连铸二冷区高压空气杂质过滤系统及其使用方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及连铸二冷区冷却过程中对高压空气中杂质进行过滤的系统及该系统的使用方法，属空气过滤设备技术领域。
【背景技术】
[0002]连铸二冷区采用气-水雾化冷却技术对铸坯进行冷却，气-水雾化冷却技术是指利用高压空气的能量在喷嘴中将水滴进一步雾化，使喷出的水滴直径变小、速度增加、喷水面积增大，该项技术具有冷却均匀、高效和可控性强的优点；气-水雾化冷却技术中的“气”和“水”主要通过高压空气管道和冷却水管道进行输送，在生产过程中，高压空气中由于不可避免地存有水分，造成管道内壁表面物质被氧化、剥落，这种大量剥落下来的氧化物杂质会被吹扫到管道的终端，从而进入喷嘴中造成喷嘴的堵塞，使喷嘴的雾化能力大幅度下降，这样一方面会造成喷出的水雾无法均匀覆盖整个铸坯的表面，导致铸坯表面的温度不均匀，甚至水雾中会夹杂大颗粒的水滴，导致铸坯表面出现异常低温点而出现表面裂纹，严重时还会造成喷嘴无法喷水，致使铸坯漏钢、变形，以及产生表面裂纹、内部偏析等铸坯质量缺陷，更有甚者会损坏连铸设备，从而严重影响到铸坯质量以及连铸生产的稳定运行。因此，有效去除二冷区高压空气中的氧化物杂质，对于提升气-水雾化冷却效果，确保铸坯质量，保证连铸设备的正常运行具有十分重要的意义。
[0003]现有技术中消除二冷区高压空气中杂质的方法主要有三种，一是通过净化、干燥等措施，去除高压空气中的水分，从而避免对输送管道内部的腐蚀，去除氧化物杂质，但这种方法无法完全去除高压空气中的水分，也就无法完全避免因其对输送管道内壁的腐蚀而出现的氧化物杂质；二是加强设备点检，及时更换被堵塞的喷嘴，从而确保气-水雾化冷却效果。但这种方法一方面会增加现场人员的劳动强度，影响到实际的点检效果，另一方面会增加备件费用，从而影响到生产成本；第三种方法是在高压空气管道中安装一个滤网，从而过滤掉高压空气中的氧化物杂质，这种方法在使用初期效果较好，能够较好地过滤掉高压空气中的氧化物杂质，确保气-水雾化效果，但是由于其安装较为复杂，因此过滤网不容易更换，从而无法确保设备的维护周期；而经过较长时间的过滤后，过滤网表面会被氧化物杂质堵塞，导致高压空气的工作压力下降，从而直接影响到气-水雾化效果；此外，这种方法无法反馈信息，现场工作人员无法及时发现过滤网的当前状态，因此无法根据其实际工作状态而进行及时的更换。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是提供一种连铸二冷区高压空气杂质过滤系统及其使用方法，通过增加高压空气除尘控制系统和对过滤装置的改进，实现过滤装置工作状态的实时监控和自动清洁，去除其中的氧化物杂质，从而能够在长期有效稳定高压空气压力的同时确保高压空气的质量，解决【背景技术】缺陷。
[0005]解决上述技术问题的技术方案是:
[0006]连铸二冷区高压空气杂质过滤系统，包括杂质过滤装置和除尘控制系统，杂质过滤装置由除尘室、安装于除尘室两侧的进气管和出气管、安装于除尘室底部与除尘室连通的集尘室和与集尘室下部出口连接的排污管构成，除尘室顶部设有密封盖，内部装配有空气过滤网，进气管入口处安装进气口电磁阀，出气管出口与气-水雾化喷嘴连接，出口处安装出气口电磁阀，出气管侧壁与反吹氮气管连通，反吹氮气管入口处安装反吹氮气电磁阀，排污管出口处安装排污口电磁阀；进气管和出气管的管壁上还安装有进气压力传感器和出气压力传感器；除尘控制系统由计算机、分别与计算机连接进行数据通讯的连铸生产调度PLC、二冷区高压空气PLC、入口 PLC、出口 PLC、反吹氮气PLC、排污PLC和发声装置组成；入口 PLC与进气口电磁阀和进气压力传感器相连接，出口 PLC与出气口电磁阀和出气压力传感器相连接，反吹氮气PLC、排污PLC分别与反吹氮气电磁阀和排污口电磁阀相连接。
[0007]上述的连铸二冷区高压空气杂质过滤系统，所述空气过滤网为横截面呈T字型的圆筒形空气过滤网，所述除尘室内壁沿其周向固定有环形支撑板，空气过滤网T字型上沿卡设于环形支撑板中；所述集尘室成漏斗状，排污管与漏斗状集尘室的出口连接。
[0008]连铸二冷区高压空气杂质过滤系统的使用方法，包含以下步骤:
[0009]步骤1:除尘控制系统中的计算机实时采集连铸生产调度PLC中所反馈的连铸“浇铸开始”命令信号和“浇铸停止”命令信号；
[0010]步骤2:当计算机接收到“浇铸开始”命令信号后，向入口 PLC、出口 PLC、反吹氮气PLC和排污PLC发出指令信号，将进气口电磁阀和出气口电磁阀打开，将排污口电磁阀和反吹氮气电磁阀关闭，此时，高压空气在外界压力作用下经除尘室中的空气过滤网进入气-水雾化喷嘴中，实现高压空气被过滤除尘的功能；
[0011]步骤3:当计算机接收到“浇铸停止”命令信号后，向入口 PLC、出口 PLC发出指令信号，将进气口电磁阀和出气口电磁阀关闭；向反吹氮气PLC和排污PLC发出指令信号，将排污口电磁阀和反吹氮气电磁阀打开；此时，高压氮气将会在外界压力的作用下经反吹氮气管进入除尘室中对空气过滤网进行反吹扫处理；从空气过滤网上吹扫下来的氧化物杂质会掉入集尘室中，并在氮气压力的作用下经排污管排出；
[0012]步骤4:根据计算机中内设的氮气固定吹扫时长持续吹扫后，计算机再次分别向入口 PLC、出口 PLC、反吹氮气PLC和排污PLC发出指令信号，将进气口电磁阀和出气口电磁阀打开，将排污口电磁阀和反吹氮气电磁阀关闭，此时高压空气将在外界压力的作用下进入除尘室，并根据计算机中内设的高压空气固定时长持续吹气，吹气过程中，计算机对吹气时间进行记录，并以Is为周期不断采集进气压力传感器和出气压力传感器所反馈回来的气体压力值，根据计算机内设程序进行以下操作:
[0013](1)、计算机首先记录下当前时刻进气管的进口和出气管的出口压力差Λ Ρ ;
[0014](2)、吹气时间达到计算机中内设的高压空气固定时长后，计算机得出在该时间段内的压力差平均值；
[0015]步骤5:计算机向入口 PLC发出指令信号，关闭进气口电磁阀，然后根据的大小利用计算机内置程序对空气过滤网的工作状态进行评估，具体是:
[0016](1)、当值在0.03-0.08MPa范围内时，则计算机认为已将空气过滤网吹扫干净，其表面没有再沾结氧化物杂质，此时，计算机会通过发声装置向现场工作人员发出空气过滤网已经清扫干净的信息，表明该过滤系统可以进行下一浇次的连铸生产；
[0017](2)、当值大于0.08MPa时，则计算机认为尚未将空气过滤网清扫干净，其表面还沾有较多的氧化物杂质，则计算机将会在等待lmin后，重复步骤3-步骤5的操作，然后再次检测的值，如果该值的大小在0.03-0.08MPa范围内时，则计算机会通过发声装置向现场工作人员发出空气过滤网已经清扫干净的信息；如果该值仍然大于0.08MPa，则继续重复步骤3-步骤5的操作，至多重复3次，若重复吹扫3次后值仍然大于0.08MPa，则计算机会通过发声装置向现场工作人员发出需更换空气过滤网的提示信息；
[0018](3)、当值小于0.03MPa时，则计算机认为该空气过滤网已经破损，无法继续开展空气过滤工作，则计算机会通过发声装置向现场工作人员发出需更换空气过滤网的提示信息;
[0019]步骤6:计算机在完成对空气过滤网工作状态的评估后，会同时向入口 PLC、出口PLC、反吹氮气PLC和排污PLC发出指令信号，将进气口电磁阀、出气口电磁阀、排污口电磁阀和反吹氮气电磁阀关闭，避免氧化物杂质进入除尘室，并等待下一个连铸浇次的开始。
[0020]上述的连铸二冷区高压空气杂质过滤系统的使用方法，所述步骤3中反吹氮气管中氮气压力为0.6-0.8MPa ;所述步骤4中计算机内设的氮气固定吹扫时长为3_4min，高压空气固定时长为5_6min。
[0021]本发明的有益效果是:
[0022]本发明在对杂质过滤装置结构进行改进的基础上，建立除尘控制系统与杂质过滤装置的通讯连接，实现杂质过滤、空气过滤网工作状态评估和空气过滤网自动吹扫三种功能，从而能够长期、稳定、有效地向气-水雾化喷嘴提供清洁的高压空气，确保了连铸二冷区气-水雾化冷却工艺的稳定实施；解决了长期困扰连铸生产过程中二冷区高压空气中杂质的过滤以及过滤设备高效、稳定维护的难题，对提高铸坯质量和保持连铸生产的稳定运行起到至关重要的作用，具有显著的经济效益，在行业内有极大的推广使用价值。
【附图说明】
[0023]图1为杂质过滤装置示意图；
[0024]图2为空气过滤网示意图；
[0025]图3为除尘控制系统连接示意图；
[0026]图4为高压空气过滤控制流程图；
[0027]图中标记为:除尘室1、进气管2、出气管3、集尘室4、排污管5、密封盖6、空气过滤网7、进气口电磁阀8、气-水雾化喷嘴9、出气口电磁阀10、反吹氮气管11、反吹氮气电磁阀12、排污口电磁阀13、进气压力传感器14、出气压力传感器15、环形支撑板16、连铸生产调度PLC17、二冷区高压空气PLC18、入口 PLC19、出口 PLC20、反吹氮气PLC21、排污PLC22、发声装置23、计算机24。
【具体实施方式】
[0028]图1和图2显示，本发明杂质过滤装置由除尘室1、安装于除尘室1两侧并与其连通的进气管2和出气管3、安装于除尘室1底部与除尘室1连通的集尘室4和与集尘室4下部出口连接的排污管5构成，除尘室1的顶部设有密封盖6，内部装配有空气过滤网7，空气过滤网7为横截面呈T字型的圆筒形空气过滤网，除尘室1的内壁沿其周向固定安装有环形支撑板16，空气过滤网7的T字型上沿卡设于环形支撑板16中，空气过滤网7的圆筒直径与环形支撑板16的内径相匹配；集尘室4成漏斗状，排污管5与漏斗状集尘室4的出口连接；进气管2的入口处安装进气口电磁阀8，出气管3的出口与气-水雾化喷嘴9连接，出口处安装出气口电磁阀10，出气管3的侧壁与反吹氮气管11连通，反吹氮气管11的入口处安装反吹氮气电磁阀12，排污管5的出口处安装排污口电磁阀13 ;进气管2和出气管3的管壁上还安装有进气压力传感器14和出气压力传感器15，用于测量进气管2和出气管3中高压空气的通气量。
[0029]图3显示，除尘控制系统由计算机24、分别与计算机24连接进行数据通讯的连铸生产调度PLC17、二冷区高压空气PLC18、入口 PLC19、出口 PLC20、反吹氮气PLC21、排污PLC22和发声装置23组成；入口 PLC19与进气口电磁阀8和进气压力传感器14相连接，出口 PLC20与出气口电磁阀10和出气压力传感器15相连接，反吹氮气PLC21、排污PLC22分别与反吹氮气电磁阀12和排污口电磁阀13相连接。
[0030]图4显示，本发明连铸二冷区高压空气杂质过滤系统的使用方法，包含以下步骤:
[0031]步骤1:除尘控制系统中的计算机24实时