[发明专利]一种新型真空精炼装置的顶枪吹氧结构及其控制方法

权利要求书

1.一种新型真空精炼装置的顶枪吹氧结构，其特征在于：包括真空度调节组件、顶枪移动组件、真空室和控制单元，其中真空度调节组件和控制单元设置于真空室外部，其中顶枪移动组件设置于真空室内部顶端，所述真空度调节组件、顶枪移动组件分别连接控制单元，其中真空度调节组件与真空室连通，所述顶枪移动组件包括顶枪和固定螺栓，其中顶枪一端与固定螺栓连接，其中固定螺栓可转动固定于真空室顶端，所述顶枪外壁设有螺纹，其中顶枪外壁的螺纹可与固定螺栓的内螺纹配合使顶枪上下移动，所述固定螺栓连接伺服电机，其中伺服电机连接控制单元。

2.根据权利要求1所述的一种新型真空精炼装置的顶枪吹氧结构，其特征在于：所述真空度调节组件包括真空度调节阀、真空度切断阀、真空度调节管道和第一增压泵，其中真空度调节管道一端连接真空精炼装置的废气排放管，其中真空精炼装置的废气排放管连接真空室的出气口，所述真空度调节管道另一端连接真空度切断阀，所述真空度切断阀另一端连接真空度调节阀，其中真空度调节阀另一端连接第一增压泵，所述第一增压泵的另一端连接真空室的进气口，所述真空度调节阀、真空度切断阀和第一增压泵分别连接控制单元。

3.根据权利要求2所述的一种新型真空精炼装置的顶枪吹氧结构，其特征在于：所述第一增压泵还通过管道连接第二增压泵，其中第二增压泵可从大气直接引入空气，所述第二增压泵连接控制单元。

4.根据权利要求1所述的一种新型真空精炼装置的顶枪吹氧结构，其特征在于：所述顶枪下端设有喉口，其中喉口内侧上端设有第一压力传感器，其中喉口内侧下端设有第二压力传感器，所述喉口外侧下端设有高度传感器，所述第一压力传感器、第二压力传感器和高度传感器分别连接控制单元。

5.根据权利要求1~4任一项所述的一种新型真空精炼装置的顶枪吹氧结构，其特征在于：所述控制单元通过以下公式计算顶枪距钢液的距离和顶枪的吹氧速率：

以上公式中：

v：顶枪的吹氧速率；

N：常数；

d：顶枪喉口直径；

Pin：喉口入口压力；

Pout：喉口出口压力，即为真空室内的真空度；

k：常数；

Ma：喉口出口马赫数；

Ho：顶枪距钢液的距离；

：凹坑深度。

6.一种如权利要求5所述的新型真空精炼装置的顶枪吹氧控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1）当钢液进入真空处理阶段，向控制单元输入需增氧量，控制单元计算出吹氧量、顶枪的吹氧速率、顶枪喉口直径、喉口入口压力、喉口出口压力、喉口出口马赫数、顶枪距钢液的距离和凹坑深度；

步骤2）将真空度调节管道一端连接真空精炼装置的废气排放管，另一端连接真空度切断阀，接着控制单元控制真空度切断阀打开，利用真空度调节阀根据设定的真空度数值进行自动调节，接着利用第一增压泵增压后将废气输入真空室内，以达到压力平衡；

步骤3）控制单元控制顶枪移动组件将顶枪移动到计算的顶枪距钢液的距离，利用第一压力传感器检测喉口入口压力，利用第二压力传感器检测喉口出口压力，利用高度传感器检测顶枪距钢液的距离，顶抢位置设定好后喉口吹氧开始；

步骤4）当吹氧达到设定的需增氧量时，吹氧结束，控制单元控制顶枪移动组件将顶枪上升至上限位置，吹氧过程完成。

7.根据权利要求6所述的一种新型真空精炼装置的顶枪吹氧控制方法，其特征在于：所述步骤2）中的第一增压泵还通过管道连接第二增压泵，用于真空度调节的气体可从大气直接引入。

8.根据权利要求6所述的一种新型真空精炼装置的顶枪吹氧控制方法，其特征在于：所述步骤2）中设定的真空度数值为80~120mbar。