氧枪控制系统设计

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1、内蒙古科技大学过程控制课程设计论文题目：氧枪控制系统设计学生姓名：……………………学号：……………………专业：测控技术与仪器班级：……………………指导教师：……………………2009年9月4日16内蒙古科技大学课程设计论文摘要氧枪是转炉炼钢的关键设备，它的性能好坏与使用寿命直接关系到炼钢的质量与效率。氧枪供氧流量的监控是保证恒定流流量供氧的关键环节，氧枪的精确定位可以保证钢水成分达到预期要求，同时保证系统的安全运行还必须有一定的联锁保护功能。自动炼钢系统打破了传统炼钢模式下多个制约生产的瓶颈,实现了自

2、动炼钢过程中氧枪系统的精确快速定位控制、氧气流量和压力的稳定性控制以及手/自动无扰动切换、散状料加料的精确控制以及铁水和废钢等原料的原始数据快速准确采集,消除了在数据采集中的人为干扰因素,大大提高了吹炼终点的命中率,提高了生产效率,降低了原材物料的消耗,钢水质量得到大幅度提高,为提高企业的核心竞争力奠定了坚实的技术基础。本文主要针对氧气流量与氧枪枪位进行了系统控制原理设计，同时进行了相关仪表的选型，使氧枪流量与枪位能够得到精确控制，同时在氧枪系统运行过程中，能够实时监控各参数的状态，对氧枪的运行起到

3、了联锁保护作用。关键词：氧枪；氧气流量；枪位；控制系统；联锁保护16内蒙古科技大学课程设计论文目录摘要I第一章引言11.1氧气顶吹转炉炼钢法的发展11.2氧气炼钢的优点2第二章生产工艺及要求32.1转炉炼钢工艺流程32.2氧枪装置42.2.1氧枪基本结构42.2.2氧枪的升降机构52.2.3转炉吹氧的工艺过程62.3生产工艺参数及要求72.3.1生产工艺中需要检测的参数及要求72.3.2转炉氧枪联锁要求8第三章氧枪控制系统设计93.1氧枪控制系统图93.2氧气流量控制系统93.2.1控制方案93.2

4、.2仪表选型93.3氧枪枪位控制系统113.3.1控制方案113.3.2仪表选型12总结14参考文献15附图氧枪控制系统设计图1616内蒙古科技大学课程设计论文第一章引言1.1氧气顶吹转炉炼钢法的发展[1]氧气顶吹转炉炼钢法是20世纪50年代产生和发展起来的炼钢技术，但从其出现至今已有100多年的历史。早在1856年英国人亨利•贝塞麦就研究开发了酸性底吹转炉炼钢法，以铁水为原料，从转炉底部通入空气氧化去除杂质冶炼成钢。1878年德国尼•托马斯研究发明的碱性底吹转炉炼钢法，以碱性耐火材料砌筑炉衬，吹炼

5、过程可以加入石灰造渣，能够脱除铁水中的P、S，解决了高磷铁水冶炼技术问题。早在1856年贝塞麦就提出利用纯氧炼钢的设想，由于当时工业制氧水平较低，成本太高，氧气炼钢未能实现。第二次世界大战之后，从空气中分离氧气技术的成功，提供了大量廉价的纯氧，使贝塞麦的氧气炼钢设想得以实现。在1939年罗伯特•杜勒尔在瑞士采用水冷氧枪从转炉炉口伸入，在熔池的上方供氧进行吹炼，得到满意的效果。后经不断的实验形成了氧气顶吹转炉的雏形。奥地利钢铁公司根据杜勒尔的设计，先后在2t、5t、15t转炉上进行了氧气顶吹转炉的工业

6、试验，取得了丰富的经验。于1952年在林茨（Linz）城建成30t氧气顶吹转炉并投入生产；1953年初在多那维茨（Donawiz）城又建成两座30t转炉正式投入工业生产。由于氧气顶吹转炉炼钢首先在林茨和多那维茨两城投入生产，所以取这两个城市名称的第一个字母L-D（LD）作为氧气顶吹转炉炼钢法的代称。LD炼钢法具有反应速度快，热效率高，又可使用约30%的废钢为原料；并克服了底吹转炉钢质量差，品种少的缺点；因而一经问世就显示出巨大的优越性和生命力。进入20世纪70年代以后，顶吹转炉炼钢技术趋于完善。转炉

7、的最大公称吨位达到380t；能够冶炼全部平炉钢种，若与有关精炼技术相匹配，还可以冶炼部分电炉钢种；大型转炉炉龄在1999年达到10000次/炉役以上；并实现了计算机控制终点碳与出钢温度。16内蒙古科技大学课程设计论文1.2氧气炼钢的优点与其他炼钢方法相比，氧气炼钢法具有具有如下特点：①吹炼速度快，生产率高；②品种多、质量好；③原材料消耗少、热效率高、成本低；④基建投资省、建设速度快；⑤氧气顶吹转炉容易与连续铸钢相匹配。16内蒙古科技大学课程设计论文第二章生产工艺及要求2.1转炉炼钢工艺流程[2]转炉

8、冶炼过程中自上一炉的出钢、倒渣完成到本炉的出钢、倒渣为止称为一个冶炼周期，其过程包括下料、吹炼、终点控制、脱氧出钢、溅渣护炉、倒渣等几个阶段，典型的操作进程如图2.1所示。图2.1转炉炼钢工艺流程图一般而言，如果加上溅渣护炉的时间，氧气转炉炼钢的冶炼周期为30min左右，其中吹氧时间通常为12～18min。转炉炼钢是把氧气鼓入熔融的生铁里，使杂质硅、锰等氧化。在氧化的过程中放出大量的热量（含1%的硅可使生铁的温度升高200摄氏度），可使炉内达到足够高的温度。因此转炉炼