阅读说明：本技术 一种中间包烘烤防护系统及方法 (Tundish baking protection system and method ) 是由 刘洋 严开勇 杨枝超 杨新泉 瞿叶 杨东明 邓攀 李华 胡念慈 于 2020-06-19 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种中间包烘烤防护系统,包括烘烤器、设于烘烤器下方的中间包,以及PLC控制器,所述烘烤器包括烧嘴、煤气支管和空气支管,所述烧嘴有多个,沿中间包的长度方向间隔且居中布置；所述烧嘴内设电子点火器和火焰检测器,烧嘴连通煤气支管；所述煤气支管上设置有煤气流量检测器、煤气截止阀和煤气流量调节阀；所述烧嘴与空气支管连通；所述空气支管上配置有空气流量检测器、空气截止阀和空气流量调节阀；各检测器、各阀门和电子点火器均分别与PLC控制器相连。本发明的有益效果为：所述防护系统可用于检修模式和烘烤模式这两中模式下的防护,有效保证中间包烘烤区域各工作状态下的安全受控。(The invention discloses a tundish baking protection system which comprises a roaster, a tundish and a PLC (programmable logic controller), wherein the tundish is arranged below the roaster, the roaster comprises a plurality of burners, a coal gas branch pipe and an air branch pipe, and the burners are arranged at intervals and in the middle along the length direction of the tundish; an electronic igniter and a flame detector are arranged in the burner, and the burner is communicated with the gas branch pipe; the gas branch pipe is provided with a gas flow detector, a gas stop valve and a gas flow regulating valve; the burner is communicated with the air branch pipe; an air flow detector, an air stop valve and an air flow regulating valve are arranged on the air branch pipe; and each detector, each valve and the electronic igniter are respectively connected with the PLC. The invention has the beneficial effects that: the protection system can be used for protection in two modes, namely an overhaul mode and a baking mode, and effectively ensures that the safety of the baking area of the tundish in each working state is controlled.)

一种中间包烘烤防护系统及方法

技术领域

本发明涉及钢铁行业中间包烘烤技术领域，具体涉及一种中间包烘烤防护系统及方法。

背景技术

中间包烘烤器的主要作用是对中间包进行烘烤，是整个连铸生产工艺的一个重要环节，也是几个关键质控点之一。目前，中间包烘烤一般采用人工的方式进行操作，对其烘烤过程、检修条件是否具备也缺少监控，其主要存在如下问题：人工点火，存在安全隐患；中间包烘烤期间，是否有人员进入烘烤区域缺乏有效监控和提醒；系统是否有煤气泄漏，无法预知；煤气含量是否超标，中间包区域设备是否可以检修无法判断；各种阀是否安装指令关闭正常缺乏检测。

随着人工智能技术发展和城市智慧钢厂的建设，如何进一步降低工人劳动强度、保证工人生命安全显得尤为重要。但目前对于如何保证中间包烘烤安全方面缺乏有效的系统。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有技术的不足，提供一种可用于检修模式和烘烤模式下安全防护的中间包烘烤防护系统及方法。

本发明采用的技术方案为：一种中间包烘烤防护系统，包括烘烤器、设于烘烤器下方的中间包，以及PLC控制器，所述烘烤器包括烧嘴、煤气支管和空气支管，所述烧嘴有多个，沿中间包的长度方向间隔且居中布置；所述烧嘴内设电子点火器和火焰检测器，烧嘴连通煤气支管，煤气支管与煤气供给系统相连；所述煤气支管上设置有煤气流量检测器、煤气截止阀和煤气流量调节阀；所述烧嘴与空气支管连通，空气支管与送风系统相连；所述空气支管上配置有空气流量检测器、空气截止阀和空气流量调节阀；所述电子点火器、火焰检测器、煤气截止阀、空气截止阀、煤气流量检测器、煤气流量调节阀、空气流量检测器、空气流量调节阀均分别与PLC控制器相连；PLC控制器接收各检测器发送的检测信息，并控制电子点火器和各阀门的开闭。

按上述方案，在中间包的四周分布有多个与PLC控制器相连的煤气检测器，用于检测中间包烘烤区域的煤气含量，并将该煤气含量信息发送至PLC控制器。

按上述方案，在中间包的***设计有多个与PLC控制器相连的光栅传感器，形成封闭式的防护光幕，PLC控制器通过光栅传感器是否被遮挡来判断烘烤区域是否有人员进入中间包烘烤区域。

按上述方案，中间包的一侧设计有多个与PLC控制器相连的测温枪，用于检测中间包的温度，并将该温度信息发送至PLC控制器。

本发明还提供了一种基于如上所述防护系统的安全检修方法，该方法包括如下步骤：

步骤一、切换至检修模式后，火焰检测器检测烧嘴是否存在火焰，并将该信息发送至PLC控制器：若检测到火焰，PLC控制器控制煤气截止阀和电子点火器关闭，直至火焰熄灭；若未检测到火焰，进入步骤二；

步骤二、测温枪检测中间包的温度并将该温度信息发送至PLC控制器，PLC控制器接收该温度信息并分析其是否＜30℃，若接收到的中间包温度≥30℃时，PLC控制器控制送风系统开启，利用送风系统对中间包进行降温，直至中间包的温度＜30℃，进入步骤三；

步骤三、煤气检测器检测中间包四周的煤气浓度，并将该煤气浓度信息发送至PLC控制器，PLC控制器接收该煤气浓度信息并分析其是否＜30mg/m³，若接收到的煤气浓度≥30mg/m³，控制送风系统持续对中间包工作区域进行吹扫，直至煤气浓度＜30mg/m³，进入步骤四；

步骤四、煤气流量检测器检测各煤气支管内的煤气流量，并将该煤气流量信息发送至PLC控制器，PLC控制器接收该煤气流量信息并分析其是否为0，若接收到的煤气流量不为0，人工现场确认，直至PLC控制器接收到的煤气流量为0，整个工作环境安全，进入步骤五；

步骤五、PLC控制器控制光栅传感器失电，工作人员进入中间包烘烤区域进行检修作业；检修完成后输入检修结束信号，进入步骤六；

步骤六、PLC控制器控制空气流量调节阀和空气截止阀关闭，送风系统停止送风，同时PLC控制器控制光栅传感器得电，恢复对中间包烘烤区域人员进出情况的实时监控。

本发明还提供了一种基于如权利要求4所述防护系统的安全烘烤方法，该方法包括如下步骤：

步骤一、工作模式切换至烘烤模式，PLC控制器控制各个阀门打开，为烧嘴提供煤气和助燃空气；自动点火器打开并延时持续为烧嘴点火，进入步骤二；

步骤二、火焰检测器检测烧嘴是否存在火焰，并将该信息发送至PLC控制器：若检测到火焰，进入步骤三；若未检测到火焰，人工排除故障；

步骤三、煤气检测器检测中间包四周的煤气浓度，并将该煤气浓度信息发送至PLC控制器，PLC控制器接收该煤气浓度信息并分析其是否＜30mg/m³，若接收到的煤气浓度≥30mg/m³，人工对整个系统漏点进行排查；若接收到的煤气浓度＜30mg/m³，进入步骤四；

步骤四、若未收到烘烤结束信号，跳转至步骤二；若收到烘烤结束信号后，进入步骤五；

步骤五、PLC控制器控制各个阀门关闭，利用火焰检测器检测烧嘴是否有火焰，若检测存在火焰，人工排查故障；当未检测到火焰，进入步骤六；

步骤六、煤气流量检测器检测各煤气支管内的煤气流量，并将该煤气流量信息发送至PLC控制器，PLC控制器分析接收到的煤气流量是否为0，若接收到煤气流量不为0，人工现场排查；若接收到的煤气流量为0，整个流程结束。

本发明的有益效果为：本发明所述防护系统可用于检修模式和烘烤模式这两中模式下的防护，有效保证中间包烘烤区域各工作状态下的安全受控；利用自动点火器，实现了烧嘴自动点火功能，解决了人工点火不安全的隐患；利用火焰检测器检测烧嘴火焰情况，为自动点火器是否能正常工作提供了准确的判定依据；利用煤气检测器能够实时对中间包烘烤区域的煤气浓度进行检测，PLC控制器对所述防护系统是否存在煤气泄漏和是否满足检修工作条件进行判断；利用测温枪对中间包的温度进行实时监控，PLC控制器对中间包烘烤情况和温度情况进行实时监控；利用各流量阀检测管内煤气流量，PLC控制器判断管路中是否有煤气，并对煤气截止阀的工作状态进行控制；利用光栅传感器建立了一个矩形封闭式的防护光幕，通过信号是否被遮挡来判断烘烤区域是否有人员进入，解决了人员误入导致的安全问题。

附图说明

图1为本发明一个具体实施例的结构示意图。

图2为本实施例检修模式的流程图。

图3为本实施例烘烤模式的流程图。

其中：1、光栅传感器；2、中间包；3、煤气检测器；4、烧嘴；5、电子点火器；6、火焰检测器；7、煤气支管；8、空气支管；9、煤气流量调节阀；10、空气流量调节阀；11、煤气流量检测器；12、空气流量检测器；13、测温枪；14、空气分管；15、煤气分管；16、空气总管；17、送风系统；18、煤气供给系统；19、煤气总管；20、空气截止阀；21、煤气截止阀。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步地描述。

如图1所示的一种中间包烘烤防护系统，包括烘烤器、设于烘烤器下方的中间包2，以及PLC控制器，所述烘烤器包括烧嘴4、煤气支管7和空气支管8，所述烧嘴4有多个，沿中间包2的长度方向间隔且居中布置；所述烧嘴4内设电子点火器5和火焰检测器6，烧嘴4连通煤气支管7，煤气支管7通过煤气分管15与煤气总管19连通，煤气总管19与煤气供给系统18相连；所述煤气支管7上设置有煤气流量检测器11、煤气截止阀21和煤气流量调节阀9；所述烧嘴4与空气支管8连通，空气支管8通过空气分管14与空气主管连通，空气主管与送风系统17相连；空气支管8上配置有空气流量检测器12、空气截止阀20和空气流量调节阀10；所述电子点火器5、火焰检测器6、煤气截止阀21、空气截止阀20、煤气流量检测器11、煤气流量调节阀9、空气流量检测器12、空气流量调节阀10均分别与PLC控制器相连；PLC控制器接收各检测器发送的检测信息，并控制电子点火器5和各阀门的开闭。

优选地，在中间包2的四周分布有多个与PLC控制器相连的煤气检测器3，用于检测中间包2烘烤区域的煤气含量，并将该煤气含量信息发送至PLC控制器。

优选地，在中间包2的***设计有多个与PLC控制器相连的光栅传感器1，形成封闭式的防护光幕，PLC控制器通过光栅传感器1是否被遮挡来判断烘烤区域是否有人员进入中间包2烘烤区域。

优选地，中间包2的一侧设计有多个与PLC控制器相连的测温枪13，用于检测中间包2的温度，并将该温度信息发送至PLC控制器。

本发明中，所述中间包2是被烘烤和加热的主要设备，放置在烘烤器之下；烘烤器主要包括烧嘴4、煤气支管7、空气支管8、煤气流量调节阀9、空气流量调节阀10、煤气流量检测器11、空气流量检测器12、空气分管14、煤气分管15、空气总管16、送风系统17、煤气供给系统18、煤气总管19、空气截止阀20和煤气截止阀21；其中，烧嘴4用于燃烧煤气对中间包2进行烘烤，每个烧嘴4内设计电子点火器5和火焰检测器6，其中电子点火器5用于对烧嘴4进行自动点火，火焰检测器6用于检测烧嘴4是否点燃，是否有火焰；每个烧嘴4由一根煤气支管7和一根空气支管8供气，其中每根煤气支管7上设计有煤气流量调节阀9、煤气流量检测器11和煤气截止阀21，煤气流量调节阀9用于调节煤气量，煤气截止阀21用于控制煤气输送管道的通断，煤气流量检测器11用于对煤气支管7中的煤气实际流量进行检测；同样地，每根空气支管8上设计有空气流量调节阀10、空气流量检测器12和空气截止阀20，空气流量调节阀10用于调节空气支管8内的空气流量，空气截止阀20用于控制空气支管8的通道，空气流量检测器12用于对空气支管8中的空气实际流量进行检测；多个烧嘴4的煤气支管7均连接在煤气总管19上，煤气供给系统18用于提供整个管路的煤气；多个烧嘴4的空气支管8均连接在空气总管16上，送风系统17用于提供整个管路的空气；中间包2四周分布有多个煤气检测器3，用于检测中间包2烘烤区域的煤气含量，保证烘烤生产和检修作业安全；中间包2单侧设计有多个测温枪13，用于对中间包2温度进行测量，PLC控制器通过中间包2温度判断中间包2是否达到烘烤要求或检修条件；中间包2的***设计有多个光栅传感器1，形成一个矩形封闭式的防护光幕，PLC控制器通过光栅传感器1是否被遮挡来判断烘烤区域是否有人员进入的情况。

本发明所述中间包2烘烤防护系统根据工作需要建立有两种工作模式，即检修模式和烘烤模式；检修模式用于判断中间包2烘烤区域是否满足检修条件，并且当条件不满足时进行自动处理，使其满足检修作业条件；烘烤模式用于对中间包2烘烤过程中的各个关键环节和影响安全的因素进行实时监控，并针对不同的故障问题进行自动判断和提醒，保证中间包2烘烤的安全性。

如图2所示，一种基于如上所述防护系统的安全检修方法，具体包括如下步骤：

步骤一、当用户将工作模式切换至检修模式后，火焰检测器6检测烧嘴4是否存在火焰，并将该信息发送至PLC控制器：若检测到火焰，PLC控制器控制煤气截止阀21和电子点火器5关闭，直至火焰熄灭；若未检测到火焰，进入步骤二；

步骤二、测温枪13检测中间包2的温度并将该温度信息发送至PLC控制器，PLC控制器接收该温度信息并分析其是否＜30℃，若接收到的中间包2温度≥30℃时，PLC控制器控制送风系统17开启，并打开空气流量调节阀10和空气截止阀20，利用送风系统17对中间包2进行降温，直至中间包2的温度＜30℃，进入步骤三；

步骤三、煤气检测器3检测中间包2四周的煤气浓度，并将该煤气浓度信息发送至PLC控制器，PLC控制器接收该煤气浓度信息并分析其是否＜30mg/m³，若接收到的煤气浓度≥30mg/m³，控制送风系统17持续对中间包2工作区域进行吹扫，直至煤气浓度＜30mg/m³，进入步骤四；

步骤四、煤气流量检测器11检测各煤气支管7内的煤气流量，并将该煤气流量信息发送至PLC控制器，PLC控制器接收该煤气流量信息并分析其是否为0，若接收到的煤气流量不为0，说明煤气截止阀21存在关不严漏气的现象，工作人员戴呼吸器现场进行确认，直至PLC控制器接收到的煤气流量为0，整个工作环境安全，进入步骤五；

步骤五、PLC控制器控制光栅传感器1失电，工作人员进入中间包2烘烤区域进行检修作业；检修完成后输入检修结束信号，进入步骤六；

步骤六、PLC控制器控制空气流量调节阀10和空气截止阀20关闭，送风系统17停止送风，同时PLC控制器控制光栅传感器1得电，恢复对中间包2烘烤区域人员进出情况的实时监控。

如图3所示，一种基于如上所述防护系统的安全烘烤方法，具体包括如下步骤：

步骤一、当用户将工作模式切换至烘烤模式后，PLC控制器控制各个阀门打开，为烧嘴4提供煤气和助燃空气；自动点火器打开并延时3s持续为烧嘴4点火，进入步骤二；

步骤二、火焰检测器6检测烧嘴4是否存在火焰，并将该信息发送至PLC控制器：若检测到火焰，进入步骤三；若未检测到火焰，说明自动点火器存在故障，人工排除；

步骤三、煤气检测器3检测中间包2四周的煤气浓度，并将该煤气浓度信息发送至PLC控制器，PLC控制器接收该煤气浓度信息并分析其是否＜30mg/m³，若接收到的煤气浓度≥30mg/m³，说明整个烘烤系统存在煤气泄漏，人工对整个系统漏点进行排查；若接收到的煤气浓度＜30mg/m³，说明系统工作正常，进入步骤四；

步骤四、当未收到烘烤结束信号时，自动跳转至步骤二；当收到烘烤结束信号后，进入步骤五；在实际生产过程中，每台连铸机共有两个中间包，如果连铸机准备开浇时，则一个中间包处于烘烤，另一个中间包处于闲置状态，当现场要开浇时，准备浇注信号灯亮，同时PLC控制器将烘烤结束信号传给烘烤位中间包，烘烤位中间包停止烘烤；如果连铸机处于连续浇注过程中时，则一个中间包处于浇注位，另一个中间包处于烘烤状态，当现场要进行换包操作，换包浇注信号灯亮，浇注位中间包开走，同时PLC控制器将烘烤结束信号传给烘烤位中间包，烘烤位中间包停止烘烤；

步骤五、PLC控制器控制各个阀门关闭，延时10s后利用火焰检测器6检测烧嘴4是否有火焰，若检测存在火焰，说明控制系统出现故障，人工排查；当未检测到火焰，进入步骤六；

步骤六、煤气流量检测器11检测各煤气支管7内的煤气流量，并将该煤气流量信息发送至PLC控制器，PLC控制器分析接收到的煤气流量是否为0，若接收到煤气流量不为0，说明煤气截止阀21存在关不严漏气的现象，工作人员戴呼吸器现场进行排查；若接收到的煤气流量为0，整个流程结束。

最后应说明的是，以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但是凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。