一种氢气还原钢带炉安全控制系统和安全控制方法

技术领域

本发明涉及一种钢带炉生产装置，具体涉及一种氢气还原钢带炉安全控制系统和安全控制方法。

背景技术

钢带炉一般采用氢气作为还原气氛，氢气爆炸极限是4.0％-75.6％，当有少量空气渗入炉膛内时，渗入的氧气就能与炉膛内的氢气混合形成爆炸条件，极易发生安全事故。在现有技术中，钢带炉炉前炉尾因钢带运行和出料不能完全密封，普遍采用进出口密封机构进行氮气密封，密封机构采用组合式氮气气帘多重密封方式，工作时向密封机构内部充入氮气形成微正压，防止炉外空气进入炉内。但密封气帘高温硅胶片使用较长后容易老化，氮气和氢气供应不稳定等因素都容易造成炉膛内进入空气，氧含量超标，发生爆炸事故，造成设备和人员损伤。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种氢气还原钢带炉安全控制系统和安全控制方法，具体包括以下内容：

一种氢气还原钢带炉安全控制系统，包括氢气流量监测系统、炉尾炉膛氧含量监测系统、氮气压力监测系统、报警装置、自动控制系统和操作显示系统，所述氢气流量监测系统包括设置于氢气输入管道上的氢气输入阀和氢气流量计；所述炉尾炉膛氧含量监测系统包括设置于炉尾炉膛内的氧含量检测仪；所述氮气压力检测系统包括设置于氮气输入管道上的氮气输入阀和氮气压力检测仪；所述自动控制系统分别与氢气输入阀、氢气流量计、氧含量检测仪、氮气输入阀、氮气压力检测仪和报警装置信号连接；所述操作显示系统与自动控制系统电连接。

具体地，所述报警装置为声光报警装置。

具体地，所述氢气输入阀和氮气输入阀为电磁阀。

具体地，所述氢气输入阀为常闭型电磁阀，所述氮气输入阀为常开型电磁阀。

一种氢气还原钢带炉安全控制方法，包括：

(1)参数设置：在钢带炉开始工作前，通过操作显示系统向自动控制系统输入安全参数，所述安全参数包括：第一氢气流量设定值、第二氢气流量设定值、第一氧含量设定值、第二氧含量设定值和第一氮气压力设定值；

(2)氢气流量监测：在钢带炉的运行过行程中，当氢气流量计检测到氢气流量低于第一氢气流量设定值时，氢气流量计将流量信息传送到自动控制系统，自动控制系统控制报警装置发出第一报警信号，提醒操作人员进行调整处理；当氢气流量持续降低，低于第二氢气流量设定值时，氢气流量计将流量信息传送到自动控制系统，自动控制系统控制氢气输入阀自动关闭，同时控制氮气输入阀自动打开，使炉膛充入大量氮气，炉膛内进入充氮置换状态；

(3)炉尾炉膛内氧含量监测：在钢带炉的运行过行程中，当氧含量检测仪检测到氧含量高于第一氧含量设定值时，氧含量检测仪将氧含量信息输送到自动控制系统，自动控制系统控制报警装置发出第二报警信号，提醒操作人员进行调整处理；当氧含量持续升高，高于第二氧含量设定值时，氧含量检测仪将氧含量信息输送到自动控制系统，自动控制系统控制氢气输入阀自动关闭，同时控制氮气输入阀自动打开，使炉膛内大量充入氮气，炉膛内进入充氮置换状态；

(4)氮气压力监测：在钢带炉的运行过行程中，当氮气压力检测仪检测到氮气压力低于第一氮气压力设定值时，氮气压力检测仪将氮气压力信号传输给自动控制系统，自动控制系统控制报警装置发出第三报警信号，提醒操作人员进行调整处理；若氮气压力持续走低，暂时无法恢复正常，车间操作人员可打开应急氮气储罐进行补氮熄炉操作，确保设备安全后，再进行设备检修工作；

(5)应急处理：在钢带炉的运行过行程中，突发断电时，氢气输入阀会自动关闭；氮气输入阀会自动打开，向炉内通入氮气进行置换，确保设备安全。

具体地，所述第一氢气流量设定值为50m

具体地，所述第一氧含量设定值为0.8％，所述第二氧含量设定值为2％。

具体地，所述第一氮气压力设定值为0.3MPa。

具体地，所述报警装置均为声光报警装置.

具体地，所述氢气输入阀为常闭型电磁阀，所述常闭型电磁阀通电时阀门即打开，断电时阀门即关闭；所述氮气输入阀为常开型电磁阀，所述常开型电磁阀通电时阀门即关闭，断电时阀门即关闭。

本发明的有益效果：本发明公开的氢气还原钢带炉安全控制系统和安全控制方法能够很好保障钢带炉安全平稳运行，特别是突发停电或者停氢气和氮气供应不足时，设备能够及时切换为氮气置换状态，确保设备和操作人员安全。同时氢气、氮气流量等工艺参数发生波动时也能及时提醒操作工调整和查看设备运行状态。

附图说明

图1为本发明公开的氢气还原钢带炉安全控制系统的示意图；

图2为本发明公开的安全控制方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。下面所示的实施例不对权利要求所记载的发明内容起任何限定作用。另外，下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的发明的解决方案所必需的。

参考附图1，一种氢气还原钢带炉安全控制系统，包括氢气流量监测系统、炉尾炉膛氧含量监测系统、氮气压力监测系统、报警装置、自动控制系统和操作显示系统，所述氢气流量监测系统包括设置于氢气输入管道上的氢气输入阀和氢气流量计；所述炉尾炉膛氧含量监测系统包括设置于炉尾炉膛内的氧含量检测仪；所述氮气压力检测系统包括设置于氮气输入管道上的氮气输入阀和氮气压力检测仪；所述自动控制系统分别与氢气输入阀、氢气流量计、氧含量检测仪、氮气输入阀、氮气压力检测仪和报警装置信号连接；所述操作显示系统与自动控制系统电连接。

在本发明的一个实施例中，所述报警装置为声光报警装置。

在本发明的一个实施例中，所述氢气输入阀和氮气输入阀为电磁阀。

在本发明的一个实施例中，所述氢气输入阀为常闭型电磁阀，所述氮气输入阀为常开型电磁阀。

参考附图2，一种氢气还原钢带炉安全控制方法，包括：

(1)参数设置：在钢带炉开始工作前，通过操作显示系统向自动控制系统输入安全参数，所述安全参数包括：第一氢气流量设定值、第二氢气流量设定值、第一氧含量设定值、第二氧含量设定值和第一氮气压力设定值；

(2)氢气流量监测：在钢带炉的运行过行程中，当氢气流量计检测到氢气流量低于第一氢气流量设定值时，氢气流量计将流量信息传送到自动控制系统，自动控制系统控制报警装置发出第一报警信号，提醒操作人员进行调整处理；当氢气流量持续降低，低于第二氢气流量设定值时，氢气流量计将流量信息传送到自动控制系统，自动控制系统控制氢气输入阀自动关闭，同时控制氮气输入阀自动打开，使炉膛充入大量氮气，炉膛内进入充氮置换状态；

(3)炉尾炉膛内氧含量监测：在钢带炉的运行过行程中，当氧含量检测仪检测到氧含量高于第一氧含量设定值时，氧含量检测仪将氧含量信息输送到自动控制系统，自动控制系统控制报警装置发出第二报警信号，提醒操作人员进行调整处理；当氧含量持续升高，高于第二氧含量设定值时，氧含量检测仪将氧含量信息输送到自动控制系统，自动控制系统控制氢气输入阀自动关闭，同时控制氮气输入阀自动打开，使炉膛内大量充入氮气，炉膛内进入充氮置换状态；

(4)氮气压力监测：在钢带炉的运行过行程中，当氮气压力检测仪检测到氮气压力低于第一氮气压力设定值时，氮气压力检测仪将氮气压力信号传输给自动控制系统，自动控制系统控制报警装置发出第三报警信号，提醒操作人员进行调整处理；若氮气压力持续走低，暂时无法恢复正常，车间操作人员可打开应急氮气储罐进行补氮熄炉操作，确保设备安全后，再进行设备检修工作；

(5)应急处理：在钢带炉的运行过行程中，突发断电时，氢气输入阀会自动关闭；氮气输入阀会自动打开，向炉内通入氮气进行置换，确保设备安全。

在本发明的一个实施例中，所述第一氢气流量设定值为50m

在本发明的一个实施例中，所述第一氧含量设定值为0.8％，所述第二氧含量设定值为2％。

在本发明的一个实施例中，所述第一氮气压力设定值为0.3MPa。

在本发明的一个实施例中，所述报警装置均为声光报警装置.

在本发明的一个实施例中，所述氢气输入阀为常闭型电磁阀，所述常闭型电磁阀通电时阀门即打开，断电时阀门即关闭；所述氮气输入阀为常开型电磁阀，所述常开型电磁阀通电时阀门即关闭，断电时阀门即关闭。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连通”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。