一种转炉自动溅渣设备的制作方法

本申请涉自动控制技术领域，尤其涉及一种转炉自动溅渣设备。

背景技术：

转炉炼钢是指以铁水、废钢、铁合金为主要原料，不借助外加能源，靠铁液本身的物理热和铁液组分间的化学反应产生热量，而在转炉中完成炼钢的过程。在转炉炼钢的过程中，转炉内部的炉衬直接与金属液接触，受到较大的机械磨损和化学侵蚀，导致炉衬的使用寿命较低。

转炉溅渣护炉技术是近年来发展的一项新技术。溅渣护炉的基本原理是在转炉出钢后，自动调整气枪高度，通过气枪高速向渣液中吹氮气，转炉中的渣液以高速冲击力粘附到炉衬上，与炉壁牢固结合，可以有效阻止钢水对炉衬的侵蚀，抑制炉衬砖氧化脱碳，延长炉衬的使用寿命。

溅渣护炉通常包括三种模式，1)正常溅渣模式，即直接采用转炉内所有的渣液形成炉衬保护层；2)加料溅渣模式，即在转炉的渣液中添加一定合金成分，将渣液性能改善之后，溅渣形成炉衬保护层；3)留渣溅渣模式，即采用转炉内的一部分渣液形成炉衬保护层并将剩余的渣液排出转炉。

然而，目前正常溅渣模式已实现自动化操作，但是，对于加料溅渣模式还需要在溅渣之前还需要人工添加合金；对于留渣溅渣模式，还需要在溅渣之后，人工操作将多余渣液排出转炉，降低了转炉溅渣技术的自动化程度，影响溅渣效率。

技术实现要素：

本申请提供了一种转炉自动溅渣设备，以提高转炉溅渣技术的自动化程度和溅渣效率。

一种转炉自动溅渣设备，其特征在于，包括溅渣系统和加料系统，其中，

所述溅渣系统包括第一控制器，和分别与所述第一控制器连接的气压调节阀、流量调节阀、气体切断阀、气枪和转炉倾动装置；所述气枪通过管道与气源连通，所气压调节阀、所述流量调节阀和所述气体切断阀均设置于所述管道上；

所述加料系统包括第二控制器，和与所述第二控制器连接的自动加料装置和管理终端；

所述溅渣系统和所述加料系统通过通信模块连接。

可选的，所述溅渣系统还设有与所述第一控制器连接模式选择按钮，所述模式选择按钮包括正常溅渣模式按钮、加料溅渣模式按钮和留渣溅渣模式按钮。

可选的，所述溅渣系统还包括总控开关，所述总控开关与所述第一控制器连接。

可选的，所述通信模块包括与所述第一控制器连接的第一信号传输器，和与所述第二控制器连接的第二信号传输器。

可选的，所述通信模块包括西门子S7通信模块、WIFI通信模块、GSM通信模块、2G/3G/4G通信模块中的任一种。

可选的，所述第一控制器和所述第二控制器均为PLC。

可选的，所述气枪包括第一气枪和第二气枪，所述气体切断阀包括第一气体切断阀和第二气体切断阀，

所述第一气体切断阀设置于所述第一气枪与气源的连通管道上，所述第二气体切断阀设置于所述第二气枪与气源的连通管道上。

可选的，所述自动溅渣设备，其特征在于，还包括第一报警模块和第二报警模块所述第一报警模块与第一控制器连接，所述第二报警模块与第二控制器连接。

本申请提供的技术方案包括以下有益技术效果：

本申请提供的转炉自动溅渣设备包括溅渣系统和加料系统。在正常溅渣模式下，溅渣系统能够通过第一控制器控制气压调节阀、流量调节阀、气体切断阀、气枪联动操作，实现转炉的正常溅渣。在加料溅渣模式下，第一控制器通过通信模块发送加料信号给加料系统，加料系统中的第二控制器控制加料装置按照预设的指令，向转炉内加料，加料完成之后，第二控制器通过通信模块向溅渣系统发送加料完成信号。随后，溅渣系统执行正常溅渣操作。在留渣溅渣模式下，溅渣系统在完成溅渣之后，第一控制器控制转炉倾动装置运作，将转炉倾倒，排出转炉内的剩余渣液。该设备能够实现溅渣过程中的自动加料和排渣，显著提高了转炉溅渣技术的自动化程度和溅渣效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种转炉自动溅渣设备的连接框图。

图2为本申请实施例提供的溅渣系统的结构示意图。

附图标记说明：1、溅渣系统；11、第一控制器；12、气压调节阀；13、流量调节阀；14、气体切断阀；141、第一气体切断阀；142、第二气体切断阀；15、气枪；151、第一气枪；152、第二气枪；16、转炉倾动装置；17、模式选择按钮；171、正常溅渣模式按钮；172、加料溅渣模式按钮；173、留渣溅渣模式按钮；18、第一报警模块；19、总控开关；2、加料系统；21、第二控制器；22、自动加料装置；23、管理终端；24、第二报警模块；3、通信模块；31、第一信号传输器；32、第二信号传输器。

具体实施方式

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种转炉自动溅渣设备的连接框图。参见图1，该转炉自动溅渣设备，包括溅渣系统1和加料系统2。

溅渣系统1包括第一控制器11、气压调节阀12、流量调节阀13、气体切断阀14、气枪15和转炉倾动装置16。并且，该第一控制器11分别与气压调节阀12、流量调节阀13、气体切断阀14、气枪15和转炉倾动装置16连接，以控制其工作。

可选的，该溅渣系统1还设有与第一控制器11连接模式选择按钮17，该模式选择按钮17包括正常溅渣模式按钮171、加料溅渣模式按钮172和留渣溅渣模式按钮173。

需要说明的是，上述按钮是用于选择溅渣模式的按钮。例如，按下正常溅渣模式按钮171之后，第一控制器11控制溅渣系统1执行正常的溅渣操作。按下加料溅渣模式按钮172之后，第一控制器11和第二控制器21联动控制溅渣系统1和加料系统2，执行先加料后溅渣的操作。在按下留渣溅渣模式按钮173之后，第一控制器11控制溅渣系统1执行正常的溅渣操作，并将剩余渣液排出转炉外部。

可选的，该溅渣系统1还包括总控开关19，该总控开关19与第一控制器11连接。也就是说，在该总控开关19闭合之后，才能使用溅渣系统1，保证自动溅渣安全。

图2为本申请实施例提供的溅渣系统1的结构示意图。参见图2，气枪15通过管道与气源连通，并且，气压调节阀12、流量调节阀13和气体切断阀14均设置于该连通管道上。

需要说明的是，该气源采用氮气，这是由于氮气性能稳定，不易于渣液中的成分发生化学反应，影响渣液的性能。另外，氮气在空气中含量约为78％，氮气资源丰富且提取方便，有利于降低成本。

在本申请实施例中，该第一控制器11中存储有预设的控制指令。在溅渣的过程中，该气压调节阀12根据第一控制器11发出的控制指令调节气体的压力，例如，控制氮气的压力保持在1.7MPa。该流量调节阀13根据第一控制器11发出的控制指令调节气体的流量大小，以进一步控制气体的压力。该气体切断阀14根据第一控制器11发出的控制指令执行打开或者关闭的操作，控制气体的通断。

可选的，所述气枪15包括第一气枪151和第二气枪152。同时，对应于该第一气枪151和第二气枪152，该溅渣系统1的气体切断阀14包括第一气体切断阀141和第二气体切断阀142。该第一气体切断阀141设置于第一气枪151与气源的连通管道上，该第二气体切断阀142设置于该第二气枪152与气源的连通管道上。

在溅渣过程中，渣液可能会喷溅至气枪15口，导致气枪15堵塞，无法正常使用。当设置有两个气枪15时，就可以在一个气枪15出现故障时，使用备用气枪15执行后续操作。例如，当第一气枪151出现故障时，第一控制器11立即关闭第一气体切断阀141，并将第一气枪151提升至换枪位，更换第二气枪152，并打开第二气体切断阀142，执行后续未完成的操作，避免影响溅渣过程的正常进行。

可选的，该溅渣系统1还包括第一报警模块18，该第一报警模块18与第一控制器11连接。当溅渣系统发生故障，如，气压调节阀12、流量调节阀13的实际参数与预设的参数的差值大于预设的阀值时，该第一报警模块18发出报警信号，以提示现场的工作人员，设备出现故障。

加料系统2包括第二控制器21、自动加料装置22和管理终端23，并且，该第二控制器21分别与自动加料装置22和管理终端23连接。

可选的，该第一控制器11和第二控制器21均为PLC(Programmable Logic Controller，可编程控制器)。

PLC是种专门为在工业环境下应用的数字运算操作电子系统。它采用一种可编程的存储器，在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，通过数字式或模拟式的输入输出来控制各种类型的机械设备或生产过程。该PLC为公知的技术手段，对于PLC的工作过程和控制原理，本申请在此将不再赘述。

通常情况下，该自动加料装置22包括料仓、下料振动筛、称量斗、汇总斗和送料车。该料斗的数量为多个，用于分别存放不同的原料，每一个料仓的出料口设有一个下料振动筛，使原料均匀落入振动筛下方的称量斗内，在称量斗中称量结束之后，各种不同的原料进入汇总斗中混合均匀，随后通过送料车输送至转炉中。该自动加料装置22的控制原理及过程为公知的技术手段，本申请在此将不再赘述。

该溅渣系统1和该加料系统2之间通过通信模块3进行通信。可选的，该通信模块3包括与第一控制器11连接的第一信号传输器31，和与第二控制器21连接的第二信号传输器32。

可选的，该通信模块3可以是西门子S7通信模块、WIFI通信模块、GSM通信模块、2G/3G/4G通信模块中的任一种。也可通过数据线直接连接进行通信，如可采用RS485通信模式，即分别设置一个与第一信号传输器31和第二信号传输器32连接的RS485接口，通过RS485电缆线连接上述两个传输器，实现通信模块3的数据传输。

可选的，该管理终端23为计算机，该计算机包括处理器、显示器和键盘，用于在加料工艺需要调整时，编辑新的加料工艺并将其存储于第二控制器21中。

可选的，该加料系统2还包括第二报警模块，该第一报警模块与第二控制器连接。当加料系统发生故障，如，加料的种类和含量的实际参数与预设的参数的差值大于预设的阀值时，该第二报警模块发出报警信号，以提示现场的工作人员，设备出现故障。

本申请实施例提供的自动溅渣设备的具体工作流程如下所示。

1)正常溅渣模式

在转炉完成放钢并发出放钢结束信号之后，工作人员检查转炉工作无异常时，打开自动溅渣设备的总控开关19。当转炉内的渣液成分不需调整且渣液的含量满足溅渣条件时，工作人员选择“正常溅渣模式按钮171”，启动正常溅渣模式。

在正常溅渣的过程中，第一控制器11首先控制气枪15由等待位自动下降，当气枪15降至开氮位时，第一控制器11控制气体切断阀14打开，并控制气压调节阀12和流量调节阀13保证气体的压力，执行吹氮过程。示例性的，在气枪15降到外枪位2.0米时停止降枪，吹氮40秒，随后每隔40秒，气枪15下降0.5米，直至气枪15降到外枪位0.5米，在最低枪位吹氮气1分钟后提枪到等待位，在提枪到最初开氮位时，自动关闭气体切断阀14及流量调节阀13，正常溅渣过程结束。

2)加料溅渣模式

在转炉完成放钢并发出放钢结束信号之后，工作人员检查转炉工作无异常时，打开自动溅渣设备的总控开关19。当转炉内的渣液成分需要通过添加辅料调整时，工作人员选择“加料溅渣模式按钮172”，启动加料溅渣模式。

在加料溅渣的过程中，首先第二控制器21通过通信装置接收第一控制器11发送加料指令，并控制自动加料装置22按照系统预设的指令，执行加料过程。在加料结束之后，第二控制器21向第一控制器11发送加料技术指令。随后，第一控制器11执行正常溅渣模式，本实施例在此将不再赘述。

3)留渣溅渣模式

在转炉完成放钢并发出放钢结束信号之后，工作人员检查转炉工作无异常时，打开自动溅渣设备的总控开关19。当转炉内的渣液含量较多时，工作人员选择“留渣溅渣模式按钮173”，启动留渣溅渣模式。

在留渣溅渣的过程中，首先执行正常溅渣模式。随后，第一控制器11控制转炉倾动装置16工作，使转炉倾斜固定的角度，使多余渣液从炉口排出，再控制转炉回到零位，即正常工作位置。可选的，在排渣完毕之后，第一控制器11可再执行一次正常溅渣过程，使炉衬上的渣液分布均匀。

本申请提供的转炉自动溅渣设备包括溅渣系统1和加料系统2。在正常溅渣模式下，溅渣系统1能够通过第一控制器11控制气压调节阀12、流量调节阀13、气体切断阀14、气枪15联动操作，实现转炉的正常溅渣。在加料溅渣模式下，第一控制器11通过通信模块3发送加料信号给加料系统2，加料系统2中的第二控制器21控制加料装置按照预设的指令，向转炉内加料，加料完成之后，第二控制器21通过通信模块3向溅渣系统1发送加料完成信号。随后，溅渣系统1执行正常溅渣操作。在留渣溅渣模式下，溅渣系统1在完成溅渣之后，第一控制器11控制转炉倾动装置16运作，将转炉倾倒，排出转炉内的剩余渣液。该设备能够实现溅渣过程中的自动加料和排渣，显著提高了转炉溅渣技术的自动化程度和溅渣效率。

需要说明的是，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的内容，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。