[發(fā)明專利]一種新型真空精煉裝置的頂槍吹氧結(jié)構(gòu)及其控制方法

在審

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• 申請日: 2019-03-14
• 公開（公告）號: CN109735686A
• 公開（公告）日: 2019-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 程紅兵;張虎;趙騰;付康;伍蕓鴻
• 申請（專利權(quán)）人: 中國重型機械研究院股份公司
• 主分類號: C21C7/10
• 分類號: C21C7/10;C21C7/068
• 代理公司: 西安吉盛專利代理有限責(zé)任公司 61108
• 代理人: 趙嬌

1.一種新型真空精煉裝置的頂槍吹氧結(jié)構(gòu)，其特征在于：包括真空度調(diào)節(jié)組件、頂槍移動組件、真空室和控制單元，其中真空度調(diào)節(jié)組件和控制單元設(shè)置于真空室外部，其中頂槍移動組件設(shè)置于真空室內(nèi)部頂端，所述真空度調(diào)節(jié)組件、頂槍移動組件分別連接控制單元，其中真空度調(diào)節(jié)組件與真空室連通，所述頂槍移動組件包括頂槍和固定螺栓，其中頂槍一端與固定螺栓連接，其中固定螺栓可轉(zhuǎn)動固定于真空室頂端，所述頂槍外壁設(shè)有螺紋，其中頂槍外壁的螺紋可與固定螺栓的內(nèi)螺紋配合使頂槍上下移動，所述固定螺栓連接伺服電機，其中伺服電機連接控制單元。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型真空精煉裝置的頂槍吹氧結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述真空度調(diào)節(jié)組件包括真空度調(diào)節(jié)閥、真空度切斷閥、真空度調(diào)節(jié)管道和第一增壓泵，其中真空度調(diào)節(jié)管道一端連接真空精煉裝置的廢氣排放管，其中真空精煉裝置的廢氣排放管連接真空室的出氣口，所述真空度調(diào)節(jié)管道另一端連接真空度切斷閥，所述真空度切斷閥另一端連接真空度調(diào)節(jié)閥，其中真空度調(diào)節(jié)閥另一端連接第一增壓泵，所述第一增壓泵的另一端連接真空室的進氣口，所述真空度調(diào)節(jié)閥、真空度切斷閥和第一增壓泵分別連接控制單元。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種新型真空精煉裝置的頂槍吹氧結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述第一增壓泵還通過管道連接第二增壓泵，其中第二增壓泵可從大氣直接引入空氣，所述第二增壓泵連接控制單元。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型真空精煉裝置的頂槍吹氧結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述頂槍下端設(shè)有喉口，其中喉口內(nèi)側(cè)上端設(shè)有第一壓力傳感器，其中喉口內(nèi)側(cè)下端設(shè)有第二壓力傳感器，所述喉口外側(cè)下端設(shè)有高度傳感器，所述第一壓力傳感器、第二壓力傳感器和高度傳感器分別連接控制單元。

5.根據(jù)權(quán)利要求1~4任一項所述的一種新型真空精煉裝置的頂槍吹氧結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述控制單元通過以下公式計算頂槍距鋼液的距離和頂槍的吹氧速率：

以上公式中：

v：頂槍的吹氧速率；

N：常數(shù)；

d：頂槍喉口直徑；

Pin：喉口入口壓力；

Pout：喉口出口壓力，即為真空室內(nèi)的真空度；

k：常數(shù)；

Ma：喉口出口馬赫數(shù)；

Ho：頂槍距鋼液的距離；

：凹坑深度。

6.一種如權(quán)利要求5所述的新型真空精煉裝置的頂槍吹氧控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1）當(dāng)鋼液進入真空處理階段，向控制單元輸入需增氧量，控制單元計算出吹氧量、頂槍的吹氧速率、頂槍喉口直徑、喉口入口壓力、喉口出口壓力、喉口出口馬赫數(shù)、頂槍距鋼液的距離和凹坑深度；

步驟2）將真空度調(diào)節(jié)管道一端連接真空精煉裝置的廢氣排放管，另一端連接真空度切斷閥，接著控制單元控制真空度切斷閥打開，利用真空度調(diào)節(jié)閥根據(jù)設(shè)定的真空度數(shù)值進行自動調(diào)節(jié)，接著利用第一增壓泵增壓后將廢氣輸入真空室內(nèi)，以達到壓力平衡；

步驟3）控制單元控制頂槍移動組件將頂槍移動到計算的頂槍距鋼液的距離，利用第一壓力傳感器檢測喉口入口壓力，利用第二壓力傳感器檢測喉口出口壓力，利用高度傳感器檢測頂槍距鋼液的距離，頂搶位置設(shè)定好后喉口吹氧開始；

步驟4）當(dāng)吹氧達到設(shè)定的需增氧量時，吹氧結(jié)束，控制單元控制頂槍移動組件將頂槍上升至上限位置，吹氧過程完成。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種新型真空精煉裝置的頂槍吹氧控制方法，其特征在于：所述步驟2）中的第一增壓泵還通過管道連接第二增壓泵，用于真空度調(diào)節(jié)的氣體可從大氣直接引入。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種新型真空精煉裝置的頂槍吹氧控制方法，其特征在于：所述步驟2）中設(shè)定的真空度數(shù)值為80~120mbar。