專利名稱：基于機械泵組的鋼液真空精煉系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及鋼液真空精煉領域，特別涉及一種基于機械泵組的鋼液真空精煉系統(tǒng)。
背景技術：
在冶金煉鋼領域，對鋼液真空精煉都需要抽真空，目前抽真空采用的是蒸汽流真空泵的羅茨泵組。它是由鍋爐燃燒產生水蒸汽，水蒸汽在管道噴射形成射流氣體，射流氣體經過真空罐體上口帶出氣體,完成抽真空。該系統(tǒng)通過出氣口的氣體是一種混合氣體，這種混合氣體包括水蒸氣、一氧化碳、二氧化碳以及含有鋼雜質的廢氣，對環(huán)境存在污染，且采用蒸汽流真空泵，所需水能及把水加熱所需的熱能巨大，水蒸氣的能量利用率低，能量消耗大。為了解決能量消耗大，污染環(huán)境的問題，中國發(fā)明專利(申請?zhí)?00710017438.0)公開了一種鋼液真空精煉系統(tǒng)及方法，其解決了現(xiàn)有羅茨泵組能量消耗大、污染環(huán)境的問題，但是對于煉鋼過程中爐內鋼液波動 過大發(fā)生溢渣溢鋼或爐內真空度過大導致生產安全事故的問題，現(xiàn)有技術中并未給出解決方案。發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術中所存在的上述不足，提供一種可自動控制，避免鋼液精煉過程中安全事故發(fā)生的基于機械泵組的鋼液真空精煉系統(tǒng)。
為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了以下技術方案: 一種基于機械泵組的鋼液真空精煉系統(tǒng)，包括依次通過出氣管道連接的真空罐、除塵器、羅茨泵組和前級螺桿泵；所述除塵器還通過管道與所述前級螺桿泵直接連接；所述真空罐底部連接有氬氣系統(tǒng)；所述羅茨泵組包括主羅茨泵、第一中間羅茨泵和第二中間羅茨泵，該鋼液真空精煉系統(tǒng)還包括控制器，所述第一中間羅茨泵、第二中間羅茨泵和前級螺桿泵均電連接所述控制器；所述主羅茨泵通過變頻器電連接所述控制器；所述真空罐的精煉爐內壁上部設有液位傳感器，所述液位傳感器與所述控制器電連接；所述除塵器與主羅茨泵之間的管道上安裝有真空度測量裝置，所述真空度測量裝置與所述控制器連接。
該系統(tǒng)工作時，精煉爐內加入鋼液進行冶煉，冶煉過程中，氬氣系統(tǒng)吹入氬氣到真空罐精煉爐內起到攪拌鋼液的作用，控制器首先控制前級螺桿泵進行預抽，此時羅茨泵組關閉，除塵器除塵處理后的氣體通過前級螺桿泵抽出排掉，除塵器通過管道與所述前級螺桿泵直接連接，通過這一管路將包含有粉塵雜質在內的大量空氣抽出排除，然后關閉除塵器與前級螺桿泵之間的管道，在發(fā)生溢鋼或真空度上升速率太大時，也就是控制器在接收到所述液位傳感器檢測送來的該真空罐精煉爐內的鋼液液面位置信息時或控制器在在接收到所述真空度測量裝置檢測送來的真空值相比系統(tǒng)設定值過大時，控制器控制開啟羅茨泵組內的主羅茨泵，通過變頻器調節(jié)述主羅茨泵的抽氣量，再依次開啟第一中間羅茨泵和第二中間羅茨泵，進一步細調第一中間羅茨泵和第二中間羅茨泵的抽氣量，使真空罐精煉爐內的鋼液液面平穩(wěn)從而防止溢鋼現(xiàn)象發(fā)生，避免生產安全事故發(fā)生。當真空度達到該系統(tǒng)設定值時，控制器控制保持該系統(tǒng)當前真空度狀態(tài)。
所述氬氣系統(tǒng)包括一氬氣罐，所述氬氣罐通過管道連接在所述真空罐的精煉爐底部，所述管道上設有流量變送器，所述流量變送器與所述控制器連接?？刂破魍ㄟ^流量變送器控制輸入真空罐精煉爐內的氬氣流量使精煉爐內鋼液攪拌充分。
所述真空罐上部設有自動開罐裝置，該自動開罐裝置為罐蓋行走車，所述罐蓋行走車與所述控制器電連接。
進一步的，所述真空罐上還設有破空閥門，所述破空閥門與所述控制器連接。
優(yōu)選的，所述控制器為PLC控制器。
所述PLC控制器還連接有計算機控制臺，用于對PLC控制器采集到的該鋼液真空精煉系統(tǒng)運行過程中各設備運行數(shù)據(jù)進行顯示，便于直觀顯示觀察系統(tǒng)運行中各個設備運行狀態(tài)。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果: 本發(fā)明的鋼液真空精煉系統(tǒng)運行時，控制器在接收到液位傳感器檢測送來的真空罐精煉爐內的鋼液液面位置信息或接收到所述真空度測量裝置檢測送來的真空值相比系統(tǒng)設定值過大時后，控制調節(jié)羅茨泵組的抽氣量使真空罐精煉爐內的鋼液液面平穩(wěn)，有效防止系統(tǒng)運行時真空罐精煉爐的溢鋼現(xiàn)象，避免生產安全事故發(fā)生，降低生產成本。在本發(fā)明優(yōu)選方案中通過流量變送器控制輸入真空罐精煉爐內的氬氣流量使精煉爐內鋼液攪拌充分，可防止鋼渣乳化；控制器控制罐蓋行走車、破空閥門、流量變送器及羅茨泵組實現(xiàn)系統(tǒng)的自動化控制。


: 圖1為本發(fā)明的基于機械泵組的鋼液真空精煉系統(tǒng)示意圖。
具體實施方式
下面結合具體實施方式
對本發(fā) 明作進一步的詳細描述。但不應將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實施例，凡基于本發(fā)明內容所實現(xiàn)的技術均屬于本發(fā)明的范圍。
本發(fā)明的基于機械泵組的鋼液真空精煉系統(tǒng)，參看圖1，包括依次通過出氣管道連接的真空罐、除塵器、羅茨泵組和前級螺桿泵；所述除塵器還通過管道與所述前級螺桿泵直接連接；所述真空罐底部連接有氬氣系統(tǒng)；所述羅茨泵組包括主羅茨泵、第一中間羅茨泵和第二中間羅茨泵，該鋼液真空精煉系統(tǒng)還包括控制器，所述第一中間羅茨泵、第二中間羅茨泵和前級螺桿泵均電連接所述控制器；所述主羅茨泵通過變頻器電連接所述控制器；所述真空罐的精煉爐內壁上部設有液位傳感器1，所述液位傳感器I與所述控制器電連接；所述除塵器與主羅茨泵之間的管道上安裝有真空度測量裝置3，所述真空度測量裝置3與所述控制器連接。
該系統(tǒng)工作時，精煉爐內加入鋼液進行冶煉，冶煉過程中，氬氣系統(tǒng)吹入氬氣到真空罐精煉爐內起到攪拌鋼液的作用，控制器首先控制前級螺桿泵進行預抽，此時羅茨泵組關閉，除塵器除塵處理后的氣體通過前級螺桿泵抽出排掉，除塵器通過管道與所述前級螺桿泵直接連接，通過這一管路將包含有粉塵雜質在內的大量空氣抽出排除，然后通過手動或自動關閉閥門(圖未示)關閉除塵器與前級螺桿泵之間的管道，在發(fā)生溢鋼或真空度上升速率太大時，也就是控制器在接收到所述液位傳感器I檢測送來的該真空罐精煉爐內的鋼液液面位置信息時(鋼液液面波動較大上升觸發(fā)液位傳感器)或控制器在接收到所述真空度測量裝置檢測送來的真空值相比系統(tǒng)設定值過大時，控制器控制開啟羅茨泵組內的主羅茨泵，通過變頻器調節(jié)述主羅茨泵的抽氣量，再依次開啟第一中間羅茨泵和第二中間羅茨泵，進一步細調第一中間羅茨泵和第二中間羅茨泵的抽氣量，使真空罐精煉爐內的鋼液液面平穩(wěn)從而防止溢鋼現(xiàn)象發(fā)生，避免生產安全事故發(fā)生。當真空度達到該系統(tǒng)設定值時，控制器控制保持該系統(tǒng)當前真空度狀態(tài)。需要說明的是，通過前級螺桿泵進行預抽是因為羅茨泵組中的主羅茨泵、第一中間羅茨泵和第二中間羅茨泵功率小，本身抽氣量小，調節(jié)真空罐真空度不及時，用抽氣量大的前級螺桿泵進行預抽既可以將包含有粉塵雜質在內的大量空氣抽出排除又可以為羅茨泵組下一步準確控制真空罐真空度做好準備。其中，所述主羅茨泵、第一中間羅茨泵和第二中間羅茨泵本身包括有粉塵收集腔，可以對預抽后的含有少量粉塵等雜質的氣體起到清潔作用，使最終通過前級螺桿泵排出的氣體無污染。
所述液位傳感器I可沿精煉爐內壁由上而下設置多個，因為每次加入的鋼液的量不一樣，鋼液液面位置也就一樣，液面波動達到的高度也就不一樣，設置多個液位傳感器就可以保證檢測的有效性。所述真空度測量裝置3為安裝在管道上的高精度絕壓變送器，可以是低真空絕壓變送器和/或高真空絕壓變送器。
所述氬氣系統(tǒng)包括一氬氣罐，所述氬氣罐通過管道連接在所述真空罐的精煉爐底部，所述管道上設有流量變送器，所述流量變送器與所述控制器連接?？刂破魍ㄟ^流量變送器控制輸入真空罐精煉爐內的氬氣流量使精煉爐內鋼液攪拌充分。
為了便于在鋼液精煉完后打開真空罐，真空罐包括罐體和位于罐體內的精煉爐，罐體上方設有真空罐蓋，所述真空罐上部設有自動開罐裝置，該自動開罐裝置為罐蓋行走車，罐蓋行走車與真空罐蓋固定，所述罐蓋行走車與所述控制器電連接，在控制器控制下移動真空罐蓋從而打開真空罐。進一步的，為了在真空罐蓋由于真空罐內外氣壓差較大而不容易打開時方便打開真空罐，所述真空罐上還設有破空閥門2，所述破空閥門2與所述控制器連接，控制器控制打開該破空閥門2，空氣進入使真空罐內外氣壓差平衡，這樣就很容易打開真空罐。
優(yōu)選的，上述控制器為PLC控制器，PLC控制器采用西門子公司的S7-300系列可編程控制器產品，當然也可以采用其他可編程控制器產品。PLC控制器按照程序和外部條件(鋼液液面位置信息或真空度信息)逐級啟動運行相應的各級羅茨泵，并達到所需的真空度和要求真空處理時間。在發(fā)生溢鋼或真空度上升速率太大的情況下，通過變頻器調節(jié)羅茨真空泵的抽氣量從而達到調節(jié)真空度的目的，降低鋼液液面波動，并使其平穩(wěn)。
所述PLC控制器還連接有計算機控制臺，用于對PLC控制器采集到的該鋼液真空精煉系統(tǒng)運行過程中各設備運行數(shù)據(jù)進行顯示，便于直觀顯示觀察系統(tǒng)運行中各個設備運行狀態(tài)。具體的，所述計算機控制臺采用研華IPC610工控機，其配置如下:CPU Pentium IV2.86、內存26、硬盤320G、光驅40X、IXD19"液晶顯示器、帶防塵薄膜的工業(yè)防水鍵盤和鼠標。通計算機控制臺可以將系統(tǒng)運行時的真空度、泵開啟狀態(tài)、各閥門開啟狀態(tài)、溫度、流量、報警等信號通過PLC控制器采集運算處理后傳給計算機控制臺并通過組態(tài)軟件以畫面形式顯示出來。通過操作選擇開關的按鈕，可以對VD爐的工作過程進行自動或手動控制，可自動進行預檢關鍵閥門等。PLC控制器與計算機控制臺之間可以自由地進行數(shù)據(jù)傳遞和交換，滿足了數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性、準確性和可靠性，確保系統(tǒng)可靠運行。本發(fā)明中用到的各個儀器設備均為現(xiàn)有技術，市場上均可以買到。
本發(fā)明控制器在接收到液位傳感器檢測送來的真空罐精煉爐內的鋼液液面位置信息或接收到所述真空度測量裝置檢測送來的真空值相比系統(tǒng)設定值過大時后，控制調節(jié)羅茨泵組的抽氣量使真空罐精煉爐內的鋼液液面平穩(wěn)，有效防止系統(tǒng)運行時真空罐精煉爐的溢鋼現(xiàn)象，避免生產安全事故發(fā)生，降低生產成本。在本發(fā)明優(yōu)選方案中通過流量變送器控制輸入真空罐精煉爐內的氬氣流量使精煉爐內鋼液攪拌充分，可防止鋼渣乳化；控制器控制罐蓋行走車、破空閥門、流量變送器及羅茨泵組實現(xiàn)系統(tǒng)的自動化控制。當真空度達到該系統(tǒng)設定值時，控制器控制保持該系統(tǒng)`當前真空度狀態(tài)。
權利要求
1.一種基于機械泵組的鋼液真空精煉系統(tǒng)，包括依次通過出氣管道連接的真空罐、除塵器、羅茨泵組和前級螺桿泵；所述除塵器還通過管道與所述前級螺桿泵直接連接；所述真空罐底部連接有氬氣系統(tǒng)；所述羅茨泵組包括主羅茨泵、第一中間羅茨泵和第二中間羅茨泵，其特征在于，該鋼液真空精煉系統(tǒng)還包括控制器，所述第一中間羅茨泵、第二中間羅茨泵和前級螺桿泵均電連接所述控制器；所述主羅茨泵通過變頻器電連接所述控制器；所述真空罐的精煉爐內壁上部設有液位傳感器，所述液位傳感器與所述控制器電連接；所述除塵器與主羅茨泵之間的管道上安裝有真空度測量裝置，所述真空度測量裝置與所述控制器連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的基于機械泵組的鋼液真空精煉系統(tǒng)，其特征在于，所述氬氣系統(tǒng)包括一氬氣罐，所述氬氣罐通過管道連接在所述真空罐的精煉爐底部，所述管道上設有流量變送器，所述流量變送器與所述控制器連接。
3.根據(jù)權利要求1所述的基于機械泵組的鋼液真空精煉系統(tǒng)，其特征在于，所述真空罐上部設有自動開罐裝置，該自動開罐裝置為罐蓋行走車，所述罐蓋行走車與所述控制器電連接。
4.根據(jù)權利要求3所述的基于機械泵組的鋼液真空精煉系統(tǒng)，其特征在于，所述真空罐上還設有破空閥門，所述破空閥門與所述控制器連接。
5.根據(jù)權利要求1至4任一項所述的基于機械泵組的鋼液真空精煉系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器為PLC控制器。
6.根據(jù)權利要求5所述的基于機械泵組的鋼液真空精煉系統(tǒng)，其特征在于，所述PLC控制器還連接有計算機控制臺，用于對PLC控制器采集到的該鋼液真空精煉系統(tǒng)運行過程中各設備運行數(shù)據(jù)進行顯 示。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于機械泵組的鋼液真空精煉系統(tǒng)，包括真空罐、除塵器、羅茨泵組和前級螺桿泵；所述羅茨泵組包括主羅茨泵、第一中間羅茨泵和第二中間羅茨泵；所述除塵器還通過管道與所述前級螺桿泵直接連接；所述真空罐底部連接有氬氣系統(tǒng)；該系統(tǒng)還包括控制器，所述第一中間羅茨泵、第二中間羅茨泵和前級螺桿泵均電連接所述控制器；所述主羅茨泵通過變頻器電連接所述控制器；所述真空罐的精煉爐內壁上部設有液位傳感器，所述液位傳感器與所述控制器電連接；所述除塵器與主羅茨泵之間的管道上安裝有真空度測量裝置，所述真空度測量裝置與所述控制器連接。本發(fā)明可自動控制使真空罐精煉爐內的鋼液液面平穩(wěn)從而防止溢鋼，避免生產安全事故發(fā)生。
文檔編號C21C7/072GK103173593SQ20131012510
公開日2013年6月26日 申請日期2013年4月11日 優(yōu)先權日2013年4月11日
發(fā)明者羅婉麗, 張孝云 申請人:什邡市三裕鍛件有限公司