本发明提供一种转炉底吹系统，该转炉底吹系统包括：气包、调节阀、流量计、以及至少一个切断阀，其中气包用于存储和传送气体，每个切断阀通过相应的切换管路并联在气包的进气口处，调节阀和流量计通过底吹管路串接在气包的出气口处，流量计用于测量气包的出气口处的气体流量，调节阀用于调节气包的出气口处的气体流量；其中，该系统还包括：控制器，与调节阀、流量计、每个切断阀电连接，控制器用于根据预先存储的气体供应模式控制每个切断阀的开启和关闭，获取流量计测量到的气包的出气口处的气体流量，并根据气体流量以及气体供应模式对调节阀进行调节。通过使用本发明提供的转炉底吹系统，可以自动地对气体流量进行控制，大大提高了工作效率。
1.一种转炉底吹系统（200），该转炉底吹系统（200）包括：气包（30）、调节阀（10）、流量计（20）、以及至少一个切断阀（40），其中所述气包（30）用于存储和传送气体，每个切断阀通过相应的切换管路并联在所述气包（30）的进气口处，所述调节阀（10）和所述流量计（20）通过底吹管路串联在所述气包（30）的出气口处，所述流量计（20）用于测量所述气包（30）的出气口处的气体流量，所述调节阀（10）用于调节所述气包（30）的出气口处的气体流量；其特征在于，该系统还包括：控制器（50），与所述调节阀（10）、所述流量计（20）、每个切断阀（40）电连接，该控制器（50）用于根据预先存储的气体供应模式控制每个切断阀（40）的开启和关闭，获取所述流量计（20）测量的所述气包（30）的出气口处的气体流量，并根据所述气体流量以及所述气体供应模式对所述调节阀（10）进行调节。
2.根据权利要求1所述的转炉底吹系统（200），其中，所述气体供应模式包括吹炼期中的气体切换时机及各个时间阶段的气体供应强度值，所述控制器（50）根据气体强度-气体流量转换公式将所述气体供应强度值转换成气体供应流量，并通过所测量的气体流量与所述气体供应流量的比较来对所述调节阀（10）进行调节从而控制底吹管路中的气体流量；
其中，参数F表示待求的气体流量，单位为标准立方米每小时；参数Q表示所使用的转炉的转炉容量，单位为吨；参数T为常量60，单位为分钟每小时；参数q表示供气强度，单位为标准立方米每吨·分钟。
3.根据权利要求1所述的转炉底吹系统（200），其中，该转炉底吹系统（200）还包括至少一个极限检测设备，所述极限检测设备的个数与所述切断阀（40）的个数相等，每个极限检测设备安装在对应的切断阀（40）上，用于检测该对应的切断阀（40）是否处于完全开启或完全关闭位置，并在该对应的切断阀（40）不是处于完全开启或完全关闭位置时发出切断阀故障信号。
4.根据权利要求1所述的转炉底吹系统（200），其中，所述控制器（50）中还存储有最小气体流量，当所述控制器（50）获取的所述流量计（20）所检测到的气体流量小于该最小气体流量时，发出底吹管路堵塞报警信号。
5.根据权利要求4所述的转炉底吹系统（200），其中，所述最小气体流量的范围为
6.根据权利要求1所述的转炉底吹系统（200），其中，该转炉底吹系统（200）包括多个调节阀（10）和多个流量计（20），每个调节阀（10）与每个流量计（20）通过相应的底吹管路串联后并联在所述气包（30）的出气口处。
7.根据权利要求1所述的转炉底吹系统（200），其中，该转炉底吹系统（200）还包括第一压力检测装置（70），该第一压力检测装置（70）通过底吹管路与所述调节阀（10）、所述流量计（20）串联在气包（30）的出气口处，并与所述控制器（50）电连接，用于检测底吹管路中所述第一压力检测装置（70）处的气体压力，并传送给所述控制器（50），所述控制器（50）中还存储有底吹管路中所述第一压力检测装置（70）处对应的设定压力，如果所述第一压力检测装置（70）所检测到的压力大于设定压力，则所述控制器（50）判断底吹管路中出现了堵塞，并发出底吹管路堵塞报警信号。
8.根据权利要求7所述的转炉底吹系统（200），其中，所述第一压力检测装置（70）位于所述调节阀（10）与所述流量计（20）之间的底吹管路中，或者位于所述调节阀（10）和所述流量计（20）两侧中的任一侧的底吹管路中。
9.根据权利要求7或8所述的转炉底吹系统（200），其中，该转炉底吹系统（200）还包括第二压力检测装置（80），该第二压力检测装置（80）位于第一压力检测装置（70）与所述气包（30）之间的底吹管路中，与所述控制器（50）电连接，用于检测底吹管路中该第二压力检测装置（80）处的气体压力，并传送给所述控制器（50），所述控制器（50）将所述第二压力检测装置（80）检测到的气体压力与所述第一压力检测装置（70）检测到的压力进行比较，如果所述第一压力检测装置（70）检测到的气体压力远小于所述第二压力检测装置（80）检测到的气体压力，则所述控制器（50）判断所述第一压力检测装置（70）与所述气包（30）之间的底吹管路中出现了堵塞，并发出底吹管路堵塞报警信号；如果所述第一压力检测装置（70）检测到的气体压力约等于所述第二压力检测装置（80）检测到的气体压力，则所述控制器（50）判断所述第一压力检测装置（70）远离所述气包（30）的一侧的底吹管路中出现了堵塞，并发出底吹管路堵塞报警信号。
10.根据权利要求1所述的转炉底吹系统（200），其中，所述切断阀（40）为至少两个时，所述控制器（50）保证所述至少两个切断阀（40）中至少有一个切断阀（40）处于完全开启位置。
一种转炉底吹系统
技术领域
[0001] 本发明涉及一种转炉底吹系统。
背景技术
[0002] 目前对炼钢底吹转炉中底吹管路的气体控制方式一般采用手动控制方式，即通过手动控制阀门来实现对气体的供给和流量控制。由于手动控制操作不便，不能随工艺的变化而自动变化，严重影响了工作效率。并且由于现有的手动控制方法监控手段落后，不能准确及时地进行气体切换，因而对生产成本和炼钢质量造成了较大影响。
发明内容
[0003] 针对现有技术中转炉底吹需要手动控制、操作不便的问题，本发明提供一种能够自动控制转炉底吹的转炉底吹系统。
[0004] 本发明提供一种转炉底吹系统，该转炉底吹系统包括：气包、调节阀、流量计、以及至少一个切断阀，其中所述气包用于存储和传送气体，每个切断阀通过相应的切换管路并联在所述气包的进气口处，所述调节阀和所述流量计通过底吹管路串接在所述气包的出气口处，所述流量计用于测量所述气包的出气口处的气体流量，所述调节阀用于调节所述气包的出气口处的气体流量；其中，该系统还包括：控制器，与所述调节阀、流量计、每个切断阀电连接，该控制器用于根据预先存储的气体供应模式控制每个切断阀的开启和关闭，获取所述流量计测量到的所述气包的出气口处的气体流量，并根据所述气体流量以及所述气体供应模式对所述调节阀进行调节。
[0005] 根据本发明提供的转炉底吹系统，可以通过控制切断阀的开启和关闭、获取地底吹管路中的气体流量、并根据气体流量和气体供应模式对调节阀进行调节，从而能够实时地对底吹管路中的气体流量进行控制，准确及时地进行气体切换，实现气体管路中气体流量的稳定供给，并且大大提高了工作效率，减少了生产成本，提高了炼钢质量，避免了现有技术中需要通过手动进行控制、操作不便等问题。
附图说明
[0006] 图1为根据本发明的一种实施方式的转炉底吹系统与转炉、供气总管之间的连接框图；
[0007] 图2为根据本发明的一种优选实施方式的转炉底吹系统与转炉、供气总管之间的连接框图。
具体实施方式
[0008] 下面结合附图与实施方式对本发明做进一步说明。
[0009] 图1为根据本发明的一种实施方式的转炉底吹系统与转炉、供气总管之间的连接框图。为进行说明，图1中还示出了转炉100，调节阀10和流量计20串联后通过底吹管路连接到转炉100底部。如图1所示，根据本发明提供的转炉底吹系统200：气包30、调节阀10、流量计20、以及至少一个切断阀40(图1中示出了两个切断阀40)，其中所述气包30用于存储和传送气体，每个切断阀通过相应的切换管路并联在所述气包30的进气口处，所述调节阀10和所述流量计20通过底吹管路串接在所述气包30的出气口处，所述流量计20用于测量所述气包30的出气口处的气体流量，所述调节阀10用于调节所述气包30的出气口处的气体流量；其中，该系统还包括：控制器50，与所述调节阀10、流量计20、每个切断阀
40电连接，该控制器50用于根据预先存储的气体供应模式控制每个切断阀40的开启和关闭，获取所述流量计20测量到的所述气包30的出气口处的气体流量，并根据所述气体流量以及所述气体供应模式对所述调节阀10进行调节。
[0010] 其中，气包30用于存储来自各个切换管路的气体和传送气体。
[0011] 每个切断阀40用于控制相应的供气总管300中的气体是否流入所述气包30，每个切断阀40均应当处于完全开启位置或完全关闭位置，处于完全开启位置时气体总管300中的气体可以流入气包30，处于完全关闭位置时气体不能流入气包30。每个切断阀40分别与一个供气总管300连接，如图1所示，每个切断阀40与相应的供气总管300通过切换管路连接。
[0012] 其中所述气体供应模式包括吹炼期中的气体切换时机及各个时间阶段的气体供应强度值，控制器50根据气体强度-气体流量转换公式(可以是本领域现有的公式)将气体供应强度值转换成气体供应流量，并通过所测量的气体流量与所述气体供应流量的比较来对调节阀10进行调节从而控制底吹管路中的气体流量。气体供应模式可以是事先制定好的，可以采用包括例如图、表、曲线等形式，其可以根据炼钢工艺中不同钢种的含碳量、吹炼周期以及出钢量等参数来制定，包括了在吹炼期中气体种类、供气强度随着时间的变化关系。在具体实施中可以采用氮气、以及氩气和氦气等惰性气体作为底吹气体，每个供气总3
管300通入一种气体，供气强度可调，例如供气强度范围可以为0.01-0.1m/min·t，在进行吹炼时可以根据所需钢种的含碳量来决定气体切换的时间和各个时间阶段的气体供应强度值。控制器50可以将所存储的供气强度值转换为气体供应流量，并对调节阀10进行调节，使得底吹管路中的气体流量达到气体供应流量。进行转换时可以采用如下所示的气体强度-气体流量转换公式：
[0013] F＝Q*T*q
[0014] 其中参数F表示待求的气体流量，单位为标准立方米每小时(Nm3/h)；参数Q表示所使用的转炉的转炉容量，单位为吨(t)，例如为130t或135t；参数T可以为常量60，单位3
为分钟每小时(min/h)；参数q表示供气强度，单位标准立方米每吨·分钟(Nm/min·t)。
[0015] 由于转炉底吹系统200中的切断阀40可能出现故障，本发明提供的转炉底吹系统200还包括至少一个极限检测设备(未示出)，极限检测设备的个数与切断阀40的个数相等，每个极限检测设备安装在对应的切断阀40上，用于检测该对应的切断阀40是否处于完全开启或完全关闭位置，并在对应的切断阀40不是处于完全开启或完全关闭位置时发出切断阀故障信号。从而在转炉底吹系统200中的任意一个切断阀40未被正确开启或关闭时，可以及时进行报警，以便于维修人员进行处理。
[0016] 流量计20用于测量底吹管路中的气体流量，并将所测量到的气体流量传送给控制器50，例如可以采用涡街流量计。
[0017] 调节阀10用于在控制器50的控制下调节底吹管路中的气体流量。调节阀10可以处于任意位置，包括完全开启位置、完全关闭位置、以及介于其问的任何位置。所述调节阀10可以采用例如薄膜调节阀。
[0018] 其中图1所示的调节阀10与流量计20的位置可以互换，即并不限定调节阀10还是流量计20位于离气包30更近的底吹管路中。
[0019] 其中所述转炉底吹系统200包括多个调节阀10和多个流量计20，每个调节阀10与每个流量计20通过相应的底吹管路串联后并联在所述气包30的出气口处。也就是说，所述转炉底吹系统200中的调节阀10和流量计20均可以为多个，连接在气包30的出气口处的底吹管路可以为多条，其中每条底吹管路中可以包括一个调节阀10和一个流量计20相互串联。从而可以使得进入转炉的气体搅拌更加均匀，并且避免了在只有一条底吹管路、而该管路出现堵塞时气体无法流入转炉100的情况。例如参见图2的实施方式，其中所述转炉底吹系统200包括多个调节阀10……1n、多个流量计20……2n，其中n为大于零的整数，每条底吹管路中包括一个调节阀、一个流量计串联到气包30的出气口处。
[0020] 针对底吹管路中容易出现堵塞而工作人员不能及时得知的问题，控制器50中可以存储最小气体流量，当所述控制器50获取的流量计20所检测到的气体流量小于最小气体流量时，会发出底吹管路堵塞报警信号。从而工作人员可以及时得知底吹管路中出现了3
堵塞，以便于进行处理。所述预定最小流量可以是预先设定的，例如其范围可以为30Nm/
3 3
h-50Nm/h，优选为50Nm/h。
[0021] 所述控制器50可以采用例如西屋的DCS(分布式控制系统)来实现。
[0022] 图2为根据本发明的一种优选实施方式的转炉底吹系统与转炉、供气总管之间的连接框图。如图2所示，除了图1所示的组成部分之外，所述转炉底吹系统200还可以包括第一压力检测装置70，该第一压力检测装置70通过底吹管路与调节阀10、流量计20串联在气包30的出气口处，与所述控制器50电连接，用于检测底吹管路中第一压力检测装置70处的气体压力，并传送给控制器50，控制器50中存储有压力检测装置70处对应的设定压力，如果第一压力检测装置70所检测到的压力大于设定压力，则所述控制器判断底吹管路中出现了堵塞，并发出底吹管路堵塞报警信号。其中所述第一压力检测装置70可以为压力变送器或者压力检测器。此时，所述第一压力检测装置70位于所述调节阀10与所述流量计20之间的底吹管路中，或者位于所述调节阀10和所述流量计20两侧中的任一侧的底吹管路中。
[0023] 由于现有技术中底吹管路中出现堵塞时无法判断堵塞的位置，只能对整条底吹管路进行检查，严重影响了检修效率，因此本发明提供的转炉底吹系统200还可以包括第二压力检测装置80，该第二压力检测装置80位于第一压力检测装置70与所述气包30之间的底吹管路中，即第二压力检测装置80比第一压力检测装置80离气包30的距离更近，第二压力检测装置80与所述控制器50电连接，用于检测底吹管路中该第二压力检测装置80处的气体压力，并传送给所述控制器50，所述控制器50将所述第二压力检测装置80检测到的气体压力与所述第一压力检测装置70检测到的压力进行比较，如果所述第一压力检测装置70检测到的气体压力远小于所述第二压力检测装置80检测到的气体压力，则所述控制器50判断所述第一压力检测装置70与所述气包30之间的底吹管路中出现了堵塞，并发出底吹管路堵塞报警信号；如果所述第一压力检测装置70检测到的气体压力约等于所述第二压力检测装置80检测到的气体压力，则所述控制器50判断所述第一压力检测装置70远离所述气包30的一侧(即第一压力检测装置70与转炉100之间)的底吹管路中出现了堵塞，并发出底吹管路堵塞报警信号。从而可以使工作人员得知底吹管路中哪一侧出现了堵塞，有利于进行检修。其中所述第二压力检测装置80也可以为压力变送器或者压力检测器。
[0024] 所述转炉底吹系统200中可以包括多个第一压力检测装置70和多个第二压力检测装置80，其中，连接在气包30的出气口处的每条底吹管路可以包括相互串联的一个第一压力检测装置70、一个调节阀10、一个流量计20、以及一个第二压力检测装置80。例如见图2的实施方式，所述转炉底吹系统200包括第一压力检测装置70-7n、调节阀10-1n、流量计20-2n、第二压力检测装置70-7n，其中n为大于零的整数，每条底吹管路中分别包括一个第一压力检测装置、一个调节阀、一个流量计、一个第二压力检测装置串联在气包30的出气口处，每个切断阀连接在气包30的进气口处，每个切断阀分别连接到一个供气总管。
[0025] 为了避免由于所有切断阀都关闭的情况下没有气体流入底吹管路而导致底吹管路中出现堵塞，根据本发明提供的转炉底吹系统，所述切断阀40为至少两个时，所述控制器50保证所述至少两个切断阀40中至少有一个切断阀40处于完全开启位置。即所有切断阀不会同时处于完全关闭位置，从而吹炼期在控制器的控制下向转炉100通入气体，在非吹炼期可以通入较小流量的气体，从而避免了转炉底吹系统中出现堵塞。
[0026] 需要说明的是，本发明提供的转炉底吹系统中的组成部分同样可以应用于转炉复吹系统等炼钢转炉系统中。上面的描述只是对本发明做出解释而不是来限定本发明的，任何本领域内技术人员根据本发明不经创造性劳动而做出的修改及变化都包含在本发明的保护范围之内。
