專利名稱：一種aod閥架配氣系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種閥架配氣系統(tǒng)，具體是涉及一種運(yùn)行于13—22bar壓力下的AOD 閥架配氣系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
AOD工藝是將氬(或氮)與氧混合，根據(jù)工藝按不同的比率吹入熔融的金屬熔池內(nèi)進(jìn)行脫碳精煉工藝，閥架配氣系統(tǒng)是AOD的執(zhí)行核心，是配氣的關(guān)鍵部分。目前國內(nèi)外已使用的AOD閥架配氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價高，個別產(chǎn)品運(yùn)行安全性能差，如美國的閥架設(shè)計集成度高，共用9個兩通氣動球閥，通過PLC編程自動實現(xiàn)各個閥門之間的開關(guān)狀態(tài)轉(zhuǎn)換，缺點是閥架控制元件多，從實現(xiàn)自動控制難度而言，邏輯控制點數(shù)相對較多，各個閥門之間的邏輯狀態(tài)相對關(guān)系復(fù)雜，實現(xiàn)一個狀態(tài)需要幾個閥門同時動作，使PLC編程以及現(xiàn)場調(diào)試工作量相對較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，是提供一種AOD閥架配氣系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡單，造價低，運(yùn)行安全性能高，保證鋼液精煉質(zhì)量。采用的技術(shù)方案是
一種AOD閥架配氣系統(tǒng)，包括氧氣配氣支系統(tǒng)、惰性氣體配氣支系統(tǒng)、小流量冷卻支系統(tǒng)和閥架殼體1，其特征在于
所述氧氣配氣支系統(tǒng)，包括氧氣輸送管路2和中心輸氣管3，在氧氣輸送管路2上依次裝設(shè)有第一手動球閥4、第一空氣過濾器5、第一單向閥6、第一調(diào)節(jié)閥7、第一氣動球閥8和第二單向閥9 ；在位于第一手動球閥4和第一空氣過濾器5之間的氧氣輸送管路2上裝設(shè)有第一壓力表10，在位于第一單向閥6和第一調(diào)節(jié)閥7之間的氧氣輸送管路2上從左向右依次裝設(shè)有第一壓力變送器11、第一溫度變送器12和第一流量變送器13 ；氧氣輸送管2通過第一彎頭14與中心輸氣管3的上端連接，在中心輸氣管3上分別裝設(shè)有第一三通15和第二三通16，第一三通15位于第二三通16的上方；第一三通15的出氣口端連接有第一出氣管17，在第一出氣管17上裝設(shè)有第三單向閥18 ；
所述惰性氣體配氣支系統(tǒng)，包括氬氣輸氣管19、氮氣輸氣管20、惰性氣體輸送管路34 和第二氣動三通閥21，在氬氣輸氣管19上從左向右依次裝設(shè)有第二手動球閥22、第二壓力表23、第二空氣過濾器M和第四單向閥25，在氮氣輸氣管路20上從左向右依次裝設(shè)有第三手動球閥沈、第三壓力表27、第三空氣過濾器28和第五單向閥四，第二氣動三通閥21的上端進(jìn)氣口經(jīng)管路57通過第二彎頭30與氬氣輸氣管19連接，第二氣動三通閥21的下端進(jìn)氣口經(jīng)管路32并經(jīng)過第三彎頭33與氮氣輸氣管20連接，第二氣動三通球閥21的出氣口與惰性氣體輸送管路；34的一端連接，惰性氣體輸送管路34的另一端與第二三通16的進(jìn)氣口連接；在惰性氣體輸送管路34上從左向右依次裝設(shè)有四通35、第二流量變送器36、第三氣動三通閥37、第三三通38、第二調(diào)節(jié)閥39和第六單向閥40，四通35的上端口通過管
3路41與手動球閥42的進(jìn)氣口連接，手動球閥42的出氣口分別連接有第一減壓閥43和第二減壓閥44，在管路41上裝設(shè)有壓力變送器45，在四通35的下端口裝設(shè)有溫度變送器46 ； 小流量冷卻支系統(tǒng)，包括第一冷卻支管路47和第二冷卻支管路31，在第一冷卻支管路47和上依次裝設(shè)有第三減壓閥48、第四三通49、氣動球閥50和第七單向閥51 ；第二冷卻支管路 31上依次裝設(shè)有調(diào)節(jié)閥52、第八單向閥53、壓力變送器M，第一冷卻支管路47和第二冷卻支管路31連接后經(jīng)第九單向閥56與套管出口 55連接；第二冷卻支管路31上端與第三三通38的下端口連接。使用原理，如何使用
AOD工藝進(jìn)行時，氧和氬是必要的工藝氣體。是通過具有雙層結(jié)構(gòu)(中心管和套管)的氣體噴槍將氧及惰性氣體吹入爐體內(nèi)。閥架內(nèi)控制流量、壓力的閥門和提供氣體流量、壓力和溫度信號的流量計、壓力傳感器以及溫度傳感器用于檢測、監(jiān)測以及最終控制閥架通過的氣體流量、壓力和溫度。三個氣動球閥為 第二氣動三通球閥21 (L型) 實現(xiàn)氣體選擇功能，即氬氣或氮氣選擇。對于某一工藝操作點，只能選擇氬或氮氣中的一種，兩者不許混合吹煉； 且在閥架工作時，氬或氮必須供應(yīng)其中一種，做為氣動閥門工作的驅(qū)動氣體。因此采用第三氣動三通閥21實現(xiàn)氬氣和氮氣的選擇。第三氣動三通閥37 (T型)
實現(xiàn)工藝狀態(tài)選擇，即冶煉或冷卻兩種狀態(tài)。在冶煉時(爐內(nèi)有鋼液)，須以大流量的惰性氣體或氧和惰性氣體的混合物吹入爐內(nèi)，而且這個流量是可以調(diào)節(jié)的；
在冷卻時(爐內(nèi)沒有鋼液，或爐內(nèi)鋼液沒有接觸到噴槍)，閥架系統(tǒng)的任務(wù)是保持一定低流量的惰性氣體通過噴槍，以保護(hù)及不被爐內(nèi)的高溫所熔化。在通過第三氣動三通閥37實現(xiàn)，當(dāng)冶煉回路導(dǎo)通時，冷卻回路關(guān)閉，各氣體的流量通過后端的調(diào)節(jié)閥進(jìn)行調(diào)節(jié)；當(dāng)冷卻回路導(dǎo)通時，冶煉回路關(guān)閉，僅惰性氣體通過減壓閥減壓后(由入口的13 - 22bar減壓至4bar左右)，按固定的壓力吹入中心管和套管對噴槍進(jìn)行冷卻。第一氣動球閥8:
第一氣動球閥8僅控制氧氣的開啟與關(guān)閉，根據(jù)AOD工藝需要，需吹氧時該閥打開，不需要時該閥關(guān)閉。在冷卻與冶煉，及氧氣回路末端分別設(shè)有單向閥門，確保冷卻和冶煉回路相互獨立，不相干擾。閥架的工作原理
氬氧脫碳(AOD)是一個精煉鋼的工藝。在這個過程中，鋼中〔C〕被脫到所要求的水平， 而不需要的元素如〔S〕、〔0〕、〔N〕和〔H〕則被脫除，并且最終溫度和成份是可以調(diào)節(jié)的。通過閥架控制吹氧速度及適宜的氧/惰性氣體比例，以優(yōu)先氧化高合金鋼中的碳而使其脫至目標(biāo)值。首先規(guī)定壓力氣體分別由閥架入口的三根不銹鋼管路進(jìn)入閥架，由第二氣動三通閥21實現(xiàn)氬氣和氮氣的選擇。對于某一工藝操作點，只能選擇氬或氮氣中的一種，兩者不許混合吹煉；且在閥架工作時，氬或氮必須供應(yīng)其中一種，做為氣動閥門工作的驅(qū)動氣體。 然后由第三氣動三通閥37 (T型)實現(xiàn)工藝狀態(tài)選擇，即冶煉或冷卻兩種狀態(tài)。在冶煉時 (爐內(nèi)有鋼液)，須以大流量的惰性氣體或氧和惰性氣體的混合物吹入爐內(nèi)，而且這個流量是可以調(diào)節(jié)的；在冷卻時(爐內(nèi)沒有鋼液，或爐內(nèi)鋼液沒有接觸到噴槍)，閥架系統(tǒng)的任務(wù)是保持一定低流量的惰性氣體通過噴槍，以保護(hù)噴槍不被爐內(nèi)的高溫所熔化。這通過第三氣動三通閥37實現(xiàn)，當(dāng)冶煉回路導(dǎo)通時，冷卻回路關(guān)閉，各氣體的流量通過后端的調(diào)節(jié)閥進(jìn)行調(diào)節(jié)；當(dāng)冷卻回路導(dǎo)通時，冶煉回路關(guān)閉，僅惰性氣體通過減壓閥減壓后(由入口的13 -22bar減壓至4bar左右)，按固定的壓力吹入中心管和套管對噴槍進(jìn)行冷卻。最后第一氣動球閥8僅控制氧氣的開啟與關(guān)閉，根據(jù)AOD工藝需要，需吹氧時該閥打開，不需要時該閥關(guān)閉。在冷卻與冶煉，及氧氣回路末端分別設(shè)有單向閥門，確保冷卻和冶煉回路相互獨立，不相干擾。本發(fā)明的優(yōu)點在于
1、僅采用三個具有開關(guān)狀態(tài)的氣動閥門，實現(xiàn)先進(jìn)AOD閥架需要的所有開關(guān)閥功能， 減少邏輯控制點個數(shù)，極大降低了自動化控制的實現(xiàn)難度。2、氣動三通閥門只有一通一斷兩個狀態(tài)，應(yīng)用于AOD邏輯控制“或”的位置上，依靠三通閥門自身通斷機(jī)械狀態(tài)，實現(xiàn)PLC編程上的互鎖功能。3、一個閥門實現(xiàn)冷卻，冶煉氣流的切換。4、減少實現(xiàn)AOD工藝的閥架元件數(shù)量，降低設(shè)備故障概率，同時節(jié)約設(shè)備制造成本。5、減少了整個閥架的裝配難度。國內(nèi)其他廠家的閥架設(shè)計相對更龐大，首先，占地面積很大，相對更復(fù)雜；其次，很難實現(xiàn)自動控制，一般設(shè)計都是通過多個按鈕人為的去實現(xiàn)各個閥門的開關(guān)動作。


圖1是本發(fā)明的一種實施例結(jié)構(gòu)示意圖。
權(quán)利要求
1. 一種AOD閥架配氣系統(tǒng)，包括氧氣配氣支系統(tǒng)、惰性氣體配氣支系統(tǒng)、小流量冷卻支系統(tǒng)和閥架殼體(1)，其特征在于所述氧氣配氣支系統(tǒng)，包括氧氣輸送管路(2)和中心輸氣管(3)，在氧氣輸送管路(2) 上依次裝設(shè)有第一手動球閥(4)、第一空氣過濾器(5)、第一單向閥(6)、第一調(diào)節(jié)閥(7)、第一氣動球閥(8)和第二單向閥(9);在位于第一手動球閥(4)和第一空氣過濾器(5)之間的氧氣輸送管路(2)上裝設(shè)有第一壓力表(10)，在位于第一單向閥(6)和第一調(diào)節(jié)閥(7)之間的氧氣輸送管路(2)上從左向右依次裝設(shè)有第一壓力變送器(11)、第一溫度變送器(12)和第一流量變送器(13)；氧氣輸送管(2)通過第一彎頭(14)與中心輸氣管(3)的上端連接， 在中心輸氣管(3)上分別裝設(shè)有第一三通(15)和第二三通(16)，第一三通(15)位于第二三通(16)的上方；第一三通(15)的出氣口端連接有第一出氣管(17)，在第一出氣管(17)上裝設(shè)有第三單向閥(18);所述惰性氣體配氣支系統(tǒng)，包括氬氣輸氣管(19)、氮氣輸氣管(20)、惰性氣體輸送管路(34)和第二氣動三通球閥(21)，在氬氣輸氣管(19)上從左向右依次裝設(shè)有第二手動球閥(22)、第二壓力表(23)、第二空氣過濾器(24)和第四單向閥25，在氮氣輸氣管路(20)上從左向右依次裝設(shè)有第三手動球閥(26)、第三壓力表(27)、第三空氣過濾器(28)和第五單向閥(29)，第二氣動三通閥(21)的上端進(jìn)氣口經(jīng)管路(57)通過第二彎頭(30)與氬氣輸氣管(19)連接，第二氣動三通閥(21)的下端進(jìn)氣口經(jīng)管路(32)并經(jīng)過第三彎頭(33)與氮氣輸氣管(20)連接，第二氣動三通閥(21)的出氣口與惰性氣體輸送管路(34)的一端連接，惰性氣體輸送管路(34)的另一端與第二三通(16)的進(jìn)氣口連接；在惰性氣體輸送管路(34)上從左向右依次裝設(shè)有四通(35)、第二流量變送器(36)、第三氣動三通閥(37)、第三三通(38)、第二調(diào)節(jié)閥(39)和第六單向閥(40)，四通(35)的上端口通過管路(41)與手動球閥(42)的進(jìn)氣口連接，手動球閥(42)的出氣口分別連接有第一減壓閥(43)和第二減壓閥(44)，在管路(41)上裝設(shè)有壓力變送器(45)，在四通(35)的下端口裝設(shè)有溫度變送器(46)；小流量冷卻支系統(tǒng)，包括第一冷卻支管路(47)第二冷卻支管路(31)，在第一冷卻支管路(47)和上依次裝設(shè)有第三減壓閥(48)、第四三通(49)、氣動球閥(50)和第七單向閥 (51);第二冷卻支管路(31)上依次裝設(shè)有調(diào)節(jié)閥(52)、第八單向閥(53)、壓力變送器(54)， 第一冷卻支管路(47)和第二冷卻支管路(31)連接后經(jīng)第九單向閥(56)與套管出口(55)連接；第二冷卻支管路(31)上端與第三三通(38)的下端口連接。
全文摘要
一種AOD閥架系統(tǒng)，包括裝設(shè)在氧氣輸送管路上的空氣過濾器、壓力變送器、溫度變送器、流量變送器和調(diào)節(jié)閥等組成的氧氣配氣支系統(tǒng)；裝設(shè)在氧氣輸送管路上的手動球閥、空氣過濾器等和裝設(shè)在氧氣輸送管路上的手動球閥、空氣過濾器等及主要裝設(shè)在惰性氣體輸送管路上的溫度變送器、壓力變送器、流量變送器、氣動三通閥、三通和調(diào)節(jié)閥等組成的惰性配氣支系統(tǒng)；裝設(shè)在第一冷卻支管路上的減壓閥、第四通氣動球閥等和裝設(shè)在第二冷卻支管路上的調(diào)節(jié)閥、單向閥等組成的小流量冷卻支系統(tǒng)。氧氣輸送管路和惰性氣體輸送管路的右端分別與中心輸氣管相通。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，能保證鋼液精煉質(zhì)量。
文檔編號C21C7/068GK102296155SQ20111000355
公開日2011年12月28日 申請日期2011年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月10日
發(fā)明者何永亮, 劉新峰, 張鵬程, 李中朝 申請人:沈陽鑄造研究所