[实用新型]一种基于并联叠加算法的气体流量控制装置

说明书

发明领域：

本发明涉及一种基于并联叠加算法的气体流量控制装置，尤其适合炼钢厂的钢包底吹的氩气流量控制。

背景技术：

钢包底吹氩是一种操作简单、精炼效果明显的炉外精炼装置。

在炼钢生产中，无论是转炉冶炼还是炉外精炼，都需要通过对钢包钢水进行底吹氩搅拌，有效均匀钢水温度及成分，以改善钢水质量，提高钢水纯净度。长期以来，大部分冶金企业的钢包底吹搅拌系统一般靠两套阀门控制的底吹管线(每条管线装有切断阀和调节阀)，来完成对钢包内钢水的底吹搅拌，这种设计可保证正常情况下的钢水搅拌，但由于受仪表阀门本身精度和动作速度的限制，在实际生产中很难根据工况变化实现灵活调节，有时还会出现钢水喷溅现象，和工艺要求有一定差距，而且氩气浪费量很大。开发一种动作迅速并可任意调节底吹流量大小的系统已很有必要。

专利号：200520079316.0，授权公告号CN2839298，专利名称为：《钢包底吹系统的自动调节装置》，涉及一种由减压机构和流量检测机构串接在一起，并与旁通机构并联连接，流量检测调节机构由流量测量机构、流量调节机构通过管路串联构成，该法属于PID算法，在实际生产控制中有振荡造成流量波动问题。

专利号：200610102133.5，授权公告号CN1966733，专利名称为：《精炼炉底吹氩智能控制方法》，涉及一种基于具有分级结构的模糊自适应算法的精炼炉底吹氩控制方法，该法将整个控制系统分为基本模糊控制级、自适应调整级、过程状态判断级三级控制结构，该控制方法能够实现工艺要求，但控制系统复杂，实现比较困难，不适合推广普及。

发明内容：

本发明的是一种基于并联叠加算法的气体流量控制装置，有别于现有专利申请中的保护范围，它有效避免了依靠仪表调节阀PID调节的响应时间及带来的振荡造成流量波动问题，无法快速控制气体流量，甚至引起钢水搅拌不均匀带来的含有杂质、回氮、氧化等质量问题。

该装置借助排列组合和电路并联的原理，由前置气体稳压器、电磁阀组、手动调节旋钮、后置孔板一体化流量变送器构成，前置气体稳压器，可以起到压力和流量稳定作用，电磁阀组由并联的可以实现1、2、4、8、16、32……2n倍任意气体流量的单个电磁阀叠加组合构成，每个电磁阀通过的额定气体流量不同，电磁阀上的手动微调旋钮可以在现场对流量微调，后置的孔板一体化流量变送器准确实时显示通过的气体流量。

本发明尤其适合于炼钢厂的钢包底吹氩流量控制，不仅可以快速、精确控制底吹氩气流量，而且克服了其他方法的低流量调节不准确、波动大等弊端，既控的准，又测得准。

附图说明

图1是发明装置组成图。

附图标记：

1气体稳压器  2电磁阀组  3手动调节旋钮  4一体化流量变送器  5进气管  6出气管

图2是气体稳压器。

附图标记：

1进气口  2出气口

图3是电磁阀组俯视图。

附图标记：

1电磁阀

具体实施方式

实施案例：本案例为一座120吨的转炉钢包底吹氩阀站，根据设计的工艺流程图配置气体管路，气体稳压器放入电磁阀组的下面，孔板一体化流量变送器安装在电磁阀组管路后的总管上。手动微调旋钮设在电磁阀组前端，旋动螺钉可以调节气体的流量，达到现场微调的作用。

一座120吨的转炉钢包吹氩流量，通常保守的设计为每条支路按60～100m3/h考虑。通过多年经验，在正常搅拌过程中一般不会吹如此大的氩气，操作人员更加希望按照更小的计量单位“标升/分(Nl/min)”随时进行调整，这样很容易达到最佳的底吹效果。常用的基本流量设定值见表1，此外对一座120t转炉钢包每一管路来讲，流量设定的最大值一般不超过600Nl/min。

表1底吹搅拌中常用流量设定值

运用排列组合知识计算：

10+20+40+80+160+320＝630(Nl/min)＞600Nl/min

如果有6支管路同时打开，可以满足工艺对底吹流量的上限要求；以10Nl/min为步进值，低于此上限值的设定值，也可以轻松获得。例如，流量设定为210Nl/min时，可由下式获得：

10+40+160＝210(Nl/min)

通过单片机与按钮盒组合或者上位机和PLC组合可以完成随机切换，使得流量调节就像开汽车中的自动换档一样轻松。该方法巧妙之处在于根据现场实际的变化，不管是否出现部分透气砖堵塞，均可以任意修正设定数据。

本发明装置，在节约大量稀有气体的同时，也获得了较佳底吹搅拌效果。