阅读说明：本技术 一种用于连铸中间包透气上水口座砖的吹氩控制方法及氩气控制装置 (Argon blowing control method and argon control device for continuous casting tundish breathable upper nozzle pocket block ) 是由 武光君 朱建 石磊 于 2020-07-25 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种用于连铸中间包透气上水口座砖的吹氩控制方法及氩气控制装置,主要通过在连铸中间包烘烤位大火烘烤过程中,透气上水口座砖采用手动控制吹氩,吹氩流量(烘烤)设定为10～15NL/min；在连铸中间包浇注过程中,采用自动控制吹氩,根据中间包称重的规律性变化节点及对应的吹氩流量值进行控制吹氩,吹氩流量随中间包称重变化自适应调整；避免造成中间包浇注过程中透气上水口座砖前期吹氩流量小或吹不开的问题,实现了中间包浇注过程吹氩流量的动态、精准控制,提高了吹氩去除夹杂物的冶金效果。(The invention relates to an argon blowing control method and an argon control device for a continuous casting tundish breathable upper nozzle pocket brick, wherein the argon blowing is manually controlled by the breathable upper nozzle pocket brick in the continuous casting tundish baking position high-fire baking process, and the argon blowing flow (baking) is set to be 10-15 NL/min; in the pouring process of the continuous casting tundish, argon blowing is automatically controlled, argon blowing is controlled according to regular change nodes of tundish weighing and corresponding argon blowing flow values, and the argon blowing flow is adaptively adjusted along with the tundish weighing change; the problem that the argon blowing flow is small or cannot be opened in the early stage of the breathable upper nozzle pocket brick in the pouring process of the tundish is avoided, the dynamic and accurate control of the argon blowing flow in the pouring process of the tundish is realized, and the metallurgical effect of removing impurities by blowing argon is improved.)

一种用于连铸中间包透气上水口座砖的吹氩控制方法及氩气 控制装置

技术领域

本发明涉及一种用于连铸中间包透气上水口座砖的吹氩控制方法及氩气控制装置，属于钢铁冶金中炼钢工艺技术领域。

背景技术

具有吹氩功能的连铸中间包透气上水口座砖是在中间包上水口上方形成1道环形气幕，达到去除钢水中非金属杂质，抑制水口下渣，改善铸坯质量、防止水口结瘤堵塞、保证连铸生产顺利进行的目的。但现有技术连铸中间包透气上水口座砖的吹氩方法存在以下问题或不足：(1)透气上水口座砖吹氩流量采用手动控制，在钢包换包等中间包低液面条件下吹氩流量没有随中间包液面的降低同步减小吹氩流量，造成吹破钢液面进而引发钢水的二次氧化、卷渣等问题；(2)在中间包烘烤过程中，透气上水口座砖不吹氩，使得中间包包盖上粘附的钢渣熔化后，渗入到透气上水口座砖的透气通道内造成堵塞，造成透气上水口座砖吹氩前期吹氩流量小或吹不开，吹氩冶金效果差、不稳定；(3)现有的吹氩精炼装置的氩气控制方法，根据中间包内钢水净重的变化，自动调整氩气流量，但没有测定中间包开浇到停浇整个浇铸过程中间包内钢水重量规律性变化节点及对应的吹氩流量值，造成吹氩过程中流量控制不准确，影响吹氩冶金效果。

对比文件1：中国专利文献CN106041045A(201610634270.7)公开了一种连铸中间包弥散式透气环上水口座砖及其吹氩精炼方法，连铸中间包烘包前，将金属管件与外部氩气气源连接，在连铸大包开浇的同时，开通氩气，氩气流量控制在8～12NL/min，待中间包内钢液面达到正常浇注液面后，增大氩气流量至15～20NL/min，连铸大包停浇后，停止吹入氩气。该专利存在以下不足：透气上水口座砖吹氩流量采用手动控制，在钢包换包等中间包低液面条件下吹氩流量没有随中间包液面的降低同步减小吹氩流量，造成吹破钢液面进而引发钢水的二次氧化、卷渣等问题，且在中间包烘烤过程中，透气上水口座砖不吹氩，中间包包盖上粘附的钢渣熔化后，渗入到透气上水口座砖的透气通道内造成堵塞，造成透气上水口座砖吹氩前期吹氩流量小或吹不开，吹氩冶金效果差、不稳定。

对比文件2：中国专利文献CN106041044A(201610634268.X)公开了一种连铸中间包透气陶瓷棒上水口座砖及其吹氩精炼方法，连铸中间包烘包前，将金属管件与外部氩气气源连接，在连铸大包开浇的同时，开通氩气，氩气流量控制在8～12NL/min，待中间包内钢液面达到正常浇注液面后，增大氩气流量至15～20NL/min，连铸大包停浇后，停止吹入氩气。该专利存在以下不足：透气上水口座砖吹氩流量采用手动控制，在钢包换包等中间包低液面条件下吹氩流量没有随中间包液面的降低同步减小吹氩流量，造成吹破钢液面进而引发钢水的二次氧化、卷渣等问题，且在中间包烘烤过程中，透气上水口座砖不吹氩，中间包包盖上粘附的钢渣熔化后，渗入到透气上水口座砖的透气通道内造成堵塞，造成透气上水口座砖吹氩前期吹氩流量小或吹不开，吹氩冶金效果差、不稳定。

对比文件3：中国专利文献CN106670445A(201611141850.9)公开了一种用于连铸中间包吹氩精炼装置及氩气控制方法，在连铸中间包内设置一种吹氩精炼装置，包括湍流控制器(1)、条形透气砖(2)、挡墙(3)和斜孔挡坝(4)，其采用吹氩控制系统PLC通过以太网通讯收集、上传第一压力表(22a)压力值、冶金专用质量流量控制器(25)流量值、第二压力表(22b)压力值到连铸基础自动化系统数据库，并执行吹氩控制系统PLC的氩气流量自动控制指令，根据中间包内钢水净重的变化，自动调整氩气流量，实现精准控制，解决了钢包换包等中间包低液面条件下、因吹氩流量调整不及时、吹破渣面引发的钢水卷渣等问题，提高了中间包去除钢液中夹杂物的效果。该专利存在以下不足：没有测定中间包开浇到停浇整个浇铸过程中间包内钢水规律性变化节点或区间的重量值及对应的最佳吹氩流量值，造成吹氩过程中流量控制不准确，影响吹氩冶金效果，且在中间包烘烤过程中，透气上水口座砖不吹氩，中间包包盖上粘附的钢渣熔化后，渗入到透气上水口座砖的透气通道内造成堵塞，造成透气上水口座砖吹氩前期吹氩流量小或吹不开，吹氩冶金效果差、不稳定。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种用于连铸中间包透气上水口座砖的吹氩控制方法及氩气控制装置，本发明涉及的吹氩控制方法在中间包大火烘烤过程进行手动控制吹氩，解决了透气上水口座砖吹氩前期吹氩流量小或吹不开的问题，在中间包浇注过程中自动控制吹氩，设定中间包开浇到停浇整个浇铸过程中间包重量的规律性变化节点及对应的吹氩流量值，吹氩流量随中间包称重变化自适应调整，提高了吹氩去除杂物的冶金效果；本发明还提供了一种氩气控制系统。

本发明的技术方案

一种连铸中间包透气上水口座砖的吹氩控制方法，包括如下步骤：

1)在连铸中间包烘烤位大火烘烤过程中，透气上水口座砖采用手动控制吹氩，吹氩流量(烘烤)设定为10～15NL/min；

步骤1)中吹氩的作用避免了中间包包盖上的熔渣堵塞透气上水口座砖，进而避免造成中间包浇注过程中透气上水口座砖前期吹氩流量小或吹不开的问题。在调查分析透气上水口座砖前期吹氩流量小或吹不开的原因时，发明人首次发现，在中间包大火烘烤过程中，当烘烤温度超过700℃，粘附于中间包包盖内衬上的钢渣就会脱落，部分渗入到透气上水口座砖上工作面的透气面上，堵塞透气通道，是造成透气上水口座砖前期吹氩流量小或吹不开的主要原因，本发明在连铸中间包烘烤位大火烘烤过程中，对透气上水口座砖吹氩的方法，有效解决了上述问题。

2)在连铸中间包浇注过程中，采用自动控制吹氩，根据中间包称重的规律性变化节点及对应的吹氩流量值进行控制吹氩，吹氩流量随中间包称重变化自适应调整；

中间包内钢水的规律性变化节点为：包括中间包空包重量t0、中间包开浇重量t1、正常浇注液面波动区间重量t2～t3、钢包换包过程中间包最小重量t4、中间包停浇重量t5及对应的吹氩流量值，包括钢包开浇同步吹氩的初始流量Q0、中间包开浇后以及钢包停浇后对应的吹氩流量Q1、正常浇注液面波动区间的吹氩流量Q2、钢包换包过程中吹氩流量Q4、中间包停浇吹氩流量Q5，具体说明如下：

中间包空包重量t0—中间包空包重量，由中间包称重系统在烘烤位自动称量；

中间包开浇重量t1—中间包开浇时中间包的重量

—般大包开浇2～3分钟后，中间包开浇，中间包内钢水重量一般为10～12t；

正常浇注液面波动区间重量t2～t3—t2、t3分别为中间包正常浇注液面的下限、上限时的中间包重量，其中上限的中间重量t3为中间包溢渣液面的中间包重量，下限的中间包重量t2为通过现有技术统计分析确定该下限重量；

钢包换包过程中间包最小重量t4—钢包换包后、钢包开浇前的中间包最小重量，通过现有技术统计分析确定该最小重量；

中间包停浇重量t5—中间包即将下渣、停浇时的中间包重量，通过现有技术统计分析确定该重量；

初始流量Q0—设定为10～15NL/min，对应于t0-t1,不包括t1；

中间包开浇后吹氩流量Q1—是一个估算值，Q1＝t1/t2*Q2；对应于t1-t2阶段；t2-t5阶段，不包括t2、t5；

正常浇注液面波动区间的吹氩流量Q2—是一个测定值，为正常浇注液面重量t2时的吹氩流量值，对应于t2-t3阶段；

根据本发明优选的，所述Q2为在正常浇注液面重量t2时，使得中间包内吹氩钢面微微波动，但钢面不裸露的吹氩流量。

钢包换包过程中吹氩流量Q4—是一个测定值，为钢包换包过程中间包最小重量t4时的吹氩流量值，对应于t2-t4-t2阶段,不包括t2；

根据本发明优选的，所述Q4为钢包换包过程中间包最小重量t4时，使得中间包内吹氩钢面微微波动，但钢面不裸露的吹氩流量。

中间包停浇吹氩流量Q5—设定值为0。

步骤2)中的吹氩控制的作用：实验室模拟研究和生产实践证明，中间包透气上水口座砖的吹氩去除夹杂物的冶金效果与吹氩流量直接相关，若吹氩流量小，吹氩形成的氩气泡数量少进而影响氩气吹氩去除夹杂物的冶金效果，而吹氩流量大又吹破钢液面进而造成钢水的二次氧化、卷渣等问题。本发明在连铸中间包浇注过程中采用自动控制吹氩，引入中间包称重信号，设定中间包开浇到停浇整个浇铸过程中间包称重规律性变化节点及对应的吹氩流量，吹氩流量随中间包称重变化自适应调整，实现了中间包浇注过程吹氩流量的动态、精准控制，提高了吹氩去除夹杂物的冶金效果，解决了现有技术CN106041045A(201610634270.7)、CN106041044A(201610634268.X)所述透气上水口座砖吹氩流量采用手动控制及在钢包换包等中间包低液面条件下吹氩流量没有随中间包液面的降低同步减小吹氩流量、进而造成吹破钢液面进而引发钢水的二次氧化、卷渣等问题，同时解决了现有技术CN106670445A(201611141850.9)没有测定中间包开浇到停浇整个浇铸过程中间包内钢水重量规律性变化节点及对应的吹氩流量，造成吹氩过程中流量控制不准确、进而影响吹氩冶金效果的问题。

为了更好的实现上述吹氩控制方法，本发明还提供了一种用于连铸中间包透气上水口座砖的氩气控制装置，包括控制柜(1)、操作箱(包括一流操作箱2a和二流操作箱2b)，控制柜(1)内设有气路控制单元(3)、可编程逻辑控制器PLC(4)、气源进口、气源出口1#和气源出口2#，在气源入口、气源出口1#和气源出口2#处分别设置第一手动球阀8a、第二手动球阀8b、第三手动球阀8c，气源出口1#和气源出口2#通过金属软管分别与一流透气上水口座砖9b的进气管10b、二流透气上水口座砖9c的进气管10c连通；

所述可编程逻辑控制器PLC(4)通过通讯模块分别与气路控制单元(3)、连铸基础自动化系统和中间包称重系统连接；所述通讯模块包括以太网通讯和网络交换机。

根据本发明优选的，所述一流操作箱2a和二流操作箱2b，分别安置在连铸机中间包车的一流、二流浇注位易于操作的位置，操作箱内设有信号灯(5)、触摸屏(6)、和开关按钮(7)，所述可编程逻辑控制器PLC(4)通过所述通讯模块与触摸屏(6)连接。

进一步优选的，所述一流操作箱(2a)、二流操作箱(2b)的触摸屏(6)吹氩参数设定同步，即在任一个操作箱的的触摸屏设定、修改参数，则另一个自动、同步设定、修改参数。

进一步优选的，所述信号灯(5)用于提示或报警，包括红灯(5a)、黄灯(5b)、蓝灯(5c)和白灯(5d)，其中，红灯(5a)—透气上水口座砖堵塞或管路压力低报警，黄灯(5b)—连接金属软管或透气上水口座砖气室泄露，蓝灯(5c)—提示正常，表示该吹氩控制装置工作正常，没有故障，白灯(5d)—电源灯正常。

根据本发明优选的，所述气路控制单元(3)包括气源主路、第一自动支路1#、第一手动旁路1#、第二自动支路2#和第二手动旁路2#，并通过气体汇流排(17)连通，其中：

气源主路依次包括第一压力传感器(11a1)、稳压器(12)、第二压力传感器(11a2)；第一过滤器(13a)、第二过滤器(13b)；

第一自动支路1#依次包括第四手动球阀(8b1)、第一电磁阀(15b)、第一冶金质量控制器(14b)、第三压力传感器(11b)；

第一手动旁路1#依次包括第五手动球阀(8d)、第一手动调节阀(16d)、与第一自动支路1#的第四手动球阀(8b1)、第一电磁阀(15b)、第一冶金质量控制器(14b)并联；

第二自动支路2#依次包括第六手动球阀(8c1)、第二电磁阀(15c)、第二冶金质量控制器(14c)、第四压力传感器(11c)；

所述第二手动旁路2#依次包括第七手动球阀(8e)、第二手动调节阀(16e)，与第二自动支路2#的第六手动球阀(8c1)、第二电磁阀(15c)、第二冶金质量控制器(14c)并联；

所述第一自动支路1#、第二自动支路#用于自动状态下，分别完成一流透气上水口座砖、二流透气上水口座砖的自动吹氩控制；

所述第一手动旁路1#、第二手动旁路2#用于手动状态下，分别完成一流透气上水口座砖、二流透气上水口座砖的手动吹堵和手动吹氩控制。

根据本发明优选的，所述触摸屏(6)设有吹氩参数设定界面和参数输出显示界面，其中吹氩参数设定界面包括手动参数、自动参数和设定值确认软按钮，其中，手动参数用于手动控制，手动参数设定包括气源报警、漏气报警、堵塞报警、手动(烘烤)流量1、手动(浇注)流量2、手动(吹堵)流量3、微调步长等参数值，自动参数用于自动控制，自动参数设定包括多个自动吹氩模式，每个自动吹氩模式共有设置流量上限、流量下限、压力上限、压力下限、中间包重量修正值等参数值，分模式设置中间包重量、吹氩流量：中间包重量从开浇到停浇整个浇铸过程中间包内规律性变化节点及对应的吹氩流量，参数输出显示界面中显示手动或自动模式及其参数设定值和实际输出值，所述触摸屏还包括存储器，所述存储器用于存储所述可编程逻辑控制器PLC(4)发送的数据；

所述手动参数设定值具体说明：

气源报警(bar)：3.0～3.5，当入口气源压力小于此设定值时会提示‘气源压力低’，红灯(5a)亮灯报警；

漏气报警(bar)：0.1～0.15，手动模式下出口压力小于此设定值时会提示‘泄漏故障’，黄灯(5b)亮灯报警；

堵塞报警(bar)：1.5～2.0，手动模式下出口压力大于此设定值时会提示‘堵塞故障’，红灯(5a)亮灯报警；

手动(烘烤)流量1(NL/min)、手动(浇注)流量2(NL/min)、手动(吹堵)流量3(NL/min)：对应手动模式下的预设值；

微调步长(NL/min)：手动模式下微调加、微调减按钮的步长值范围1-10NL/min；

所述自动参数设定值具体说明，共有设置：

流量上限(NL/min)：自动模式下流量输出的最大值，该最大值不大于冶金质量控制器的量程上限；

流量下限(NL/min)：自动模式下流量输出的最小值，该设定值不小于冶金质量控制器的准确测量值的下限；

压力上限(bar)：自动模式下出口压力的最大值，该设定值不大于堵塞报警值；

压力下限(bar)：自动模式下出口压力的最小值，该设定值大于漏气报警值；

中间包重量修正值(t)：0～10t，中间包称重有误差时，可输入一个数值对其进行修正；

微调步长(mbar)：自动模式下微调加、微调减按钮的步长值范围1-10mbar；

所述自动参数设定值具体说明，分模式设置：

中间包重量(t)、吹氩流量(NL/min)：设有多个模式，每个模式分别设置，如图3所示，每个模式包括中间包空包重量t0、中间包开浇重量t1、正常浇注液面波动区间重量t2～t3、钢包换包过程中间包最小重量t4、中间包停浇重量t5及对应的吹氩流量值，包括钢包开浇同步吹氩的初始流量Q0、中间包开浇后以及钢包停浇后对应吹氩流量Q1、正常浇注液面波动区间的吹氩流量Q2、钢包换包过程中吹氩流量Q4、中间包停浇吹氩流量Q5，；

根据本发明优选的，设有自动吹氩模式A、自动吹氩模式B、自动吹氩模式C三个自动吹氩模式，分别用于实施例1、实施例2、实施例3，分别设置如图4、图5、图6所示。

所述中间包重量，是指中间包称重系统自动称量的仪表值与修正值之和，包括中间包空包时的皮重和中间包内钢水重量。

所述开关按钮(7)包括停浇按钮(7a)、开浇按钮(7b)、手动按钮(7c)、自动按钮(7d)、灯测试按钮(7e)、自动模式选择开关(1/2/3)(7f)、微调加按钮7g和微调减按钮(7h)，具体说明如下：

停止按钮(7a)：按下此按钮设备为停止状态；

启动按钮(7b)：按下此按钮设备为启动状态；

手动按钮(7c)：按下此按钮设备为手动模式；

自动按钮(7d)：按下此按钮其灯被点亮后，按照自动模式吹氩；

灯测试按钮(7e)：按下此按钮面板所有灯被点亮，若未点亮需检修；

自动模式选择开关(A/B/C)7f：用于自动状态下，开关转向A、B、C，分别选择自动吹氩模式A、自动吹氩模式B、自动吹氩模式C完成吹氩；

微调加按钮7g、微调减按钮7f：发现吹氩流量/压力输出值与设定值不符合时，可按下微调加7g或微调减按钮7h来调节当下流量/压力的输出值，流量微调用于手动状态，压力微调用于自动状态。

本发明的有益效果

1、本发明用于连铸中间包透气上水口座砖的吹氩控制方法及氩气控制装置，在连铸中间包烘烤位大火烘烤过程中采用手动模式对透气上水口座砖吹氩，避免了中间包包盖上的熔渣堵塞透气上水口座砖的问题，应用本发明比应用中国专利文献CN106041045A(201610634270.7)、中国专利文献CN106041044A(201610634268.X)所述的连铸中间包透气上水口座砖的吹氩精炼方法，使得中间包透气上水口座砖一次吹通率同比提高12％以上，比应用中国专利文献CN106670445A(201611141850.9)所述气幕透气砖的氩气控制方法，气幕透气砖的一次吹通率同比提高11.7％，取得了有益效果。

2、本发明用于连铸中间包透气上水口座砖的吹氩控制方法及氩气控制装置，在连铸中间包浇注过程中采用自动模式吹氩，引入中间包称重信号，设定中间包开浇到停浇整个浇铸过程中间包称重规律性变化节点及对应的吹氩流量值，吹氩流量随中间包称重变化自适应调整，提高了吹氩去除夹杂物的冶金效果，应用本发明比应用中国专利文献CN106041045B(201610634270.7)、中国专利文献CN106041044B(201610634268.X)所述的连铸中间包透气上水口座砖的吹氩精炼方法，浸入式水口平均寿命同比提高1炉，中间包透气上水口座砖一次吹通率同比提高12％以上，铸坯大样电解夹杂物平均含量同比提高12％以上，比应用中国专利文献CN106670445A(201611141850.9)所述气幕透气砖的氩气控制方法，铸坯大样电解夹杂物平均含量同比降低6％，取得了有益效果。

附图说明

图1为本发明实施例中用于双流板坯连铸中间包透气上水口座砖的吹氩控制装置连接示意图；

图中，1.控制柜；2.操作箱；3.气路控制单元；4.可编程逻辑控制器PLC；5.信号灯(包括5a(红灯)、5b(黄灯)、5c(蓝灯)、白灯5d；6.触摸屏；7.开关按钮(开关按钮(7)包括停浇按钮(7a)、开浇按钮(7b)、手动按钮(7c)、自动按钮(7d)、灯测试按钮(7e)、自动模式选择开关(1/2/3)7f、微调加按钮7g和微调减按钮7h)；8.手动球阀(包括气源入口第一手动球阀8a，气源出口1#第二手动球阀8b、气源出口2#第三手动球阀8c)；9.透气上水口座砖(包括一流透气上水口座砖9b、二流透气上水口座砖9c)；10.进气管(包括一流透气上水口座砖的进气管10b，二流透气上水口座砖的进气管10c)。

图2为本发明实施例中气路控制单元的连接示意图；

图中，8.手动球阀(包括气源进口第一手动球阀8a，气源出口1#第二手动球阀8b、气源出口2#第三手动球阀8c、第一自动支路1#第四手动球阀8b1、第一手动旁路1#第五手动球阀8d、第二自动支路2#第六手动球阀8c1、第二手动旁路2#第七手动球阀8e)；9.透气上水口座砖(包括一流透气上水口座砖9b、二流透气上水口座砖9c)；10.进气管(包括一流透气上水口座砖的进气管10b，二流透气上水口座砖的进气管10c)；11.压力传感器(包括气源主路第一压力传感器11a1，第二压力传感器11a2、第一自动支路1#第三压力传感器11b、第二自动支路2#第四压力传感器11c)；12.调压器；13.过滤器(包括气源主路第一过滤器13a，第二过滤器13b)；14.冶金质量控制器(包括自动支路1#第一冶金质量控制器14b和自动支路2#第二冶金质量控制器14c)；15.电磁阀(包括第一自动支路1#第一电磁阀15b、第二自动支路2#第二电磁阀15c)；16.手动调节阀(包括第一手动旁路1#第一手动调节阀16d、第二手动旁路2#第二手动调节阀16e)；17.气体汇流排。

图3为本发明实施例中用于吹氩控制装置的自动吹氩控制曲线示意图；

图4为本发明实施例1中自动吹氩模式A的吹氩控制曲线；

图5为本发明实施例2中自动吹氩模式B的吹氩控制曲线；

图6为本发明实施例3中自动吹氩模式C的吹氩控制曲线。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明所述一种用于连铸中间包透气上水口座砖的吹氩控制方法及氩气控制装置进一步说明，但本发明不仅限于此，可以用于单流或多流连铸中间包透气上水口座砖吹氩的控制装置，还可用于中间包条形透气砖(气幕挡墙)、中间包环形气幕挡墙吹氩的控制装置，每个铸流需要配置一个操作箱，气路控制单元中每个铸流配置一套自动支路与手动旁路，例如，用于五流连铸中间包透气上水口座砖吹氩的控制装置，需要配置5个操作箱，气路控制单元中配置5套自动支路与手动旁路。

实施例1

一种用于双流板坯连铸中间包透气上水口座砖的吹氩控制装置，如图1、图2、图3所示，包括控制柜1、一流操作箱2a、二流操作箱2b，控制柜1内气路控制单元3、可编程逻辑控制器PLC 4、气源进口、气源出口1#和气源出口2#，在气源入口、气源出口1#和气源出口2#处分别设置第一手动球阀8a、第二手动球阀8b、第三手动球阀8c，气源出口1#和气源出口2#通过金属软管分别与一流透气上水口座砖9b的进气管10b、二流透气上水口座砖9c的进气管10c连通；

所述一流操作箱2a、二流操作箱2b，分别安置在连铸机中间包车的一流、二流浇注位易于操作的位置，操作箱内设有信号灯5、触摸屏6、和开关按钮7；

所述可编程逻辑控制器PLC4包括CPU、数字处理模块、模拟量处理模块以及通讯模块；

所述可编程逻辑控制器PLC4通过所述通讯模块与所述触摸屏6、气路控制单元3连接，并通过所述通讯模块连接连铸基础自动化系统和中间包称重系统，连铸基础自动化系统收集、发送中间包重量信号，再通过通讯模块上传到可编程逻辑控制器PLC4；

所述通讯模块包括以太网通讯和网络交换机；

所述信号灯5用于提示或报警，包括红灯5a、黄灯5b、蓝灯5c和白灯5d，其中，红灯5a—透气上水口座砖堵塞或管路压力低报警，黄灯5b—连接金属软管或透气上水口座砖气室泄露，蓝灯5c—提示正常，表示该吹氩控制装置工作正常，没有故障，白灯5d—电源灯正常；

所述气路控制单元3包括气源主路、第一自动支路1#、第一手动旁路1#、第二自动支路2#和第二手动旁路2#，并通过气体汇流排17连通，其中：

气源主路依次包括第一压力传感器11a1、稳压器12、第二压力传感器11a2；第一过滤器13a、第二过滤器13b；

第一自动支路1#依次包括第四手动球阀8b1、第一电磁阀15b、第一冶金质量控制器14b、第三压力传感器11b；

第一手动旁路1#依次包括第五手动球阀8d、第一手动调节阀16d、与第一自动支路1#的第四手动球阀8b1、第一电磁阀15b、第一冶金质量控制器14b并联；

第二自动支路2#依次包括第六手动球阀8c1、第二电磁阀15c、第二冶金质量控制器14c、第四压力传感器11c；

所述第二手动旁路2#依次包括第七手动球阀8e、第二手动调节阀16e，与第二自动支路2#的第六手动球阀8c1、第二电磁阀15c、第二冶金质量控制器14c并联；

所述第一自动支路1#、第二自动支路#用于自动状态下，分别完成一流透气上水口座砖、二流透气上水口座砖的自动吹氩控制；

所述第一手动旁路1#、第二手动旁路2#用于手动状态下，分别完成一流透气上水口座砖、二流透气上水口座砖的手动吹堵和手动吹氩控制。

所述触摸屏6设有吹氩参数设定界面和参数输出显示界面，其中吹氩参数设定界面包括手动参数、自动参数和设定值确认软按钮，其中，手动参数用于手动控制，手动参数设定包括气源报警、漏气报警、堵塞报警、手动(烘烤)流量1、手动(浇注)流量2、手动(吹堵)流量3、微调步长等参数值，自动参数用于自动控制，自动参数设定包括自动吹氩模式A、自动吹氩模式B、自动吹氩模式C三个吹氩模式，每个吹氩模式下共有设置流量上限、流量下限、压力上限、压力下限、中间包重量修正值等参数值，分模式设置中间包重量、吹氩流量：中间包重量从开浇到停浇整个浇铸过程中间包内规律性变化节点及对应的吹氩流量，参数输出显示界面中显示手动或自动模式及其参数设定值和实际输出值，所述触摸屏还包括存储器，所述存储器用于存储所述可编程逻辑控制器PLC4发送的数据；

所述开关按钮7包括停浇按钮7a、开浇按钮7b、手动按钮7c、自动按钮7d、灯测试按钮7e、自动模式选择开关(1/2/3)7f、微调加按钮7g和微调减按钮7h，具体说明如下：

停止按钮7a：按下此按钮设备为停止状态；

启动按钮7b：按下此按钮设备为启动状态；

手动按钮7c：按下此按钮设备为手动模式；

自动按钮7d：按下此按钮其灯被点亮后，按照自动模式吹氩；

灯测试按钮7e：按下此按钮面板所有灯被点亮，若未点亮需检修；

自动模式选择开关(A/B/C)7f：用于自动状态下，开关转向A、B、C，分别选择自动吹氩模式A、自动吹氩模式B、自动吹氩模式C完成吹氩；

微调加按钮7g、微调减按钮7f：当流量/压力不符合当下所需的输出值时，可按下微调加7g或微调减按钮7h来调节当下流量/压力的输出值，流量微调用于手动状态，压力微调用于自动状态。

所述一流操作箱2a、二流操作箱2b的触摸屏6吹氩参数设定同步，即在任一个操作箱的的触摸屏设定、修改参数，则另一个自动、同步设定、修改参数。

将本发明用于双流板坯连铸中间包透气上水口座砖的吹氩控制方法及氩气控制装置取代对比文件1中国专利文献CN106041045A(201610634270.7)实施例1公开的连铸中间包弥散式透气环上水口座砖的吹氩精炼方法，其它均与中国专利文献CN106041045A

(201610634270.7)实施例1相同，包括以下步骤：

1)初次应用本发明吹氩控制装置，按下手动按钮7c，采用手动吹氩模式，测定中间包重量从开浇到停浇整个浇铸过程规律性变化的节点及对应的吹氩流量值：如图3所示，包括中间包空包重量t0、中间包开浇重量t1、正常浇注液面波动区间重量t2～t3、钢包换包过程中间包最小重量t4、中间包停浇重量t5及对应的吹氩流量值，包括钢包开浇同步吹氩的初始流量Q0、中间包开浇后以及钢包停浇后对应吹氩流量Q1、正常浇注液面波动区间的吹氩流量Q2、钢包换包过程中吹氩流量Q4、中间包停浇吹氩流量Q5，具体方法：依次按下开浇按钮7b、手动按钮7c，记录中间包空包重量t0、中间包开浇重量t1、正常浇注液面波动区间重量t2～t3、钢包换包过程中间包最小重量t4、中间包停浇重量t5，通过微调加按钮7g、微调减按钮7f增减吹氩流量，分别测定上述重量值节点对应的中间包内钢液面微微波动，但钢面不裸露的吹氩流量值Q0、Q1、Q2、Q4，作为自动模式下吹氩控制曲线的中间包重量节点对应的吹氩流量值的设定值，中间包停浇吹氩流量Q5设定值为0；

2)首次应用该控制装置时，参数设定：点开触摸屏6中吹氩参数设定界面，根据上述步骤一中的测定值和工艺控制要求及气源条件进行手动参数、自动参数和中间包重量(t)、吹氩流量(NL/min)控制曲线设定：

所述手动参数设定值：

气源报警(bar)：3；

漏气报警(bar)：0.15；

堵塞报警(bar)：1.5；

手动(烘烤)流量1(NL/min)：15；

手动(浇注)流量2(NL/min)：45

手动(吹堵)流量3(NL/min)：50；

微调步长(NL/min)：1；

所述自动参数设定值具体说明，共有设置：

流量上限(NL/min)：200；

流量下限(NL/min)：5；

压力上限(bar)：6；

压力下限(bar)：3；

中间包重量修正值(t)：+1.7；

微调步长(bar)：5；

中间包重量(t)、吹氩流量(NL/min)：选定自动吹氩模式A，设定其控制曲线如图4所示；

所述中间包重量，是指中间包称重系统自动称量的仪表值与修正值之和，包括中间包空包时的皮重和中间包内钢水重量。其中，本浇次中间包空包时的皮重仪表值为78.7t，则实际中间包空包时的皮重为80t；

3)中间包大火烘烤过程中吹氩：中间包座到连铸机中间包台车上对中间包包衬及水口大火烘烤过程中，按下手动按钮7c，选定手动(烘烤)流量1，当中间包停止烘烤时，同步停止吹氩；

4)中间包浇注过程吹氩：当钢包开浇的同时，按下自动按钮7d，如图4所示，按照自动吹氩模式A的控制曲线进行自适应控制，中间包停浇与透气上水口座砖停止吹氩同步；

5)透气上水口座砖吹堵处理：当气源压力正常，信号灯的红灯4a报警时，即透气上水口座砖堵塞时，按下手动按钮7c，转到手动吹氩模式，选用手动(吹堵)流量3对透气上水口座砖吹通，若透气上水口座砖还未吹通，再按下微调加按钮7g，逐步增大吹氩压力，直至透气上水口座砖完全吹通，使得中间包内吹氩液面开始波动为止，再次按下自动按钮7d，再转换到自动吹氩模式A吹氩。

实施例2：

如实施例1所述一种用于双流板坯连铸中间包透气上水口座砖的吹氩控制方法及氩气控制装置，不同之处在于，将本发明用于双流板坯连铸中间包透气上水口座砖的吹氩控制方法及氩气控制装置取代对比文件2中国专利文献CN106041044A(201610634268.X)实施例1公开的连铸中间包透气陶瓷棒上水口座砖的吹氩精炼方法，其它均与中国专利文献CN106041044A(201610634268.X)实施例1相同，包括以下步骤：

1)初次应用本发明吹氩控制装置，按下手动按钮7c，采用手动吹氩模式，测定中间包重量从开浇到停浇整个浇铸过程规律性变化及对应的吹氩流量值：如图3所示，包括中间包空包重量t0、中间包开浇重量t1、正常浇注液面波动区间重量t2～t3、钢包换包过程中间包最小重量t4、中间包停浇重量t5及对应的最佳吹氩流量值，包括钢包开浇同步吹氩的初始流量Q0、中间包开浇后以及钢包停浇后对应吹氩流量Q1、正常浇注液面波动区间的吹氩流量Q2、钢包换包过程中吹氩流量Q4、中间包停浇吹氩流量Q5，具体方法：依次按下开浇按钮7b、手动按钮7c，记录中间包空包重量t0、中间包开浇重量t1、正常浇注液面波动区间重量t2～t3、钢包换包过程中间包最小重量t4、中间包停浇重量t5，通过微调加按钮7g、微调减按钮7f增减吹氩流量，分别测定上述重量值节点对应的中间包内钢液面微微波动，但钢面不裸露的吹氩流量值Q0、Q1、Q2、Q4，作为自动模式下吹氩控制曲线的中间包重量节点对应的吹氩流量值的设定值，中间包停浇吹氩流量Q5设定值为0；

2)首次应用该控制装置时，参数设定：点开触摸屏6中吹氩参数设定界面，根据上述步骤一中的测定值和工艺控制要求及气源条件进行手动参数、自动参数和中间包重量(t)、吹氩流量(NL/min)控制曲线设定：

所述手动参数设定值：

气源报警(bar)：3.5；

漏气报警(bar)：0.2；

堵塞报警(bar)：2.0；

手动(烘烤)流量1(NL/min)：15；

手动(浇注)流量2(NL/min)：40

手动(吹堵)流量3(NL/min)：50；

微调步长(NL/min)：0.5；

所述自动参数设定值具体说明，共有设置：

流量上限(NL/min)：200；

流量下限(NL/min)：5；

压力上限(bar)：60；

压力下限(bar)：30；

中间包重量修正值(t)：+0.7；

微调步长(bar)：2；

中间包重量(t)、吹氩流量(NL/min)：选定自动吹氩模式B，设定其控制曲线如图5所示；

所述中间包重量，是指中间包称重系统自动称量的仪表值与修正值之和，包括中间包空包时的皮重和中间包内钢水重量。其中，本浇次中间包空包时的皮重仪表值为79.3t，则实际中间包空包时的皮重为80t；

3)中间包大火烘烤过程中吹氩：中间包座到连铸机中间包台车上对中间包包衬及水口大火烘烤过程中，按下手动按钮7c，选定手动(烘烤)流量1，当中间包停止烘烤时，同步停止吹氩；

4)中间包浇注过程吹氩：当钢包开浇的同时，按下自动按钮7d，如图5所示，按照自动吹氩模式B的控制曲线进行自适应控制，中间包停浇与透气上水口座砖停止吹氩同步；

5)透气上水口座砖吹堵处理：当气源压力正常，信号灯的红灯4a报警时，即透气上水口座砖堵塞时，按下手动按钮7c，转到手动吹氩模式，选用手动(吹堵)流量3对透气上水口座砖吹通，若透气上水口座砖还未吹通，再按下微调加按钮7g，逐步增大吹氩压力，直至透气上水口座砖完全吹通，使得中间包内吹氩液面开始波动为止，再次按下自动按钮7d，再转换到自动吹氩模式B吹氩。

实施例3：

如实施例1所述一种用于双流板坯连铸中间包透气上水口座砖的吹氩控制方法及氩气控制装置，不同之处在于，将本发明用于双流板坯连铸中间包透气上水口座砖吹氩的控制装置及应用方法取代对比文件3中国专利文献CN106670445B(201611141850.9)实施例1公开的一种用于连铸中间包吹氩精炼装置的氩气控制方法，其它均与中国专利文献CN106670445B(201611141850.9)实施例1相同，包括以下步骤：

1)初次应用本发明吹氩控制装置，按下手动按钮7c，采用手动吹氩模式，测定中间包重量从开浇到停浇整个浇铸过程规律性变化的节点及对应的吹氩流量值：如图3所示，包括中间包空包重量t0、中间包开浇重量t1、正常浇注液面波动区间重量t2～t3、钢包换包过程中间包最小重量t4、中间包停浇重量t5及对应的最佳吹氩流量值，包括钢包开浇同步吹氩的初始流量Q0、中间包开浇后以及钢包停浇后对应吹氩流量Q1、正常浇注液面波动区间的吹氩流量Q2、钢包换包过程中吹氩流量Q4、中间包停浇吹氩流量Q5，具体方法：依次按下开浇按钮7b、手动按钮7c，记录中间包空包重量t0、中间包开浇重量t1、正常浇注液面波动区间重量t2～t3、钢包换包过程中间包最小重量t4、中间包停浇重量t5，通过微调加按钮7g、微调减按钮7f增减吹氩流量，分别测定上述重量值节点对应的中间包内钢液面微微波动，但钢面不裸露的吹氩流量值Q0、Q1、Q2、Q4，作为自动模式下吹氩控制曲线的中间包重量节点对应的吹氩流量值的设定值，中间包停浇吹氩流量Q5设定值为0；

2)首次应用该控制装置时，参数设定：点开触摸屏6中吹氩参数设定界面，根据上述步骤一中的测定值和工艺控制要求及气源条件进行手动参数、自动参数和中间包重量(t)、吹氩流量(NL/min)控制曲线设定：

所述手动参数设定值：

气源报警(bar)：3.2；

漏气报警(bar)：0.17；

堵塞报警(bar)：1.7；

手动(烘烤)流量1(NL/min)：15；

手动(浇注)流量2(NL/min)：65

手动(吹堵)流量3(NL/min)：70；

微调步长(NL/min)：3；

所述自动参数设定值具体说明，共有设置：

流量上限(NL/min)：200；

流量下限(NL/min)：10；

压力上限(bar)：6；

压力下限(bar)：3；

中间包重量修正值(t)：+2.3；

微调步长(bar)：5；

中间包重量(t)、吹氩流量(NL/min)：选定自动吹氩模式C，设定其控制曲线如图6所示；

所述中间包重量，是指中间包称重系统自动称量的仪表值与修正值之和，包括中间包空包时的皮重和中间包内钢水重量。其中，本浇次中间包空包时的皮重仪表值为67.7t，则实际中间包空包时的皮重为70t；

3)中间包大火烘烤过程中吹氩：中间包座到连铸机中间包台车上对中间包包衬及水口大火烘烤过程中，按下手动按钮7c，选定手动(烘烤)流量1，当中间包停止烘烤时，同步停止吹氩；

4)中间包浇注过程吹氩：当钢包开浇的同时，按下自动按钮7d，如图6所示，按照自动吹氩模式C的控制曲线进行自适应控制，中间包停浇与透气上水口座砖停止吹氩同步；

5)透气上水口座砖吹堵处理：当气源压力正常，信号灯的红灯4a报警时，即透气上水口座砖堵塞时，按下手动按钮7c，转到手动吹氩模式，选用手动(吹堵)流量3对透气上水口座砖吹通，若透气上水口座砖还未吹通，再按下微调加按钮7g，逐步增大吹氩压力，直至透气上水口座砖完全吹通，使得中间包内吹氩液面开始波动为止，再次按下自动按钮7d，再转换到自动吹氩模式C吹氩。

对比例1

对比文件1中国专利文献CN106041045B(201610634270.7)实施例1公开的连铸中间包弥散式透气环上水口座砖及其吹氩精炼方法。

对比例2

对比文件2中国专利文献CN106041044B(201610634268.X)实施例1公开的连铸中间包透气陶瓷棒上水口座砖及其吹氩精炼方法。

对比例3

对比文件3：中国专利文献CN106670445B(201611141850.9)实施例1公开的连铸中间包吹氩精炼装置及氩气控制方法。

对比例4

与实施例1的不同之处在于，步骤3)中间包大火烘烤过程中不进行吹氩，其它均相同。

实验例

将实施例1-2与对比例1-2、对比例4所涉及的技术方案在某炼钢厂双流板坯连铸机生产超低碳铝镇静钢DC04，实施例3与对比例3所涉及的技术方案在某炼钢厂单流宽厚板连铸机生产高强钢Q550D的应用情况进行对比分析，分别在铸坯1/4处取大样电解试样，加工成直径为60mm、高度为100mm的圆棒，进行大样电解夹杂物检测对比，对比结果见下表1。

表1

通过上表1的数据对比，应用本发明涉及的一种用于连铸中间包透气上水口座砖的吹氩控制方法及氩气控制装置比应用中国专利文献CN106041045B(201610634270.7)、中国专利文献CN106041044B(201610634268.X)所述的连铸中间包透气上水口座砖的吹氩精炼方法，浸入式水口平均寿命同比提高1炉，中间包透气上水口座砖一次吹通率同比提高12％以上，铸坯大样电解夹杂物平均含量同比提高12％以上，比应用中国专利文献CN106670445B(201611141850.9)所述气幕透气砖的氩气控制方法，气幕透气砖的一次吹通率同比提高11.7％，铸坯大样电解夹杂物平均含量同比降低6％，由实施例1与对比例4可以看出，中间包大火烘烤过程中进行吹氩，中间包透气上水口座砖一次吹通率同比提高9％以上，取得了有益效果。