摘要：氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥以其輕便、經(jīng)濟(jì)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安全、容易檢修維修、配以閥門定位器可實(shí)現(xiàn)高精度連續(xù)調(diào)節(jié)的特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于各種流體控制領(lǐng)域。文章從韶鋼轉(zhuǎn)爐煉鋼、連鑄鋼坯生產(chǎn)過(guò)程所用的調(diào)節(jié)閥的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，探討了氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥在調(diào)節(jié)系統(tǒng)的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥；調(diào)節(jié)系統(tǒng)；閥門定位器；流體控制；轉(zhuǎn)爐煉鋼 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TH134 文章編號(hào)：1009-2374（2015）17-0056-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.17.028

轉(zhuǎn)爐煉鋼廠在冶煉鋼鐵時(shí)通常會(huì)借助各種流動(dòng)性的介質(zhì)，比如氧氣、氮?dú)?、氬氣等氣體來(lái)完成冶煉，同時(shí)冶煉生產(chǎn)的轉(zhuǎn)爐設(shè)備需要冷卻水來(lái)冷卻，在生產(chǎn)時(shí)的不同階段要對(duì)使用到的這類流動(dòng)介質(zhì)的流量與壓力進(jìn)行控制，從而優(yōu)化鋼鐵的質(zhì)量；另外要特別注意煉鋼廠里面設(shè)施的安全性，因?yàn)榇藚^(qū)域里面通常有煤氣等易燃易爆氣體。所以控制信號(hào)的選擇通常是選擇低壓直流信號(hào)、壓縮空氣作為動(dòng)力源，確保防爆的需要，在煉鋼系統(tǒng)中轉(zhuǎn)爐、連鑄鋼鐵的生產(chǎn)，通常是借助氣動(dòng)薄膜來(lái)調(diào)節(jié)各類流動(dòng)介質(zhì)的流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)。

1 氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥概述

1.1 氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的構(gòu)成和類型

通常是由執(zhí)行設(shè)備、調(diào)節(jié)系統(tǒng)和附件電氣閥門三部分構(gòu)成氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥。為了保證調(diào)節(jié)的準(zhǔn)確性實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)能力，要實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)功能需要?dú)鈩?dòng)調(diào)節(jié)閥借助電氣閥門定位設(shè)施來(lái)協(xié)作完成；在電氣閥門定位系統(tǒng)中輸入PLC控制設(shè)施里面的直流電流控制信號(hào)，然后經(jīng)過(guò)電氣閥門定位器進(jìn)行放大之后再變成氣信號(hào)后輸出到執(zhí)行器，借助執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)作，帶動(dòng)閥芯移動(dòng)，從而改變閥芯到閥座流通的面積，這樣可以實(shí)現(xiàn)對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行控制。調(diào)節(jié)閥運(yùn)作部分的動(dòng)力源通常選擇壓縮空氣，因?yàn)檫x擇壓縮空氣這種動(dòng)力源便于控制，反應(yīng)靈敏，并且比較安全，不需要再運(yùn)用其它的防爆手段。

按照閥芯的形式不同可以把這種調(diào)節(jié)閥分成單座閥、雙座閥、平衡套筒閥等，從而能夠?qū)崿F(xiàn)根據(jù)工藝場(chǎng)合的不同而選擇合適閥芯種類的目的。

根據(jù)作用方式的不同，可以分為氣開式、氣關(guān)式調(diào)節(jié)閥，當(dāng)輸入氣壓的信號(hào)P0.02MPa時(shí)候，根據(jù)調(diào)節(jié)閥的開關(guān)狀態(tài)來(lái)確定其是氣開閥還是氣關(guān)閥。調(diào)節(jié)型、切斷型、調(diào)節(jié)切斷型是根據(jù)運(yùn)作形式不同而進(jìn)行分類的。線性、等百分比、拋物線等是按照流量特點(diǎn)進(jìn)行歸類的。

1.2 選擇氣動(dòng)波薄膜的原則

進(jìn)行氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥選擇的過(guò)程中，要首先對(duì)調(diào)節(jié)閥運(yùn)用的場(chǎng)地以及生產(chǎn)技術(shù)的要求進(jìn)行分析，同時(shí)整理健全調(diào)節(jié)閥運(yùn)作的要求與流體的參數(shù)，最大壓差、最大與最小流量條件下的進(jìn)出入壓力、正常流量、最大最小流量、溫度、密度等都屬于流體里面較重要的組成部分。而技術(shù)方面的要求就是要熟悉與調(diào)節(jié)閥自身的組成、流量特點(diǎn)、規(guī)定的流量系數(shù)、技術(shù)壓差計(jì)算和選擇允許機(jī)構(gòu)、機(jī)構(gòu)的材料以及機(jī)構(gòu)組裝等方面的內(nèi)容。

調(diào)節(jié)閥的流量特點(diǎn)：經(jīng)過(guò)閥的物質(zhì)的相對(duì)位移與流量直接的關(guān)系我們就把它認(rèn)為是調(diào)節(jié)閥的流量特點(diǎn)。調(diào)節(jié)閥選擇的要求是調(diào)節(jié)閥的流量特征和調(diào)節(jié)對(duì)象的特點(diǎn)以及調(diào)節(jié)設(shè)施特點(diǎn)是相反的，這是為了讓調(diào)節(jié)系統(tǒng)的整體特征與線性相一致。

要考慮到介質(zhì)的溫度、壓力差、壓力以及腐蝕性在進(jìn)行調(diào)節(jié)閥的材料選擇時(shí)。

調(diào)節(jié)閥運(yùn)作系統(tǒng)的輸出力：要與場(chǎng)地使用壓差的需要相一致，剛度也要和系統(tǒng)的穩(wěn)定的需求相一致；開關(guān)的型式要與系統(tǒng)安全作業(yè)的需要相一致。

選擇調(diào)節(jié)閥過(guò)程中，不能忽視不同尋常的條件下，借助閥門的定位系統(tǒng)、電磁閥等別的裝置保證閥門應(yīng)該滿足作業(yè)時(shí)間、分部調(diào)節(jié)等要求，也要根據(jù)具體的情況來(lái)對(duì)閥門定位器進(jìn)行選擇，在自然環(huán)境特別差的條件下，通常采用機(jī)械式的閥門定位設(shè)施，自然環(huán)境不差、可控制性比較好的地方一般是使用電子智能樣式的閥門定位設(shè)施。

2 調(diào)節(jié)閥的使用

2.1 轉(zhuǎn)爐頂吹氧氣調(diào)節(jié)設(shè)施里面氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的使用

用氧槍氧氣壓力和流量調(diào)節(jié)、控制是轉(zhuǎn)爐頂吹氧氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)最常用的方法，其與鋼水質(zhì)量息息相關(guān)。氧氣是易燃?xì)怏w，在預(yù)備組裝氧槍調(diào)節(jié)設(shè)備的調(diào)節(jié)閥時(shí)，要對(duì)調(diào)節(jié)閥與氧氣接觸的位置做脫脂處理，要進(jìn)行脫脂處理對(duì)調(diào)節(jié)閥和氧氣接觸的地方，在進(jìn)行氧槍調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)閥安裝之前，這樣可以避免在使用過(guò)程中出現(xiàn)爆炸的情況；因?yàn)檠鯓屚ǔ０苍谵D(zhuǎn)爐上面，現(xiàn)場(chǎng)的溫度比較高，環(huán)境條件比較差，并且環(huán)境四周也不排除有煤氣存在的可能，算是煤氣危險(xiǎn)地帶，采用隔爆型、技術(shù)條件比較好的機(jī)械樣式的閥門定位設(shè)施來(lái)保證此區(qū)域的安全。氧氣是一種危險(xiǎn)性氣體，在出現(xiàn)停氣或者停電的情況下，為了使設(shè)施的安全性得到保障，應(yīng)進(jìn)行切斷氧氣的操作，調(diào)節(jié)閥采用氣開式的作用方式，防止事故擴(kuò)大。自2003年投入生產(chǎn)到現(xiàn)在，韶鋼轉(zhuǎn)爐氧氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)閥始終正常運(yùn)行，滿足了生產(chǎn)工藝的要求。

2.2 在轉(zhuǎn)爐底吹調(diào)節(jié)系統(tǒng)中氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥的應(yīng)用

轉(zhuǎn)爐底吹氣體調(diào)節(jié)系統(tǒng)主要用于轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)不同階段調(diào)節(jié)氮?dú)?、氬氣的壓力與流量的高低與大小，通過(guò)攪拌爐內(nèi)的鋼水均勻成分和化學(xué)反應(yīng)來(lái)完成冶煉生產(chǎn)，存在調(diào)節(jié)流量大小變化快、壓力時(shí)高時(shí)低的要求，選用精小型高精度氣動(dòng)薄膜雙座調(diào)節(jié)閥，通過(guò)多年的運(yùn)行，調(diào)節(jié)系統(tǒng)良好，創(chuàng)造良好的經(jīng)濟(jì)效益。

2.3 氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥里面轉(zhuǎn)爐汽包補(bǔ)水控制系統(tǒng)的使用情況

轉(zhuǎn)爐汽包的作用是回收冷卻水，輸出蒸汽，同時(shí)為了使汽包內(nèi)水位平衡，在生產(chǎn)過(guò)程中，需按照汽包液位的變化不斷向汽包補(bǔ)充新水。新水一般都是除氧設(shè)施面的除氧水，為了使其安全性得到保證需要?dú)怅P(guān)式的調(diào)節(jié)閥與機(jī)械手槍，閥芯樣式的套筒配合使用。選擇閥座和閥芯為最高耐壓設(shè)計(jì)為6.4MPa的不銹鋼制造，具有耐高溫高壓的效果。為了避免受場(chǎng)地環(huán)境和夏季高溫或者粉塵的影響，通常使用SMC半機(jī)械樣式的電氣閥定位設(shè)施。轉(zhuǎn)爐汽包補(bǔ)水調(diào)節(jié)系統(tǒng)使用多年證明，該氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥維護(hù)工作量小，運(yùn)行情況較好。

2.4 在連鑄機(jī)二冷水調(diào)節(jié)系統(tǒng)中氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥的應(yīng)用

霧化氣是由連鑄機(jī)二冷水與二冷氣共同形成的，鑄坯上噴上霧化氣，可進(jìn)行冷卻。因?yàn)殍T坯質(zhì)量與二冷水、二冷氣的流量大小及穩(wěn)定性有著密切的聯(lián)系，所以要準(zhǔn)確地調(diào)節(jié)二冷水、二冷氣的流量，管內(nèi)壓力比較低時(shí)，要用單座閥。通常是借助氣關(guān)式的運(yùn)作辦法來(lái)選擇調(diào)節(jié)閥，可以確保設(shè)施的可靠性，即使遇到停電、停氣的過(guò)程，也可以提供冷卻水；為了實(shí)現(xiàn)高精度的流量調(diào)節(jié)，需配置智能樣式電子類型的閥門定位設(shè)施的調(diào)

節(jié)閥。

3 安裝時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)

（1）在進(jìn)行動(dòng)氣調(diào)節(jié)閥安裝工作時(shí)，要確保氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的位置與地面有一定的距離，閥的上下也要有相應(yīng)的余留空間，從而便于進(jìn)行拆裝閥和閥的修理工作；（2）調(diào)節(jié)閥上下要與管道處于垂直狀態(tài)，在平面管道上安裝，目的是可以使其牢固可靠，并且在閥的下面也要有支撐物；（3）為了保證流量的特性不受到直管段長(zhǎng)短的影響，要保證在調(diào)節(jié)閥上下兩面有管道直徑長(zhǎng)度大于10倍的直管段；（4）當(dāng)調(diào)節(jié)閥的口徑和工藝管道不一致時(shí)，要使用異徑管連接；（5）為方便轉(zhuǎn)換和隨手操作，在繼續(xù)行車的過(guò)程中也可以對(duì)調(diào)節(jié)閥進(jìn)行檢查維修工作，需要進(jìn)行旁通管道的安裝工作；（6）要認(rèn)真掃除管道里面的污垢、焊渣等雜物，在實(shí)施調(diào)節(jié)閥安裝之前。

4 結(jié)語(yǔ)

從2003年進(jìn)入生產(chǎn)至今，韶鋼煉鋼廠實(shí)施流體調(diào)節(jié)主要是在流量調(diào)節(jié)、流體壓力區(qū)域運(yùn)用薄膜調(diào)節(jié)閥等方面，給煉鋼連鑄生產(chǎn)過(guò)程提供了有保證的流體原料，達(dá)到了經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益雙贏的目的。

參考文獻(xiàn)

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[2] 蔡夕忠.化工儀表[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.

作者簡(jiǎn)介：朱應(yīng)?。?969-），男，廣東曲江人，廣東韶鋼集團(tuán)公司設(shè)備管理部衡器工程師，研究方向：自動(dòng)化控制與計(jì)量。

（責(zé)任編輯：陳 倩）