[發明專利]一種氮氣凈化系統的控制方法

在審

• 申請號: 201410258959.5
• 申請日: 2014-06-12
• 公開（公告）號: CN104030257A
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發明（設計）人: 穆家臣;胡洪旭
• 申請（專利權）人: 鞍鋼股份有限公司
• 主分類號: C01B21/04
• 分類號: C01B21/04
• 代理公司: 鞍山嘉訊科技專利事務所 21224
• 代理人: 張群

技術領域

本發明涉及氣體凈化領域，特別涉及用于工業硅鋼熱處理氮氣凈化系統的控制方法。

背景技術

硅鋼的熱處理是生產較高性能硅鋼的重要環節。硅鋼中硅的含量在0.5％到1.7％之間，這是在煉鋼時加入的，退火爐的作用是使硅鋼中的硅晶粒增大，達到硅鋼的鐵損低，即磁導率高的特效。同時去除硅鋼中的碳，生成含高純硅的鋼，即硅鋼。

退火爐內保護氣氛的選擇，既要防止表面氧化，又要有利于硅鋼帶最大程度的脫碳。鋼鐵工業在硅鋼退火中，經常采用具有一定溫度的飽和含水量的氮氫混合氣作為硅鋼退火爐內的保護氣體。傳統的氮氣凈化系統不穩定，特別是當輸送來的氮氣中含氧量波動時，系統控制不好。氮氣產品中有時含有氫氣，影響氮氣質量，且具有危險性。氮氣純度低，含氧量大，影響硅鋼的質量，并導致氫氣用量大出現浪費現象。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對氮氣凈化系統不穩定，特別是當輸送來的氮氣中含氧量波動時，系統控制需采用連續控制方式，難以凈化完全的不足。提供一種可以清除氮氣中雜質，提高氮氣純度的氮氣凈化系統的控制方法。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案實現：

一種氮氣凈化系統的控制方法，控制系統采用串級調節控制方式進行調制，主調節器為氫氣調節器，次級調節器為氧氣調節器，執行調整部分在氫氣調節器；控制方法如下：

1、設定凈化器交換周期和溫度；

2、先把次級調節器氧氣含量控制在2-3ppm之間，控制氫氣閥門。把主調節器的氫氣含量設定在0.6-1.0ppm之間，控制氧氣調節的設定值，此時的設定值需要乘以氮氣流量系數、凈化前氧氣含量系數；

3、開始氮氣凈化，根據脫氧和再生的化學反應式MnO+O2→MnO2，MnO2+H2→MnO進行脫氧；

4、連續監視氮氣流量、氫氣用量、入口氧氣含量、出口氧氣含量、出口氫氣含量趨勢曲線，控制氫氣含量為0.8ppm，設定出口氫氣含量的報警值和氫氣調節閥的極限值；

5、主調節器根據產品氮氣中含氫量再調整次級氧氣調節器的設定值，使產品氮氣中的氧氣含量小于3ppm；

6、若排放氣體中氫氣含量大于0.8ppm，氧氣含量大于3ppm時，調整凈化器交換周期和溫度。

與現有的技術相比，本發明的有益效果是：

采用該控制方法凈化后的氮氣中氧氣等雜物含量≤3ppm，氫氣含量≤1.0ppm，氮氣加其它惰性氣體的含量≥99.999％，壓力在0.35MPa和0.55MPa之間，露點≤-76℃。達到高純氧的標準，提高了氮氣的質量，控制了氫氣用量，節約氫氣資源，消除安全隱患。從而提高硅鋼質量。

具體實施方式

下面對本發明的具體實施方式進一步說明：

實施例1：

一種氮氣凈化系統的控制方法，控制系統采用串級調節控制方式進行調制，主調節器為氫氣調節器，次級調節器為氧氣調節器，執行調整部分在氫氣調節閥；控制方法如下：

1、設定凈化器交換周期120分鐘，控制溫度300℃；

2、先把次級調節器的氧氣含量控制在2.5ppm，主調節器氫氣含量設定在0.8ppm，控制氫氣閥門，此時的次級調節設定值需要乘以氮氣流量系數4000，凈化前氧氣含量系數10：

3、開始氮氣凈化，根據脫氧和再生的化學反應式MnO+O2→MnO2，MnO2+H2→MnO進行脫氧；

4、連續監視氮氣流量、氫氣用量、入口氧氣含量、出口氧氣含量、出口氫氣含量趨勢曲線，控制氫氣含量設定在0.8ppm，設定出口氫氣含量的報警值和氫氣調節閥的極限值；

5、主調節器根據產品氮氣中含氧量再調整次級氫氣調節器的設定值，使產品氮氣中的氧氣含量小于3ppm；

6、若排放氣氫氣含量小于0.8ppm，氧氣含量小于3ppm時，調整凈化器交換周期為110分鐘，溫度為290℃。

實施例2：

一種氮氣凈化系統的控制方法，控制系統采用串級調節控制方式進行調制，主調節器為氫氣調節器，次級調節器為氧氣調節器，執行調整部分在氫氣調節閥；控制方法如下：

1、設定凈化器交換周期120分鐘，控制溫度300℃；

2、先把次級調節器的氧氣含量控制在3ppm，主調節器氫氣含量設定在1.0ppm，控制氫氣閥門，此時的次級調節設定值需要乘以氮氣流量系數4000，凈化前氧氣含量系數10；

3、開始氮氣凈化，根據脫氧和再生的化學反應式MnO+O2→MnO2，MnO2+H2→MnO進行脫氧；