空气进入燃烧器13助燃。本发明点火装置采用高能电子自动点火装置。

熄火保护部分由火焰监测系统完成，燃烧器13内设有火焰监测器，当火焰监测器检测到钢包内点火失败或意外熄火时，燃气管路14的紧急切断阀自动断开，以切断燃气管路14，停止点火程序，以保证使用中的安全性。

温控部分是根据钢包2内检测的温度，利用plc和温控仪，控制燃气管路14和空气管路10上阀门的开度，以调节燃气和空气的流量，同时调节比例阀的开度，以调节燃气和空气比例，当钢包2内温度达到设定值时，实现自动恒温和按照曲线进行烘烤。

上述钢包烘烤装置的自动控制过程为：将鼓风机9、电动推杆8都安装好后，调试电机的运转方向；按“一键启动”开关，首先鼓风机9开始启动，这时风门阀度开到最大，先吹扫约2～3分钟，吹扫完毕后，风门自动开到最小点火位置，开始自动点火；这时点火器开始工作，燃气紧急切断阀打开，电磁阀15打开一个点火角度开始点火，点火时，点火控制器给出信号，点火变压器得电，燃烧器13内部的点火电极引出电火花，燃气进入燃烧器13后被电火花引燃。在约在3秒钟内，燃烧器13内火焰监测检测火焰，并将检测信号发送给点火控制器，点火控制器得到信号后，给出黄色的运行信号灯，提示点火成功。如果点火成功，温控仪开始检测温度，如果温度没有达到设定的温度值，温控仪就会发出一个温度电流信号给plc，然后空气管路10的电动蝶阀11慢慢开大，增大助燃风量，同时燃气管路14的比例阀通过导压管检测到风压变大，比例阀的开度也增大，从而天然气的流量也按比例增大，实现了燃烧器13由小火状态向大火状态的转换。当检测到钢包2内温度达到设定值时，再进行自动恒温和按照曲线烘烤。如果点火没有成功（设定点火时间为8～10秒），燃气紧急切断阀就会将燃气自动切断，同时鼓风机9进行后吹扫约2～3分钟再停止运行。设备运行过程中出现意外熄火或掉电，设备会自动切断燃气，待处理完设备故障后，再重新开始点火和烘烤。

考虑到意外情况，电控箱16上还设置有手动控制按钮，鼓风机9可以单独启动，在燃气管道14加装一个旁通，在火焰检测和所有的控制系统失灵的情况下，本设备可以手动操作。手动控制和自动控制系统由同一个电控箱16完成。

考虑到使用的安全性以及设备的寿命，在首次使用上述烘烤设备或者长期(超过30天)停用后重新点火时，需置换掉管内废气，通过放散管路放散，防止点火时发生爆鸣，需要长期(超过30天)停火时，需关闭进气口的手动二次阀门。在维修阀件时，严禁用扳手敲打，以免火花引燃管内的混合气体，条件允许的情况下，建议使用铜扳手。在烘烤装置长期不工作的时候，必须将包盖3放下或用一支架支撑，不能让电动推杆8长期受力，否则就会使制动机构失灵，在下次使用的时候就会因为失灵而造成事故。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围内。