过程控制课程设计--转炉氧枪氧压检测与控制系统设计
氧枪设计
氧枪设计顶底复吹转炉是在氧气射流对熔池的冲击作用下进行的，依靠氧气射流向熔池供氧并搅动熔池，以保证转炉炼钢的高速度。
因此氧气射流的特性及其对熔池作用对转炉炼钢过程产生重大影响，氧枪设计就是要保证提供适合于转炉炼钢过程得氧气射流。
转炉氧枪由喷头、枪身和尾部结构三部分组成，喷头一般由锻造紫铜加工而成，也可用铸造方法制造，枪身由无缝钢管制作得三层套管组成。
尾部结构是保证氧气管路、进水和出水软管便于同氧枪相连接，同时保证三层管之间密封。
需要特别指出的是当外层管受热膨胀时，尾部结构必须保证氧管能随外层管伸缩移动，氧管和外层管之间的中层管时冷却水进出的隔水套管，隔水套管必须保证在喷头冷却水拐弯处有适当间隙，当外层管受热膨胀向下延伸时，为保证这一间隙大小不变，隔水套管也应随外层管向下移动。
（1）喷头设计：喷头是氧枪的核心部分，其基本功能可以说是个能量转换器，将氧管中氧气的高压能转化为动能，并通过氧气射流完成对熔池的作用。
1）设计主要要求为：A 正确设计工况氧压和喷孔的形状、尺寸，并要求氧气射流沿轴线的衰减应尽可能的慢。
B 氧气射流在熔池面上有合适的冲击半径。
C 喷头寿命要长，结构合理简单，氧气射流沿氧枪轴线不出现负压区和强的湍流运动。
2）喷头参数的选择：A 原始条件：类别\成分(%)C Si Mn P S 铁水预处理后设定值 3.60 0.10 0.60 0.004 0.005 冶炼Q235A,终点钢水C=0.10%根据铁水成分和所炼钢种进行的物料平衡计算，取每吨钢铁料耗氧量为50.4m3（物料平衡为吨钢耗氧52m3）,吹氧时间为20min 。
转炉炉子参数为：内径6.532m ，熔池深度为1.601m ，炉容比0.92m3/t 。
转炉公称容量270t ，采用阶段定量装入法。
B 计算氧流量每吨钢耗氧量取 52m3，吹氧时间取20min min /70220270523m Q =⨯=C 选用喷孔出口马赫数为2.0、采用5孔喷头（如下图3-3所示），喷头夹角为14°喷孔为拉瓦尔型。
转炉副枪自动化控制系统的设计与应用
952022年1月上 第01期 总第373期工艺设计改造及检测检修China Science & Technology Overview转炉炼钢是炼钢生产中重要的工艺环节，主要作用在于净化钢液成分，优化钢液合金配比。
为了满足转炉炼钢的工艺需求，在转炉中设置了两套金属枪系统。
一支是为了加快钢液循环流动和提高冶炼效果的吹氧用氧枪；另一支是直接插入炼池中的副枪，主要用于测定熔池液位、钢液温度以及钢液中氧含量、碳含量等参数。
由此可以看出副枪在取样测定钢液成分中的重要作用，它是保证转炉冶炼质量的关键，现代炼钢工艺依靠副枪测量来判断和调节转炉熔剂添加量以及吹氧量。
副枪在取样检测时主要需要对金属枪的位置进行控制，以完成下枪、插入取样、提枪等一系列动作。
转炉副枪在取样中的各种动作的实现全部由副枪系统基础自动化测控装置予以实现，由人机交互操作进行控制，极大地提高了转炉炼钢的自动化水平，改善了人员工作环境。
本文对转炉副枪自动化控制系统的设计与应用进行了探讨[1]。
1.转炉副枪系统的工艺流程转炉副枪系统属于一种测量装置，主要是在转炉不停吹的条件下对转炉内钢液的成分温度进行取样和检测，从而为转炉工艺参数和合金添加的调整提供依据。
根据转炉副枪系统的操作模式，首先根据检测要求自动或是手动从探头储存箱中取出选定的副枪探头类型，然后自动安装到副枪顶端，并旋转至转炉上方进入工作位，等待测量命令。
在转炉每炉吹炼后期2min ～3min，吹氧量达到80％时，由操作人员给予信号下达测量开始命令，转炉上方设置有挡烟罩。
在副枪控制系统接收到测量指令时，滑动门打开，副枪升降小车带动副枪快速下降到目标位置，穿过转炉烟罩上的密封帽入口进入转炉熔池，测量钢液温度。
根据所用探头类型的不同，测量单元和热电偶会发出相应的信号从而有不同的测量时间。
测量结束后，测温仪表单元会向PLC 发出测温结束命令，然后传动系统开始快速提升副枪，并达到上限位置。
第三篇_转炉和氧枪
第三篇 转炉和氧枪
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涟钢新建炼钢工程基础自动化系统软件功能规格书
第三篇 转炉和氧枪
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2.1.2 主 要 工 艺 装 置 和 设 备
(1) 倾动马达及其传动设备 倾动机构采用四点啮合的全悬挂型式， 力矩平衡机构为扭力杆 装 置 。倾 动 主 要 由 四 台 交 流 电 动 机 、四 台 一 次 减 速 机 、一 套 二 次 减 速 机 、钮 力 杆 平 衡 式 。四 台 电 动 机 同 步 启 、制 动 、同 步 运 行 ， 电 动 机 转 速 可 调 。 电 动 机 型 号 为 YZP400M2 － 6 交 流 变 频 电动机 ，其主要性能参数为： 电 动 机 容 量 ： 300kWx4 电 动 机 额 定 转 速 ： 985rpm 电 动 机 额 定 电 流 ： 520A 工 作 制 ： S4 电 压 ： 380V ， AC (2) 制动器：四台液压电磁制动器，分别配置于每台电动机出轴 联 轴 器 上 ， 型 号 为 YW630-D3000 ， 电 容 量 ： 0.6kW 。 (3) (4) 风 机 数 量 共 有 四 个 ， 每 台 电 机 配 备 一 个 ， 电 容 量 ： 0.55kW 。 倾动电机的速度旋转编码器：每台电机配备一台增量型旋转 编码器，其输出信号作为相应的交流调速装置的数字测速反馈 信 号 。 编 码 器 型 号 ： 10-11636i-1024 （ P+F ） (5) 倾 动 角 度 旋 转 编 码 器 ： 配 备 一 台 带 DP 口 旋 转 编 码 器 ， 测 量 倾 动 角 度 。 编 码 器 型 号 ： PVS58i-011AGROBN-0013 。 (6) 润滑油系统每座转炉设置一台稀油润滑站， 采用稀油润滑集中 润滑，配置在邻近倾动机靠近炉前的地方。 (7) 主操作台
转炉氧枪设计方案
山东崇盛冶金氧枪有限公司SHANDONG CHONGSHENG METALLURGICAL OXYGEN LANCE CO.,LTD. 1广青金属有限公司65T转炉φ180氧枪及氧枪喷头设计方案山东崇盛冶金氧枪有限公司2012年2月山东崇盛冶金氧枪有限公司SHANDONG CHONGSHENG METALLURGICAL OXYGEN LANCE CO.,LTD. 265T转炉φ180氧枪及氧枪喷头设计方案简介山东崇盛冶金氧枪有限公司，系冶金氧枪及喷头的专业研究生产单位。
位于中国潍坊高新技术产业开发区。
技术力量雄厚，技术装备先进，检测手段齐全。
我公司在转炉用氧枪设计方面有丰富的设计和制造经验，例如：宝钢300吨转炉炼钢φ406氧枪喷头，武钢三炼钢250吨转炉用φ355锥度氧枪及喷头，马钢300吨转炉用φ355锥度氧枪及喷头，济钢210吨转炉用φ355氧枪及喷头，新余三期210T 转炉炼钢φ325氧枪及喷头，上海罗泾150吨转炉炼钢φ299氧枪及喷头，河北承德钢铁、普阳钢铁、宁波钢铁、天铁、安阳钢铁、通化钢铁等150吨转炉炼钢φ299氧枪及喷头，目前均正常使用，效果良好。
现国内120吨以上转炉用氧枪80％由我公司设计制造。
公司秉承“以人为本，科技领先”的发展战略，技术力量雄厚，拥有世界先进水平的科研机构、精良的机械加工设备及国内一流的检测设施，最大程度上保证产品最佳的使用性能。
山东崇盛冶金氧枪有限公司SHANDONG CHONGSHENG METALLURGICAL OXYGEN LANCE CO.,LTD. 365T转炉φ180×1孔喷头设计方案一、设计工况参数：1、出钢量：～65吨/炉2、现场操作氧流量：～4200Nm3/hr3、现场操作供氧压力：0.85～1.0Mpa （阀后压力）4、纯吹氧吹炼时间：13～15min5、冷却水压力：≥1.2MPa6、进出水温差≤27℃（水温差根据现场实际情况要有所差异）7、氧枪喷头形式：1孔拉瓦尔孔喷头二、喷头参数设计2.1马赫数的选择流体力学中表征流体可压缩程度的一个重要的无量纲参数,记为,定义为流场中某点的速度v同该点的当地声速c之比,即=v/c, 在可压缩流中,气体流速相对变化dv/v同密度相对变化之间的关系是dρ/ρ＝-2dv/v，即在流动过程中，马赫数愈大,气体表现出的可压缩性就愈大。
转炉控制系统
转炉电气自动化控制系统一、概述从电控的角度看，复杂控制系统无非包括三个基本元件，电机、电磁阀与现场模拟量仪表，电控的工作就是要这些元件动作，让电机正反转，电磁阀打开关闭，现场模拟量的采集，一个复杂系统可以分解成很多小的简单系统。
转炉本体电控设备可以分为：转炉倾动系统，氧枪系统，炉下钢包车，渣罐车，气化冷却系统，转炉投料系统，底吹系统。
还包括活动烟罩，挡火门，润滑系统，除尘阀门等。
转炉机旁操作箱用于单体设备的调试和检修，各设备间无任何联锁。
两地操作转换开关设置在机旁操作箱。
转炉系统大部分设备都是在机旁箱或者操作台经过PLC操作，也就是说手动操作按钮没有直接控制现场设备，都是先给PLC信号，PLC再发出指令给现场设备。
另外还有两个特殊情况：转炉投料系统振动电机现场操作箱手动按钮直接给变频器的控制指令，挡火门操作台按钮直接控制的接触器动作，这两个没有经过PLC。
所以如果PLC 掉电，整个系统除了投料制动电机与挡火门能操作箱操作，其他设备将瘫痪。
二、电气设备的控制及操作1、转炉倾动1.1、操作地点：转炉主控室，炉前操纵室，炉后操纵室。
主控室：操作转炉兑铁水和加废钢的摇炉。
炉前台：操作转炉出渣，测温，取样的摇炉。
炉后台：操作转炉出钢时的摇炉。
在主控室的操作台上设置有操作权的转换开关，并在三处操作点均设置操作权在位的灯光信号显示。
炉前，炉后操作权在操作完毕后应转至主控室。
1.2 传动及控制转炉倾动由四台交流电机驱动，由四台变频器进行转速的调节控制。
四台变频器串接在转炉PLC通信网络中，控制命令（启动，停止，频率给定等信号）由PLC经通信网络送给变频器，变频器控制板电源由外部24V电源提供，其中一台变频器掉电时不会影响整个通信网络。
1.3 联锁1.3.1活动烟罩不处于上限位时转炉不能倾动。
反之，转炉不处于垂直位时，烟罩不得下降。
（微机画面可以强制解除联锁，实际PLC中已经将此点解除不起作用）1.3.2氧枪处于待吹点以下转炉不能倾动。
锅炉除氧器过程控制课程设计
摘要热力除氧是用蒸汽将给水加热到饱和温度，将水中溶解的氧气和二氧化碳放出。
除氧的目的是防止锅炉给水中溶解有氧气和二氧化碳，对锅炉造成腐蚀，因此对除氧器进行控制具有很强的现实意义。
本文论述了除氧器液位、出口流量、除氧器压力三个被控变量的实验，详细论述了实验内容及过程中遇到的相关问题。
着重论述了PID控制方法在除氧器控制上的应用，对相应的参数进行了整定，以及对实验结果进行了分析。
目录摘要 (I)1 引言...................................................................................................................................................... - 1 -1.1 控制系统的的目的..................................................................................................................... - 1 -1.2 控制系统的意义......................................................................................................................... - 2 -1.3 实验内容..................................................................................................................................... - 2 -1.4 主要任务..................................................................................................................................... - 2 -2 正文...................................................................................................................................................... - 4 -2.1除氧器液位控制.......................................................................................................................... - 4 -2.1.1 实验目的及工艺背景...................................................................................................... - 4 -2.1.2 实验过程.......................................................................................................................... - 4 -2.1.2 控制系统投运和控制器参数整定 .................................................................................. - 8 -2.2 除氧器出口流量控制............................................................................................................... - 12 -2.2.1 控制系统组态................................................................................................................ - 12 -2.2.2 控制系统投运及参数整定 ............................................................................................ - 13 -2.2.3 施加扰动测试控制器性能 ............................................................................................ - 15 -2.2.4 实验结果分析................................................................................................................ - 16 -2.3 除氧器压力控制....................................................................................................................... - 17 -2.3.1 PI控制器特点 ............................................................................................................. - 17 -2.3.2 为什么要控制除氧器的压力 ........................................................................................ - 17 -2.3.3 控制系统组态................................................................................................................ - 18 -2.3.4 控制系统投运及参数整定 ............................................................................................ - 19 -2.3.5 实验结果分析................................................................................................................ - 20 -3 结论.................................................................................................................................................. - 21 -4 收获、体验和建议 ...................................................................................................................... - 22 - 参考文献 ............................................................................................................................................... - 23 -1 引言1.1 控制系统的的目的在我们的设计中，我们主要是以除氧器作为被控对象，由于除氧器是整个工艺过程的开始部分，从公用的工程来的锅炉给水到除氧器，除氧器使用蒸汽把给水加热到饱和的温度，把里面的溶解的氧和二氧化碳逼出来，以免锅炉结垢，除氧器的液位的高低会影响整个系统的工作状态，液位过低，会使的工作水供应不足，导致后续工艺产生不稳定的现象，甚至可能照成巨大的经济损失以及人员安全问题，故必须使得除氧器的液位保持在一定的高度；除氧器的压力和出水阀的流量也均会对除氧器的液位造成影响，从而影响整个系统的工作稳定性，除氧器的压力过高会使得除氧器爆炸，产生不安全的事故，并且压力过大，会使得除氧器中的水被快速的经出水阀被压到除氧器外，供给水的不稳定会使得后续的工艺目的很难实现；除氧器出口的除氧水是去往锅炉汽包的，汽包是产生蒸汽的地方，它的液位非常重要，液位过低就可能造成汽包被烧坏的危险，如果汽包液位过高，产生过热蒸汽的质量就会受到一定的影响，所以汽包液位要控制在一定的范围内，在燃烧系统供应的热量一定，也就是单位时间内蒸发出去的水量一定时，要想使气泡液位稳定下来，就要保证汽包上水流量稳定，所以要对上水流量，也就是除氧器出口流量进行控制；在这个工艺过程中，通入蒸汽的主要目的是为了出去除氧器进料软化水中的氧气，以防送入锅炉的水中含有氧气，腐蚀设备，除氧器对压力的要求比较高，因为除氧器压力过高，会造成除氧器憋压，软化水无法正常蒸发；如果除氧器压力过低会造成除氧不充分，而多余的氧气会在加热的过程中分解出来腐蚀锅炉。
转炉氧枪课程设计
转炉氧枪课程设计--300吨转炉炼钢用氧枪设计专业班级：冶金102班学生：吴**指导老师：***一、课程设计题目金属装入量中铁水占90%，废钢占10%，吹炼钢种是Q235B,渣量是金属装入量的7.78%；吹炼过程中，金属料中93%的碳氧化生成CO，7%的碳氧化生成CO2。
二、吨钢氧消耗量的计算12g的C生成CO消耗16g氧气，生成CO2消耗32g氧气，设100kg金属料ω[C]=1%生成CO消耗氧气量为x t、生成CO2消耗氧气量为y t。
[C] + 1/2{O2} = {CO}12g 16g1%×100×93% kg x得到：x=1.240kg[C] + {O2} = {CO2}12g 32g1%×100× 7% kg y得到：y=0.187kg因此,100kg的金属料ω[C]=1%氧化消耗的氧气量为1.427kg同理可以计算出100kg金属料中ω[Si]=1%耗氧量为 3.429t、ω[Mn]=1%耗氧量为0.785t、ω[P]=1%耗氧量为3.484t、ω[S]=1%耗氧量为2.700t、ω[Fe]=1%的氧耗量为1.543t。
所以铁水的总耗氧量4.400+3.429+0.785+3.484+2.700+1.543=16.705t渣中ω（FeO）=9%、ω（Fe2O3）=3%，吹炼过程中被氧化进入炉渣的Fe元素数量，FeO中ω[Fe]= ，Fe2O3中ω[Fe]=100kg金属料各元素氧化量和氧耗量如下表所示。
100kg金属料各元素氧化量和氧耗量项目元素成分ω/%C Si Mn P S Fe铁水 4.30 0.50 0.30 0.04 0.04 废钢0.10 0.25 0.40 0.02 0.02 平均 3.88 0.475 0.31 0.038 0.038终点0.15 痕迹0.124 0.004 0.025 FeO Fe2O3烧损量/kg 3.73 0.475 0.186 0.034 0.013 0.544 0.163每1%元素消耗氧气量/kg这样每100kg金属料需氧量为：×△ω[C]+ ×△ω[Si]+ ×△ω[Mn]+ ×△ω[P]+ ×△ω[S]+ ×△ω[Fe]-（FeO）+ ×△ω[Fe]-(Fe2O3）其中，△ω[C]、△ω[Si]、△ω[Mn]、△ω[P]、△ω[S]、△ω[Fe]分别为钢中C、Si、Mn、P、S、Fe的氧化量。
1#转炉氧枪控制原理
1#转炉氧枪控制原理一来自WINCC画面的控制信号：画面上的按钮：M250.0，计算机控制，全自动，选择键M250.1，也即氧枪半自动，选择键M250.2，选择键M245.0，自动/手动都置0，显示换枪界面M250.4，反复选择键M250.3，反复选择键M250.5，反复选择键解除连锁画面显示M5013.3，反复键M5013.4，反复键M5013.5，反复键M5018.7，反复键枪位实际值：MW272MW276：枪位设定，MW278M249.5，按钮信号M248.6，按钮信号，按钮信号二程序里面OB1—〉FC15 氧枪控制M300.7就地操作箱正在操作或M300.1主操作台在操作-------〉M200.7正在手动按钮操作氧枪M250.1，也即氧枪半自动下，氧枪有个下枪条件：M243.0，氧枪自动提枪条件：M303.1M200.5：画面手动或自动运行氧枪M256.0：到变频器1的ON/OFF1运行命令，1=运行，0=停止（斜坡下降）M256.1：到变频器1的ON/OFF2停车命令，1=不停车，0=停车（自由运转）M256.2：到变频器1的ON/OFF3停车命令，1=不停车，0=停车（紧急停止）M256.3M256.4M256.5M256.6：到变频器1的允许M256.7：到变频器1的故障复位M257.0M257.2：到变频器1的PLC控制有效M257.3：到变频器1的向上命令M257.4：到变频器1的向下命令M257.5M257.6M257.7MW258：1#变频器设定速度，高速：W#16#3000，75%速度；低速：W#16#1200，30%速度；点动：W#16#CCC，20%速度。
================================================================================M266.0：到变频器2的ON/OFF1运行命令-----------------------------------------------→B3100→P554.1M266.1：到变频器2的ON/OFF2停车命令，1=不停车，0=停车（自由运转）--→B3101→P557.1M266.2：到变频器2的ON/OFF3停车命令，1=不停车，0=停车（紧急停止）--→B3102M266.3-----------------------------------------------------------------------------------------------→B3103M266.4-----------------------------------------------------------------------------------------------→B3104M266.5-----------------------------------------------------------------------------------------------→B3105M266.6：到变频器2的允许--------------------------------------------------------------------→B3106M266.7：到变频器2的故障复位--------------------------------------------------------------→B3107M267.0-----------------------------------------------------------------------------------------------→B3108M267.1-----------------------------------------------------------------------------------------------→B3109M267.2：到变频器2的PLC控制有效-------------------------------------------------------→B3110M267.3：到变频器2的向上命令--------------------------------------------------------------→B3111M267.4：到变频器2的向下命令--------------------------------------------------------------→B3112→P571.1M267.5-----------------------------------------------------------------------------------------------→B3113→P572.1M267.6-----------------------------------------------------------------------------------------------→B3114M267.7-----------------------------------------------------------------------------------------------→B3115MW268：2#变频器设定速度，高速：W#16#3000，75%速度；低速：W#16#1200，30%速度；点动：W#16#CCC，20%速度。
智能转炉炼钢生产操作与控制之供氧系统介绍课件
管道维护与保 养：定期检查、 清洗等
氧气控制设备
氧气流量计：测量氧气流量， 控制氧气供应量
氧气压力表：监测氧气压力， 确保供氧系统稳定运行
氧气调节阀：调节氧气流量， 控制氧气供应速度
氧气安全阀：保护供氧系统， 防止氧气泄漏和爆炸
3
供氧系统的操作与控制
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02
供氧时间过长会导致钢液过氧 化，影响钢质
04
供氧时间需要根据实际情况进行 精确控制，以保证钢液质量
供氧压力的控制
供氧压力的设定： 根据炼钢工艺要求， 设定合适的供氧压 力
供氧压力的调节： 通过调节阀、变频 器等设备，实现供 氧压力的精确控制
供氧压力的监测： 通过压力表、传感 器等设备，实时监 测供氧压力，确保 压力稳定
供氧量的控制
01
供氧量的控制是炼钢生产中 的一个重要环节
02
供氧量的控制直接影响到炼 钢的质量和效率
03
供氧量的控制可以通过调节氧 气流量和氧气压力来实现
04
供氧量的控制需要根据炼钢工 艺的要求和实际情况进行调整
供氧时间的控制
01
供氧时间与钢液温度、成分、 搅拌速度等因素有关
03
供氧时间过短会导致钢液脱氧 不足，影响钢质
供氧压力的报警： 当供氧压力超过设 定范围时，发出报 警信号，提醒操作 人员进行调整
4
供氧系统的维护与保养
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定期检查与维护
01
检查供氧系统各部件是否正 常，有无损坏或老化现象
02
氧枪压力测量过程设计1
测量过程计量要求的导出压力测量过程控制规范1.测量过程描述：氧枪氧气管压力测量过程2.测量部位及负责单位：转炉作业区、自动化公司3.人员职责3.1 转炉作业区作业长：负责对测量人员及整个测量过程进行全面管理。
3.2 转炉作业区技术员：负责测量过程的资源配置，对测量设备的有效性、测量技术的符合性及测量数据负管理责任。
3.3 自动化公司：负责测量设备的维护。
3.4操作人员：负责测量设备的使用和按炼钢工艺操作规程规定监视测量数据，发现异常数据及时上报。
4.测量程序及方法描述4.1 测量方法：压力变送器按要求的方式安装在氧枪氧气管道上，信号输出接两芯屏蔽线缆，线缆的另一端接入控制室的PLC模版，在上位机上显示所测压力值。
4.2 测量原理：介质压力直接作用于陶瓷膜片，使测量膜片产生偏移，膜片位移产生的电容量，由与其直接连接的电子部件检测，放大和转换为标准信号输出。
5 测量过程规范要求5.1 测量参数及控制范围：5.1.1测量参数：氧枪氧气管压力5.1.2控制范围：氧枪压力：0.7MPa～1.2 MPa5.3测量方式及频次测量方式：直接测量方法。
5.4环境条件压力变送器：炼钢现场环境，常温常压；软件：主控室工作环境，保持在室温，湿度≤75％RH。
5.5 人员技能5.5.1转炉作业区作业长：熟悉转炉炼钢、连铸理论基础知识，取得初级以上专业技术职务任职资格，三年以上专业工作经历。
5.5.2技术员：具有初级以上职业技能鉴定资格或初级以上专业技术职务任职资格；熟悉本专业标准，作业指导书及检测规程；办事公正，责任心强，具有判断分析检测结果正确与否的能力。
5.5.3操作人员：取得本岗位资格证书；熟知转炉炼钢工艺操作规程，持证上岗。
6 技术资料6.1 安全操作规程6.2 转炉工艺技术操作规程，炼钢控制计划；7.不确定评定（见编号********）。
8．判定准则测量过程的不确定度评定结果小于等于测量过程的推导出的允许测量不确定度。
转炉氧压检测与控制系统设计
摘要 (1)第一章转炉氧枪的供氧制度 (2)1.1转炉炼钢工艺简介 (3)1.2 供氧制度的主要内容 (4)1.3 供氧制度中的工艺参数 (5)本章小结 (6)第二章转炉氧枪供氧系统参数 (7)2.1 转炉氧枪氧气流量 (8)2.2 转炉氧枪冷却水 (9)2.3 转炉氧枪枪位 (10)本章小结 (11)第三章转炉氧枪氧压检测与控制 (12)3.1转炉氧枪氧压控制意义 (13)3.2转炉氧枪氧压检测与控制设计 (14)3.2.1氧枪氧压检测与控制参数 (15)3.2.2设计的具体方案 (16)3.2.3仪表选型 (17)3.2.4氧枪氧压控制设计图 (18)总结 (19)参考文献 (20)氧枪是转炉炼钢的关键设备。
在转炉顶吹炼中,氧枪的主要作用是向熔池供氧和传氧,吹炼氧压及氧枪枪位的高低对熔池的脱碳速度和炉渣中FeO含量以及熔池温度有重大影响。
因此,氧压和氧枪枪位的控制是关系到炼钢生产质量好坏的至关重要的环节。
在本课程设计中首先是对转炉氧枪中通氧管道进行取压，具体实施办法是将节流装置安装在氧气管道中通过安装在氧气管道上的取压管获得差压，然后将差压引入弹簧管，此时弹簧管会有形变，将霍尔片固定在弹簧管的自由端，在霍尔片的上、下方垂直安放两对磁极，当被测压力引入后，弹簧管的自由端会产生位移，即改变了霍尔片在非均匀磁场中的位置。
这样就将压力信号转为电信号可取得4～20mA DC的氧气压力信号，将它送至调节器与给定值相比较，根据偏差情况，调节器给出调节信号，驱动执行机构改变氧气管道阀门开度，从而控制氧气压力为规定值。
关键词：转炉氧枪、氧枪氧压、氧枪枪位第一章转炉氧枪的供氧制度1.1转炉炼钢工艺简介：炼钢的基本任务是脱碳、脱磷、脱硫、脱氧，去除有害气体和非金属夹杂物，调整成分。
归纳为：“四脱”（碳、氧、磷和硫），“二去”（去气和去夹杂），“二调整”（成分和温度）。
采用的主要技术手段为：供氧，造渣，升温，加脱氧剂和合金化操作。
150t氧气转炉设计课程设计
课程设计说明书设计题目：150t氧气转炉设计姓名：班级：09冶金13班学号：2021150913012012年12月28日目录1 氧气转炉设计 (1)炉型设计 (1)2 烟气净化系统设备设计与计算 (5)烟气计算 (5)主要设备的设计和选择 (6)溢流定径文氏管(一级文氏管) (7)重力脱水器 (9)2.2.3矩形滑板调径文氏管(二级文氏管) (10)2.2.4 180°弯头脱水器 (14)2.2.5 复挡脱水器 (15)2.2.6贮气柜选择 (16)2.2.7风机选择 (17)1氧气转炉设计 炉型设计 1、原始条件炉子平均出钢量为150吨钢水，钢水收得率取92%，最大废钢比取20%，采用废钢矿石法冷却。
铁水采用P08低磷生铁 (ω(%，ω(P)≤0.2%，ω(S)≤0.05%)。
氧枪采用四孔拉瓦尔型喷头，设计氧压为a2、炉型选择：根据原始条件采用筒球形炉型作为本设计炉型。
3、炉容比 取V/T=4、熔池尺寸的计算tKD G = 确定初期金属装入量G ：取B=15%那么()t 15292.01%15215021B 2T 2G =⨯+⨯=⋅+=金η ()3m 4.228.6152GV ===金金ρ 确定吹氧时间：根据生产实践，吨钢耗氧量，一般低磷铁水约为50~57m 3/t(钢)，高磷铁水约为62~69m 3/t(钢)，本设计采用低磷铁水，故取吨钢耗氧量为57m 3/t(钢)，并取吹氧时间为15min 。
那么()[]min t /m 8.315573⋅===吹氧时间吨钢耗氧量供氧强度取K=2那么()m 156.51515262.1D ==筒球型熔池深度的计算公式为：()m 366.1156.579.0156.5046.04.22D 79.0D 046.0V h 2323=⨯⨯+=+=金 确定D=5.156m,h=66m 。
球冠的弓形高度h 1=0.12D=0.12×5.156=19(m)炉底球冠曲率半径R=D=1.1×=5.672(m)5、炉帽尺寸确实定d 0：取d 0=0.5 D=0.5×5.156= (m) θ：取θ=62° H 帽：()()m 42.262tan )578.2156.5(21tan d D 21H 0=︒⨯-==θ－膛 取H 口=400mm,那么整个炉帽高度为：()m 82.24.042.2H H H =+=+=口膛帽在炉口处设置水箱式水冷炉口 炉帽局部容积为：()3222202002m 55.31 4.0578.24578.22.578156.5156.542.212H d 4)d Dd D H 12V =⨯⨯++⨯+⨯⨯=⋅+++=ππππ）（ （口膛帽6、炉身尺寸确定D 膛=D(无加厚段)，可求出炉子总容积为V 总=×150=150(m 3)()3m 05.9655.314.22150V V V V =--=--=帽金总身()m 60.4156.5405.964V H 22=⨯=⨯=ππD 身身那么炉型内高()m 786.860.482.2366.1H H h H =++=++=身帽内 7、出钢口尺寸确实定()()m 18.0cm 8115075.163T 75.163d T =≈⨯+=+= ()m 08.118.06d 6d T ST =⨯==()m 26.118.07d 7L T T =⨯==β：取β=18°8、炉衬厚度确实定炉身工作层选700mm,永久层115mm,填充层100mm,总厚度为700+115+100=915(mm)。
氧枪设计 第四章
第四章 氧气转炉供氧系统设计4.1供氧系统工艺流程氧气转炉炼钢车间的供氧系统是由制氧机、加压机、中压储气罐、输氧管、控制闸阀、测量仪器、氧枪等主要设备组成。
图9 供氧系统工艺流程图1—制氧机 2—低压储气柜 3—压氧机 4—桶形罐 5—中压储气罐6—氧气站7—输氧总管8—总管氧压测定点9—减压阀10—减压阀后氧压测定点11—氧气流量测定点12—氧气温度测定点13—氧气流量调节阀14—工作氧压测定点 15—低压信号连锁 16—快速切断阀 17—手动切断阀 18—转炉4.2 转炉炼钢车间需氧量计算（1）一座转炉吹炼时的小时耗氧量计算 ① 平均小时耗氧量Q 1（Nm 3/h ）：947438512060T 60GW Q 11=⨯⨯==Nm 3/h （4-1） 式中： G —平均炉产钢水量，120t ；W —吨钢耗氧量，50m 3/t ，范围45～55m 3/t ；T 1—平均每炉钢水冶炼时间，38min 。
② 高峰小时耗氧量Q 2（m 3/h ）：22500165012060T 60GW Q 22=⨯⨯==Nm 3/h （4-2） 式中：T 2—平均每炉纯吹氧时间，16min 。
（2）车间小时耗氧量① 车间平均小时耗氧量Q 3(m 3/h ）：Q 3=NQ 1=3×9474=28422m 3/h (4-3)式中：N —车间经常吹炼的炉座数。
② 车间高峰小时耗氧量Q 4（m 3/h ）：Q 4=N×Q 2=67500m 3/h （4-4）4.3 制氧机能力的选择对于专供氧气转炉炼钢使用的制氧机的生产能力必须根据转炉车间需氧选择。
制氧机的总容量根据炼钢车间小时平均耗氧（28422 m 3/h ）量确定，通过在制氧机和转炉之间设置储气罐来满足车间高峰用氧量。
在决定制氧机组的能力时，还需考虑制氧机国家标准系列。
目前我国可供氧气转炉车间选用的制氧机系列有：1000 3/m h 、1500 3/m h 、3200 3/m h 、6000 3/m h 、10000 3/m h 、20000 3/m h 、26000 3/m h 、35000 3/m h 等。
80t转炉氧枪设计.
《冶金工程设计》课程设计报告学院: 专业班级:学生姓名: 学号:设计地点（单位）:设计题目: 80t顶吹氧气转炉的氧枪设计完成日期：2014 年 1 月 4 日指导教师评语:______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________成绩（五级记分制）:指导教师（签字）:目录一、课程设计任务书------------------------------1二、设计计算------------------------------------21.转炉炼钢物料平衡计算 -------------------------21.1计算原始数据------------------------------21.2物料平衡基本项目--------------------------31.3计算步骤----------------------------------41.3.1计算脱氧和合金化前的总渣量及其成分---41.3.2计算氧气消耗量-----------------------41.3.3计算炉气量及其成分-------------------71.3.4计算脱氧和合金化前的钢水量-----------81.3.5计算加入废钢的物料平衡---------------91.3.6计算脱氧合金化后的物料平衡-----------102.氧枪设计计算---------------------------------132.1吨钢氧消耗量的计算-----------------------132.2氧枪喷头设计-----------------------------132.2.1计算氧流量--------------------------142.2.2选择喷孔出口马赫数------------------142.2.3理论设计氧压------------------------142.2.4计算喉口直径------------------------142.2.5计算出口直径------------------------142.2.6收缩段长度-------------------------142.2.7计算扩张段长度---------------------142.2.8喷嘴喉口长度的确定-----------------142.3枪身各层管径尺寸的确定------------------142.3.1计算内层管直径---------------------142.3.2计算中层管内径---------------------152.3.3计算外层管内径---------------------15三、参考文献----------------------------------16附录：设计绘图二、设计计算1.转炉炼钢物料平衡计算1.1计算原始数据基本原始数据：冶炼钢种及其成分、铁水和废钢成分、终点钢水成分(表1)；造渣用溶剂及炉衬等原材料的成分(表2)；脱氧和合金化用铁合金的成分及其回收率(表3)；其他工艺参数(表4)。
转炉氧枪升降变频调速控制系统的设计
转炉氧枪升降变频调速控制系统的设计
陈乐柱;李敏生
【期刊名称】《电工技术》
【年(卷),期】2000(000)007
【摘要】以三明钢铁厂炼钢转炉为例，分析了氧枪升降传动系统的特点，介绍了系统的设计方法和应用时应注意的问题。
【总页数】2页(P31-32)
【作者】陈乐柱;李敏生
【作者单位】华东冶金学院自动化系;马鞍山钢铁股份有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TF341.1
【相关文献】
1.变频调速技术在转炉氧枪升降机构上应用 [J], 陈乐柱
2.三金钢厂45t转炉氧枪升降自动控制系统 [J], 李小萍
3.变频调速技术在承钢20吨转炉倾动和氧枪升降上的应用 [J], 迟桂友
4.精确定位系统在转炉氧枪控制系统中的设计应用 [J], 郑文静
5.变频调速在转炉倾动和氧枪升降中的应用 [J], 彭凉;周佐良;聂炳锋
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过程控制课程设计论文
题目：转炉氧枪氧压检测与控制系统设计学生姓名：宁志杰
学号:B11040926
2015年1 月7 日
摘要 (II)
转炉氧枪氧压检测与控制 (1)
转炉氧枪氧压控制意义 (1)
转炉氧枪氧压检测与控制设计 (2)
氧枪氧压检测与控制参数 (3)
设计的具体方案 (3)
仪表选型 (4)
氧枪氧压控制设计图 (5)
总结 (6)
参考文献 (7)
氧枪是转炉炼钢的关键设备。
在转炉顶吹炼中,氧枪的主要作用是向熔池供氧和传氧,吹炼氧压及氧枪枪位的高低对熔池的脱碳速度和炉渣中FeO含量以及熔池温度有重大影响。
因此,氧压和氧枪枪位的控制是关系到炼钢生产质量好坏的至关重要的环节。
在本课程设计中首先是对转炉氧枪中通氧管道进行取压，具体实施办法是将节流装置安装在氧气管道中通过安装在氧气管道上的取压管获得差压，然后将差压引入弹簧管，此时弹簧管会有形变，将霍尔片固定在弹簧管的自由端，在霍尔片的上、下方垂直安放两对磁极，当被测压力引入后，弹簧管的自由端会产生位移，即改变了霍尔片在非均匀磁场中的位置。
这样就将压力信号转为电信号可取得4～20mA DC的氧气压力信号，将它送至调节器与给定值相比较，根据偏差情况，调节器给出调节信号，驱动执行机构改变氧气管道阀门开度，从而控制氧气压力为规定值。
关键词：转炉氧枪、氧枪氧压、氧枪枪位
转炉氧枪氧压检测与控制
转炉氧枪氧压控制意义
一定的生产条件下每吨金属的耗氧量是定值，较高的供氧强度意味着供氧时间较短，即生产率高。
但实际生产中喷头的直径一定，只有通过提高氧气的压力来实现，这样吹炼中喷溅严重且氧气的利用率较低。
一般情况下，随着转炉容量的增大，H/D减小，生产中易喷，供氧强度减小，另外，供氧强度的大小还与原料质量、操作水平等因素有关，例如国外一些300吨转炉的供氧强度也高达4.0左右。
在我国转炉炼钢中吹入压力正常情况应维持在1.0MPa左右,而来自氧气站的氧气压力一般在1.6～3.0MPa之间。
为满足吹炼工艺的要求,采用两级调压系统,第一级采用压力调节系统将压力调节至 1.5MPa,第二级采用流量调节系统将压力调节至1.0MPa,由于压力调节阀和流量调节阀是串联在同一根管道上,为避免相互影响,可采取。
如下措施予以解决:
①压力调节阀预设规定开度。
同流量调节系统一样,预设规定开度是为了解决间歇过程自动调节的问题。
经过现场调试来确定规定开度时间,使压力调节和流量调节相匹配。
②压力调节系统超调(当PV-SV>GAP时,GAP为偏差上限设定值)。
压力调节阀强制在某规定开度,其目的是为了减少压力波动对流量调节的扰动。
转炉氧枪氧压检测与控制设计
转炉氧枪氧压检测与控制参数
①工作氧压P：指测定点氧压，即氧气进入氧枪前管道中的氧压，也是供氧制度中规定的工作氧压。
由测定点到喷嘴前有一定的氧压损失，根据具体情况可以测定。
所以P＞P0。
②喷嘴前氧压P0：其选用应考虑以下因素：
A.氧气流股出口速度要达到超音速（450～530cm ∕s ），即M ＝1.8～2.1。
B.出口的氧压应稍高于炉膛内气压。
通常P0＝0.784～1.176MPa 。
C 出口氧压 P ：应稍高于或等于周围炉气的压力。
通常P ＝0.118～0.125MPa 。
设计的具体方案
根据工艺的要求，吹氧压力为0.8MPa 。
流量为6000～90003m ／h
由制氧分厂送来的氧气首先在转炉分厂的氧气球罐内储存，氧球的出口压力及炼钢车间氧气总管压力为2～2．5MPa ，氧枪内氧气压力根据工艺要求必须大于0.6MPa ， 如果小于0.6Mpa ，则发出报警信号同时通过联锁装置氧枪作自动控制。
气源气源
与氧枪联锁
去氧枪切断阀调节阀
氧气
图3.2.1氧枪氧压检测与控制系统图
初步设计方案如下：
首先是对转炉氧枪中通氧管道进行取压，具体实施办法是将节流装置安装在氧气管道中通过安装在氧气管道上的取压管获得差压，然后将差压引入弹簧管，此时弹簧管会
有形变，将霍尔片固定在弹簧管的自由端，在霍尔片的上、下方垂直安放两对磁极，当被测压力引入后，弹簧管的自由端会产生位移，即改变了霍尔片在非均匀磁场中的位置。
这样就将压力信号转为电信号可取得4～20mA DC 的氧气压力信号，将它送至调节器与给定值相比较，根据偏差情况，调节器给出调节信号，驱动执行机构改变氧气管道阀门开度，从而控制氧气压力为规定值。
取压弹簧管霍尔式
传感器调节器
电-气转换器
气动薄膜式
执行器高压阀氧枪压力压力转为位移位移转为电容4~20mA
电流转为压力
图3.2.2氧枪氧气压力检测流程图
仪表选型
传感器的选择:由于被测对象为压力而且氧枪压力为表压而且为高压，由于波纹管、膜片、膜盒多用于微压、低压或负压的测量；而弹簧管可以作高、中、低压及负压的测量。
所以可选择弹簧管，但是弹簧管不能进行远传因此可以和霍尔片式传感器配合使用将取得的压力信号转换为4-20mA DC 电流信号以进行远传。
这样可以实现远程控制。
执行器的选择：由于控制对象为氧气，当有火花或者根电接触时会发生爆炸，因此为了生产的安全在选择执行器时应选气动执行器，将4-20mA DC 的电流信号通过电-气转换器后成为气压信号，从而去改变控制压力的大小，使生产过程按预定的要求进行，实现生产的自动控制。
气动执行机构有薄膜式和活塞式执行机构在工程上采用薄膜式执行机构。
调节阀的选择：因为控制对象是氧气而且是高压所以阀门选择高压阀，因为它是专为高压系统使用的一种特殊阀门，使用的最大公称压力在32MP 以上；
气开、气闭的选择：控制对象为氧气当出现事故时应当使氧气关闭，此时没有信号，那么应该选择气开。
调节器的选择：因为在转炉炼钢的过程中要求氧气的能迅速而且足够的进入炉内与铁水发生氧化反应，就必需是氧气的压力能迅速达到生产要求的给定值而且要保证不许有误差否则影响钢铁种类的冶炼有影响。
因此调节器因选PID 型调节器
3.2.4 氧枪氧压控制设计图 氧气管道氧气
氧枪
转炉
切断阀
调节阀
总结
随着我国经济的高速发展，国民生活水平的提高，钢铁的需求量大大增加，而在增加的同时又要求钢铁质量。
炼钢工序在钢铁企业中起着承上启下的作用，氧气则是其中的关键因素。
通过对转炉炼钢顶吹控制方案分析说明,我们发现顶吹氧气流量和压力控制的好坏,不仅关系到冶炼钢种质量,还关系到能否正常安全生产。
因此,一定要充分考虑各种因素,确保控制可靠合理,以满足工艺要求和安全生产为准则。
当然,转炉炼钢顶吹控制仅仅是控制系统中的一部分,如底吹控制系统、副原料及铁合金投入控制系统、烟气冷却净化回收控制系统和冷却水控制系统等,都是转炉控制系统的重要组成部分。
对于一个炼钢厂来说,每一个环节都要做到设计合理可靠,每一个控制系统都做到方案确实可行,才能保证产品质量和生产安全。