[实用新型]一种转炉氧枪冷却水防冻装置

说明书

技术领域

本实用新型属于炼钢自动化技术领域，特别是一种冶金行业炼钢工艺中的转炉氧枪冷却水防冻装置。

背景技术

在冶金行业的转炉炼钢工艺中，通过将氧枪插入到转炉中对铁水吹氧，将铁水冶炼成钢水。由于氧枪在转炉中吹炼时的环境温度高达1500~1700℃，因此需要向氧枪中通入大量的冷却水以冷却氧枪枪体。0~40℃的低温氧枪冷却水由水处理系统的泵组加压输送至氧枪冷却水系统，利用热交换原理冷却氧枪枪体后冷却水温度升高至40~60℃，升温后的高温氧枪冷却水被再次回送到水处理系统利用热交换原理进行降温处理，如此往复循环。同时为保证氧枪系统工作的可靠性，一般每座转炉设置两支氧枪，一支氧枪工作，另一支氧枪备用，并且两支氧枪是互为备用（即每支氧枪既可做工作枪，也可做备用枪）。

但在寒冷的冬季，尤其是我国东北地区，其环境温度可达到零下二三十度，在这种情况下，由于备用氧枪无需冷却，其支管冷却水切断阀处于长期关闭状态，备用氧枪支管中的冷却水不能流动，很容易结冰。若一旦工作氧枪发生故障，需要将备用氧枪切换为工作氧枪，此时若原备用氧枪支管冷却水结冰，将导致备用氧枪不能立即投入使用，将严重影响转炉冶炼的生产节奏。

为解决备用氧枪冷却水支管的冷却水结冰问题，现有的常规解决方法是：在冬季时手动打开备用氧枪支管的冷却水切断阀，让备用氧枪支管的冷却水始终保持流动状态。但此方法存在以下缺点：1.因备用氧枪冷却水支管用水量的增加会导致工作氧枪的供水压力和供水流量的减小，进而影响工作氧枪枪体的冷却效果；2.由于备用氧枪冷却水支管管径与工作氧枪冷却水支管管径完全相同，两个氧枪冷却水支管上的冷却水切断阀同时打开将直接导致整个氧枪冷却水系统的耗水量大大增加。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种转炉氧枪冷却水防冻装置，能自动有效防止备用氧枪冷却水支管结冰，同时减少氧枪冷却水系统的冷却水消耗量，并保证工作氧枪的冷却效果。

本实用新型解决上述问题的技术方案为：

一种转炉氧枪冷却水防冻装置，包括转炉氧枪冷却水进水总管，进水总管上依次设置进水总管压力变送器、进水总管流量计、进水总管温度计，然后冷却水进水总管分为两路支管：第一路支管依次经过第一氧枪冷却水切断阀、第一氧枪和第一路支管上设置的第一氧枪回水温度计后连接到回水总管；第二路支管依次经过第二氧枪冷却水切断阀、第二氧枪和第二路支管上设置的第二氧枪回水温度计后连接到回水总管；回水总管上设置有分别用于检测冷却水回水压力和回水流量的回水总管压力变送器和回水总管流量计；

该装置还包括氧枪PLC控制系统以及与PLC控制系统相连的氧枪防冻水流量计和氧枪防冻水切断阀，所述第一氧枪防冻水切断阀和第一氧枪防冻水流量计依次设置在第一路防冻水支管上，第一路防冻水支管的两端分别与第一氧枪冷却水切断阀两端的冷却水支管相连；所述第二氧枪防冻水切断阀和第二氧枪防冻水流量计依次设置在第二路防冻水支管上，第二路防冻水支管的两端分别与第二氧枪冷却水切断阀两端的冷却水支管相连；氧枪冷却水切断阀、进水总管压力变送器、进水总管流量计、进水总管温度计、回水总管压力变送器、回水总管流量计和回水支管温度计分别与PLC控制系统相连。

按上述方案，所述氧枪防冻水切断阀为气动单作用气关式切断阀。

按上述方案，所述防冻水支管的管径为冷却水支管管径的1/2至2/3。

按上述方案，所述冷却水流量计为电磁流量计，冷却水温度计为PT100热电阻温度计。

按上述方案，所述氧枪PLC控制系统包括模拟量输入模块、开关量输入模块和开关量输出模块，所述各冷却水压力变送器、各温度计和各流量计的检测信号接入氧枪PLC控制系统的模拟量输入模块，所述氧枪冷却水切断阀和氧枪防冻水切断阀的开关位置信号接入氧枪PLC控制系统的开关量输入模块，氧枪冷却水切断阀和氧枪防冻水切断阀的开关控制信号接入氧枪PLC控制系统的开关量输出模块。

 该装置工作的原理是：

氧枪PLC控制系统依据氧枪工作备用状态、氧枪冷却水进水总管温度、备用氧枪防冻水支管流量，控制备用氧枪防冻水切断阀和备用氧枪冷却水切断阀的开关，具体为：当氧枪冷却水进水总管温度测量值低于设定温度阈值时，PLC控制系统打开备用氧枪防冻水切断阀，并监视备用氧枪防冻水流量；若备用氧枪防冻水流量低于设定阈值，PLC控制系统打开备用氧枪冷却水切断阀；若备用氧枪防冻水流量高于设定阈值，PLC控制系统关闭备用氧枪冷却水切断阀；若进水总管温度高于设定阈值，PLC控制系统关闭备用氧枪防冻水切断阀和备用氧枪冷却水切断阀。