一种炼钢氩气流量计量系统的制作方法

本实用新型涉及流量计量设备技术领域，尤其涉及一种炼钢氩气流量计量系统。

背景技术：

氩气是转炉炼钢工艺的主要气源，主要用途包括转炉底吹、钢包吹氩(转炉出钢过程、精炼过程及软吹氩)等，对氩气的要求是满足吹氩用供气量和气压稳定。炼钢吹氩的作用是，钢水出到包中后，将氩气从包底吹入包中，通过控制吹氩的压力和时间，使钢水沸腾精炼，达到均匀钢液化学成分和温度，加快化学反应，去除有害气体和夹杂物，净化钢液等目的。

目前，公司各工序大力开展降本增效，精细化生产，炼钢厂制钢一部区域共有3座转炉、3台铸机和3座精炼，氩气量消耗量是管控的一项重要指标，制钢一部通过3条氩气管道(如图1所示，铸机氩气管道、转炉氩气管道、精炼氩气管道)向十多个用气点输送气体，管道上分别安装有3套计量仪表。为了降低消耗，转炉底吹大部分改用了氮气，从搅拌而言氮气与氩气一样，且氮气便宜，但在高温下氮气能溶解在钢水中，其增氮量是随温度的升高及吹氮时间的延长而增加，当温度高于1575℃时，可使钢中氮含量增加0.003％，影响钢的质量，因而使用氮气作为搅拌气体也是有限制的，特别是在转炉生产特殊钢(如82b)，冶炼过程中，向转炉底吹就必须采用氩气，这样转炉氩气的用量范围变化就很大。

制钢一部这3套氩气量仪表由于实际生产时的工艺参数不符合仪表选型时提供的工艺参数，实际生产工艺状况是各用户使用量范围跨度太大(如转炉是否需要采用氩气底吹由是否冶炼品种钢决定)，小用户用量太小且不连续不稳定，存在间歇用气并伴随瞬间尖峰大流量的情况，计量仪表是不能满足这种特殊工艺测量条件要求使用的，现状是为了顾及最大流量的测量而造成小用量检测不出来；顾及最小流量的测量而造成瞬间最大用量超仪表量程的情况(如铸机氩气管道选用了最小测量范围的仪表，在生产品种钢(如82b)时就存在瞬间用量超仪表量程的情况)。总体上制钢一部这3套氩气量仪表计量结果数据偏低，不能作为氩气消耗核算使用。

现有其它大量程比流量技术：

①红塔烟草(集团)有限责任公司大理卷烟厂《一种大量程比的流量计量装置》(申请号cn201520751307.5公开(公告)号cn205066832u)专利技术是涉及一种大量程比的流量计量装置，旨在提供一种构造简单的大量程比的流量计量装置。它包括用于介质流通的管道，依次顺序连接于管道上的第一涡街流量计和第二涡街流量计，以及电性连接第一涡街流量计和第二涡街流量计的流量积算仪；所述第一涡街流量计的口径大于第二涡街流量计的口径，且第一涡街流量计的测量值范围与第二涡街流量计的测量值范围有重叠部分。本实用新型可在现有的技术条件下，有效提高涡街流量计的量程比，能在较大的流量变化范围内给出准确的流量数据。

②中冶南方工程技术有限公司《一种并联安装分段测量大量程比的流量测量装置》(申请号cn201420144534.7公开(公告)号cn204027618u)专利技术涉及一种并联安装分段测量大量程比的流量测量装置，包括工艺管路以及并联设置于其上的第一台流量计、第二台流量计，第一台流量计、第二台流量计的前端分别安设有与对应同口径的第一切断阀、第二切断阀；第一切断阀为常开型、第二切断阀为常闭型；第二台流量计的测量下限略低于第一台流量计的测量上限。由plc控制器自动检测流经工艺管路的流量大小，并对第一切断阀、第二切断阀进行连锁控制：在低段流量时，采用第一台流量计测量；在高段流量时，采用第二台流量计测量。本实用新型的有益效果：有效提高流量测量装置的量程比，测量准确度高，适合进行大测量范围的能源介质计量；简单方便、实用可靠、操作控制可行性高。

③毕托巴(上海)科技有限公司《一种低流速至高流速大量程比毕托巴流量计》(申请号cn201520538172.4公开(公告)号cn204902902u)专利技术涉及一种低流速至高流速大量程比毕托巴流量计，包括毕托巴传感器、差压变送器和流量积算仪，还包括4～20ma标准电流信号比较器；所述差压变送器由量程范围依次递增的多个差压变送器组成，每个差压变送器的输入端分别通过管线与所述毕托巴传感器的全压接口和静压接口相连，其信号输出端分别通过所述比较器与所述流量积算仪的信号输入端相连，所述比较器对多个差压变送器分别传送的电流i值进行比较并将介于4～20ma之间最大的i值电流信号传送给所述的流量积算仪。本实用新型特别适合管道内流体流速波动范围较大，即管道内流体流速由低流速到高流速不断变化时的流体流量测量。

现有技术中存在的问题和不足：

上述方法①中专利技术是通过依次顺序连接于管道上口径大小不一样且测量值范围有重叠部分的两台涡街流量计及配套流量积算仪，来提高涡街流量计的量程比；②中专利技术是在工艺管路并联设置二台流量计，其中第二台流量计的测量下限略低于第一台流量计的测量上限，通过plc控制器连锁控制在低段流量时，采用第一台流量计测量，在高段流量时，采用第二台流量计测量，来实现分段测量大量程比的流量；③中专利技术是将量程范围依次递增的多个差压变送器的输入端分别通过管线与毕托巴传感器的全压接口和静压接口相连，其输出信号经比较器将介于4～20ma之间最大的i值电流信号传送给流量积算仪测出最大流量。①②③专利技术都是解决单条管道流量扩大量程比问题，其中①是在第一台涡街流量计后顺序串联测量值范围不一样且有重叠部分的第二台涡街流量计，来提高涡街流量计的量程比；②是在第一台流量计并联测量下限略低于第一台流量计的测量上限的第二台流量计，通过plc控制采用哪台流量计测量，来实现分段测量大量程比的流量；③是在同一个节流装置上安装量程范围依次递增的多个差压变送器，通过比较器选择最大信号进行流量测量。在现有条件下①②③都需要增加一定仪表设备，才能解决现场实际一些使用量计不上量造成计量结果数据偏低问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种炼钢氩气流量计量系统，在不增加仪表设备的前提下，解决了炼钢厂制钢一部氩气消耗由于现场实际工艺原因造成一些虽然使用了，仪表却计不上量，使得计量结果数据偏低问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下的技术方案：

一种炼钢氩气流量计量系统，其特征在于，包括铸机氩气管道、转炉氩气管道和精炼氩气管道，所述铸机氩气管道、所述转炉氩气管道和所述精炼氩气管道分别设置有第一流量计、第二流量计和第三流量计，所述第一流量计的上游和下游分别设置有第一阀门和第二阀门，所述第二流量计的上游和下游分别设置有第三阀门和第四阀门，所述第三流量计的上游和下游分别设置有第五阀门和第六阀门，所述第二阀门、所述第四阀门和所述第六阀门的后端依次通过设置有第七阀门的第一联络管道和设置有第八阀门的第二联络管道相连通。

优选地，所述流量计为旋进流量计。

本实用新型相对于现有技术具有如下的有益效果：

利用现有条件在不增加仪表设备的前提下采取合并用户的方案，通过控制选择只使用其中至少一套合适测量范围的流量计，解决炼钢厂制钢一部氩气小用户分散、间歇用气，用量太小且不连续不稳定，用户使用量范围跨度太大及用气瞬间尖峰大流量超仪表量程等现场实际工艺原因不满足流量计使用要求而造成一些使用量计不上量导致计量结果数据偏低的技术问题。

附图说明

图1为制钢一部氩气流量计量系统结构示意图；

图中，11.铸机氩气管道，12.转炉氩气管道，13.精炼氩气管道，14.第一流量计，15.第二流量计，16.第三流量计；

图2为本实用新型的机构示意图；

图中，1.第一阀门，2.第二阀门，3.第三阀门，4.第四阀门，5.第五阀门，6.第六阀门，7.第七阀门，8.第八阀门，9.第一联络管道，10.第二联络管道，11.铸机氩气管道，12.转炉氩气管道，13.精炼氩气管道，14.第一流量计，15.第二流量计，16.第三流量计。

具体实施方式

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。

如图1所示为目前我公司炼钢一部使用的3条氩气工艺管道，分别为铸机氩气管道11、转炉氩气管道12和精炼氩气管道13以及设置在铸机氩气管道11上的第一流量计、设置在转炉氩气管道12上的第二流量计和设置在精炼氩气管道13上的第三流量计。

本实用新型一种炼钢氩气流量计量系统，是在炼钢一部使用的3条氩气工艺管道的基础下不增加仪表设备，通过合并用户，即根据工艺生产情况，合理选择控制仅使用其中至少一套流量计，最终解决炼钢厂制钢一部氩气消耗量由于现场实际工艺原因不满足流量计使用条件造成计量结果数据偏低的技术问题，具体如下：

如图2所示，本实用新型提供了一种炼钢氩气流量计量系统，包括铸机氩气管道11、转炉氩气管道12和精炼氩气管道13，所述铸机氩气管道11、所述转炉氩气管道12和所述精炼氩气管道13分别设置有第一流量计、第二流量计和第三流量计，所述第一流量计14的上游和下游分别设置有第一阀门1和第二阀门2，所述第二流量计15的上游和下游分别设置有第三阀门3和第四阀门4，所述第三流量计16的上游和下游分别设置有第五阀门5和第六阀门6，所述第二阀门2、所述第四阀门4和所述第六阀门6的后端依次通过设置有第七阀门7的第一联络管道9和设置有第八阀门8的第二联络管道10相连通。

本实用新型中所述流量计为旋进流量计。

本实用新型中，所述第七阀门7和所述第八阀门8正常情况是常开的，其目的在于，保证3条氩气工艺管道，所述铸机氩气管道11、所述转炉氩气管道12及所述精炼氩气管道13在所述第二阀门2、第四阀门4和第六阀门6后端是连通的；通过控制所述第一阀门1、第二阀门2、第三阀门3、第四阀门4、第五阀门5和第六阀门6的开关状态，可以选择仅使用第一流量计14，或者第二流量计15，或者第三流量计16其中的至少一套流量计，最终结果是实现了用户合并。

下面以具体实施例对本实用新型的上述技术方案进行详细的说明：

实施例1

制钢一部在正常生产时，可选择第三流量计16作为氩气流量计量使用，流量计量程为45nm³/h～350nm³/h；控制第一阀门1、第二阀门2、第三阀门3和第四阀门4保持关闭状态，第五阀门5、第六阀门6、第七阀门7和第八阀门8保持打开状态，通过制钢一部的精炼氩气管道13、第一联络管道9和第二联络管道10给制钢一部所有用户供氩气。

当接到改生产特殊品种钢要求时，可选择制钢一部第二流量计15作为氩气流量计量使用，流量计量程为80nm³/h～500nm³/h；控制第一阀门1、第二阀门2、第五阀门5和第六阀门6保持关闭状态，第三阀门3、第四阀门4、第七阀门7和第八阀门8保持打开状态，通过制钢一部转炉氩气管道12、第一联络管道9和第二联络管道10给制钢一部所有用户供氩气。

当有部分产线停产检修时，可选择第一流量计14作为氩气流量计量使用，流量计量程为20nm³/h～100nm³/h；控制第三阀门3、第四阀门4、第五阀门5和第六阀门6保持关闭状态，第一阀门1、第二阀门2、第七阀门7和第八阀门8保持打开状态，通过制钢一部的铸机氩气管道11、第一联络管道9和第二联络管道10给制钢一部所有用户供氩气。

当制钢一部部分作业区氩气管道需要检修停介质时，只要通过组合控制关闭第二阀门2、第四阀门4、第六阀门6、第七阀门7、第八阀门8即可停止该管道氩气介质。

以上所述仅为本实用新型的优选实施方式而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。