鐵水預處理脫磷過程中粉劑噴吹的流量控制方法
2023-05-29 00:51:01 2
專利名稱：鐵水預處理脫磷過程中粉劑噴吹的流量控制方法
技術領域：
本發明涉及鋼鐵行業中鐵水預處理脫磷過程中粉劑噴吹技術，更具體地說是涉及一種鐵水預處理脫磷過程中粉劑噴吹的流量控制方法。
背景技術：
在鋼鐵行業的鐵水預處理脫磷工藝中，主要原料包含有石灰粉、螢石粉和鐵礦粉等，採用如圖1所示的粉劑罐內加壓，管道氮氣助吹的噴吹方法。在噴粉噴吹啟動時的一段時間內，由於慣性原因，流速無法立即進入穩定狀態，所以必須通過對粉劑罐內進行壓力控制，以保證罐內壓力檢測傳感器12測試得出的粉劑罐內壓力值Pl恆定。經過壓力控制的調整時間後，各方面的壓力和流速相對穩定，此時系統進入差壓控制狀態，通過控制粉劑罐內壓力值Pl與粉劑和助吹氣氮氣的匯合點壓力傳感器13測得的匯合點壓力值P2的噴吹罐內實際差壓值ΔP的恆定，使流速控制在穩定狀態。此過程控制是理想狀況下的壓力控制到差壓控制的單回合控制技術。但是由於各種粉劑的比重、乾燥度等理化性能不同，在噴吹的過程中容易引起粉劑堵塞等狀況，使得粉劑噴吹流量波動頻繁，甚至出現罐內粉劑出口流量為零的狀態，導致噸鋼鐵水處理時間大大加長。如圖1中A至B點的管道發生堵塞， B至C點管道粉劑噴完，則粉劑和助吹氣氮氣的匯合點壓力傳感器13測得的匯合點壓力值 Ρ2將趨向於大氣壓。如果這時仍採用差壓控制的話，罐中的壓力值Pl將不能很好的控制調節使得A至B點的管道堵塞的情況很難疏通。再者，由於匯合點壓力值Ρ2是檢測粉劑與載氣氮氣匯合處的壓力，但匯合點壓力傳感器13的導壓罐安裝在A處，這樣容易引起粉劑堵塞，給生產帶來了很多不利因素，不能滿足粉劑預設定值的噴吹要求，嚴重影響工序的達產、達標和達效。再請看圖2所示的現有技術的控制流程圖，當有噴吹命令發出時噴吹閥4打開，在程序剛開始的S分鐘內採用壓力控制。壓力控制的噴吹過程中，程序實時比較噴吹罐內實際壓力值Pl與吹罐內壓力設定值Pl_set的大小關係。當噴吹罐內實際壓力值Pl小於吹罐內壓力設定值Pl_set時，加壓閥1和加壓調節閥10動作，對噴吹罐內進行加壓。此時排氣閥2和排氣調節閥11關閉，程序對加壓調節閥10的控制是採用PID控制。當噴吹罐內實際壓力值Pl大於吹罐內壓力設定值Pl_set時，排氣閥2和排氣調節閥11動作，對噴吹罐內進行排氣。此時加壓閥1和加壓調節閥10關閉，程序對排氣調節閥11由可編程控制器PLC採用PID控制方式。當噴吹罐內實際壓力值Pl等於吹罐內壓力設定值Pl_set時， 加壓閥1和加壓調節閥10，排氣閥2和排氣調節閥11都關閉。經過壓力控制的S分鐘的時間調整後，各方面的壓力和流速相對穩定，此時系統進入差壓控制狀態。差壓控制的噴吹過程中，程序實時比較噴吹罐內實際差壓值ΔΡ與差壓設定值AP_set的大小關係。當噴吹罐內實際差壓值ΔΡ小於差壓設定值AP_set時， 加壓閥1和加壓調節閥10動作，對噴吹罐內進行加壓。此時排氣閥2和排氣調節閥11關閉，程序對加壓調節閥10的控制是採用PID控制。當噴吹罐內實際差壓值ΔΡ大於差壓設定值AP_set時，排氣閥2和排氣調節閥11動作，對噴吹罐內進行排氣。此時加壓閥1和加壓調節閥10關閉，程序對排氣調節閥11的控制是採用PID控制。當噴吹罐內實際差壓值ΔΡ等於差壓設定值AP_set時，加壓閥1和加壓調節閥10，排氣閥2和排氣調節閥11 都關閉。在噴吹的過程中，程序還實時比較由稱重傳感器9計算得出的累計噴吹量W和噴吹量設定值W_set的大小關係。當累計噴吹量W小於噴吹量設定值W_set時，程序返回到噴吹罐內實際差壓值ΔΡ與差壓設定值AP_set的比較。當累計噴吹量W大於或等於噴吹量設定值W_set時，噴吹閥4關閉，噴吹結束。在圖1中，加壓閥1和排氣閥2是對罐內壓力為達到設定值而進行調節，噴吹調節閥5是對粉劑流量進行調節，粉劑流量的檢測也是由粉劑罐下的稱重傳感器9計算得出。氮氣流量調節閥7對管道中氮氣流量進行調節，氮氣流量由氮氣流量孔板8計算得出，由於粉劑流量控制氮氣流量的大小，即粉劑流量大時氮氣流量也相應增大，粉劑流量小時氮氣流量也相應減小，兩者為線性關係，所以粉劑流量設定值F_setl與氮氣流量設定值F_setl相同。
發明內容
針對現有技術中存在的在差壓控制下由於各種粉劑的比重、乾燥度等理化性能不同，導致在噴吹的過程中容易引起粉劑堵塞管道的問題，本發明的目的是提供一種鐵水預處理脫磷過程中粉劑噴吹的流量控制方法，避免粉劑堵塞管道。為了實現上述目的，本發明採用如下技術方案一種鐵水預處理脫磷過程中粉劑噴吹的流量控制方法，該流量控制方法的具體步驟為A.在氮氣流量孔板的出口端設置氮氣流量壓力檢測傳感器，產生氮氣流量實際壓力值；B.將氮氣流量實際壓力值傳送至可編程控制器與氮氣流量壓力設定值進行比較後實行流量控制；C.檢測累計噴吹量，當累計噴吹量達到噴吹量設定值時結束噴吹。所述氮氣流量壓力設定值包括氮氣流量壓力最小值與氮氣流量壓力最大值，所述氮氣流量壓力最小值為吹罐內壓力設定值的0. 7倍；所述氮氣流量壓力最大值為吹罐內壓力設定值的1.2倍。所述氮氣流量實際壓力值低於氮氣流量壓力最小值、或者氮氣流量實際壓力值高於氮氣流量壓力最大值時，所述流量控制採用壓力控制。所述步驟B中對於壓力控制的具體步驟包括當噴吹罐內實際壓力值小於吹罐內壓力設定值時，對噴吹罐內進行加壓至噴吹罐內實際壓力值與吹罐內壓力設定值一致；或者，當噴吹罐內實際壓力值大於吹罐內壓力設定值時，對噴吹罐內進行排氣至噴吹罐內實際壓力值與吹罐內壓力設定值一致。所述氮氣流量實際壓力值在氮氣流量壓力最小值與氮氣流量壓力最大值之間時， 所述流量控制採用差壓控制。所述步驟B中對於差壓控制的具體步驟包括當噴吹罐內實際差壓值小於差壓設定值時，對噴吹罐內進行加壓至噴吹罐內實際差壓值與差壓設定值一致；或者，當噴吹罐內實際差壓值大於差壓設定值時，對噴吹罐內進行排氣至噴吹罐內實際差壓值與差壓設定值一致。與現有技術相比，本發明是一種鐵水預處理脫磷過程中粉劑噴吹的流量控制方法，該流量控制方法的具體步驟為首先在氮氣流量孔板的出口端設置氮氣流量壓力檢測傳感器，產生氮氣流量實際壓力值；接著將氮氣流量實際壓力值傳送至可編程控制器與氮氣流量壓力設定值進行比較後實行流量控制；然後檢測累計噴吹量，當累計噴吹量達到噴吹量設定值時結束噴吹。本發明的流量控制方法可以根據氮氣流量壓力檢測傳感器檢測出粉劑實時的噴吹情況，通過流量控制動態地控制噴吹速度，提高噴吹粉劑的穩定性，避免粉劑堵塞管道，縮短噸鋼鐵水的吹煉時間、提高脫磷效率、減少氮氣能源消耗。
圖1是現有技術中的鐵水預處理脫磷粉劑噴吹系統的結構示意圖；圖2是現有技術的鐵水預處理脫磷過程中粉劑噴吹的流量控制方法的流程示意圖；圖3是本發明的鐵水預處理脫磷過程中粉劑噴吹的流量控制方法的流程示意圖；圖4是本發明的流量控制方法的實施例的流程示意圖；圖5是本發明的鐵水預處理脫磷過程中粉劑噴吹的流量控制方法的結構示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例進一步說明本發明的技術方案。請參閱圖3所示的一種鐵水預處理脫磷過程中粉劑噴吹的流量控制方法20，該流量控制方法的具體步驟為21.在氮氣流量孔板的出口端設置氮氣流量壓力檢測傳感器，產生氮氣流量實際壓力值；22.將氮氣流量實際壓力值傳送至可編程控制器與氮氣流量壓力設定值進行比較後實行流量控制；23.檢測累計噴吹量，當累計噴吹量達到噴吹量設定值時結束噴吹。再請參見圖4、圖5所示當有噴吹命令發出時，噴吹閥4打開，程序實時對氮氣流量壓力檢測傳感器14進行檢測，並把該氮氣流量實際壓力值P3實時與氮氣流量壓力設定值中的氮氣流量壓力最小值P3_min_Set以及氮氣流量壓力最大值P3_maX_set進行比較，來確定噴吹粉劑控制系統的瞬時控制過程是採用壓力控制還是差壓控制，其判斷過程如下當檢測出粉劑和助吹氣體氮氣的匯合點前處的氮氣流量壓力檢測傳感器14的氮氣流量壓力值P3在一定時間S_setl內低於氮氣流量壓力最小值P3_min_Set時，粉劑噴吹過程控制要採用壓力控制。根據經驗S_setl可以取為5秒，該時間是為了防止壓力值波動；氮氣流量壓力最小值P3_min_Set取為0. 7倍的吹罐內壓力設定值Pl_set。當氮氣流量壓力值P3在一定時間S_set2內很大，大於氮氣流量壓力最大值P3_ max_set時，粉劑噴吹過程控制要採用壓力控制。根據經驗S_set2可以取為5秒，該時間是為了防止壓力值波動；氮氣流量壓力最大值P3_maX_Set取為1. 2倍的吹罐內壓力設定值Pl_set。當氮氣流量壓力值P3在氮氣流量壓力最小值P3_min_Set和氮氣流量壓力最大值 P3_max_set之間時，粉劑噴吹過程控制要採用差壓控制。在上述的壓力控制過程中，程序實時比較噴吹罐內實際壓力值Pl與吹罐內壓力設定值Pl_set的大小關係。當噴吹罐內實際壓力值Pl小於吹罐內壓力設定值Pl_set時， 加壓閥1和加壓調節閥10動作，對噴吹罐內進行加壓。此時排氣閥2和排氣調節閥11關閉，程序對加壓調節閥10的控制是採用PID控制。當噴吹罐內實際壓力值Pl大於吹罐內壓力設定值Pl_set時，排氣閥2和排氣調節閥11動作，對噴吹罐內進行排氣。此時加壓閥 1和加壓調節閥10關閉，程序對排氣調節閥11的控制是採用PID控制。當噴吹罐內實際壓力值Pl等於吹罐內壓力設定值Pl_set時，加壓閥1和加壓調節閥10，排氣閥2和排氣調節閥11都關閉。在上述的差壓控制過程中，程序實時比較噴吹罐內實際差壓值ΔΡ與差壓設定值 AP_set的大小關係。當噴吹罐內實際差壓值ΔΡ小於差壓設定值AP_set時，加壓閥1和加壓調節閥10動作，對噴吹罐內進行加壓。此時排氣閥2和排氣調節閥11關閉，程序對加壓調節閥10的控制是採用PID控制。當噴吹罐內實際差壓值ΔΡ大於差壓設定值AP_set 時，排氣閥2和排氣調節閥11動作，對噴吹罐內進行排氣。此時加壓閥1和加壓調節閥10 關閉，程序對排氣調節閥11的控制是採用PID控制。當噴吹罐內實際差壓值ΔΡ等於差壓設定值AP_set時，加壓閥1和加壓調節閥10，排氣閥2和排氣調節閥11都關閉。在整個壓力控制以及差壓控制過程中，程序還實時比較累計噴吹量W和噴吹量設定值W_set的大小關係。當累計噴吹量W小於噴吹量設定值W_set時，程序返回氮氣流量壓力值P3與氮氣流量壓力最小值P3_min_Set、氮氣流量壓力最大值P3_maX_Set的比較； 當累計噴吹量W大於或等於噴吹量設定值W_set時，噴吹閥4關閉，噴吹結束。通過本發明的方法可以根據氮氣流量壓力檢測傳感器檢測出粉劑實時的噴吹情況，確定噴吹粉劑控制系統採用壓力控制或差壓控制的流量控制方式，達到可瞬時轉換、動態控制粉劑噴吹速度的效果，提高噴吹粉劑的穩定性。本技術領域中的普通技術人員應當認識到，以上的實施例僅是用來說明本發明的目的，而並非用作對本發明的限定，只要在本發明的實質範圍內，對以上所述實施例的變化、變型都將落在本發明的權利要求的範圍內。
權利要求
1.一種鐵水預處理脫磷過程中粉劑噴吹的流量控制方法，其特徵在於， 該流量控制方法的具體步驟為A.在氮氣流量孔板的出口端設置氮氣流量壓力檢測傳感器，產生氮氣流量實際壓力值；B.將氮氣流量實際壓力值傳送至可編程控制器與氮氣流量壓力設定值進行比較後實行流量控制；C.檢測累計噴吹量，當累計噴吹量達到噴吹量設定值時結束噴吹。
2.如權利要求1所述的流量控制方法，其特徵在於，所述氮氣流量壓力設定值包括氮氣流量壓力最小值與氮氣流量壓力最大值，所述氮氣流量壓力最小值為吹罐內壓力設定值的0. 7倍；所述氮氣流量壓力最大值為吹罐內壓力設定值的1. 2倍。
3.如權利要求2所述的流量控制方法，其特徵在於，所述氮氣流量實際壓力值低於氮氣流量壓力最小值、或者氮氣流量實際壓力值高於氮氣流量壓力最大值時，所述流量控制採用壓力控制。
4.如權利要求3所述的流量控制方法，其特徵在於， 所述步驟B中對於壓力控制的具體步驟包括當噴吹罐內實際壓力值小於吹罐內壓力設定值時，對噴吹罐內進行加壓至噴吹罐內實際壓力值與吹罐內壓力設定值一致；或者，當噴吹罐內實際壓力值大於吹罐內壓力設定值時，對噴吹罐內進行排氣至噴吹罐內實際壓力值與吹罐內壓力設定值一致。
5.如權利要求2所述的流量控制方法，其特徵在於，所述氮氣流量實際壓力值在氮氣流量壓力最小值與氮氣流量壓力最大值之間時，所述流量控制採用差壓控制。
6.如權利要求5所述的流量控制方法，其特徵在於， 所述步驟B中對於差壓控制的具體步驟包括當噴吹罐內實際差壓值小於差壓設定值時，對噴吹罐內進行加壓至噴吹罐內實際差壓值與差壓設定值一致；或者，當噴吹罐內實際差壓值大於差壓設定值時，對噴吹罐內進行排氣至噴吹罐內實際差壓值與差壓設定值一致。
全文摘要
本發明公開了一種鐵水預處理脫磷過程中粉劑噴吹的流量控制方法，該流量控制方法的具體步驟為首先在氮氣流量孔板的出口端設置氮氣流量壓力檢測傳感器，產生氮氣流量實際壓力值；接著將氮氣流量實際壓力值傳送至可編程控制器與氮氣流量壓力設定值進行比較後實行流量控制；然後檢測累計噴吹量，當累計噴吹量達到噴吹量設定值時結束噴吹。本發明的流量控制方法可以根據氮氣流量壓力檢測傳感器檢測出粉劑實時的噴吹情況，通過流量控制動態地控制噴吹速度，提高噴吹粉劑的穩定性，避免粉劑堵塞管道，縮短噸鋼鐵水的吹煉時間、提高脫磷效率、減少氮氣能源消耗。
文檔編號C21C7/064GK102586545SQ20111000598
公開日2012年7月18日 申請日期2011年1月12日 優先權日2011年1月12日
發明者徐碩文, 江浩傑, 湯德明, 洪小明 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司