關(guān)于煉鋼連鑄機(jī)中包滑板及中包塞棒機(jī)構(gòu)比較.doc

關(guān)于煉鋼連鑄機(jī)中包滑板及中包塞棒機(jī)構(gòu)的性能比較一、連鑄機(jī)結(jié)晶器液面自動(dòng)控制簡(jiǎn)介在現(xiàn)代冶金企業(yè)中，連鑄工藝已占主導(dǎo)地位，在連續(xù)澆鑄工程中，為保證連鑄機(jī)有穩(wěn)定的澆鑄，必須時(shí)刻控制結(jié)晶器內(nèi)的鋼水液面，使之保持在一定的高度范圍內(nèi)。而憑操作工肉眼觀(guān)察結(jié)晶器內(nèi)鋼水液面高度，手動(dòng)調(diào)節(jié)拉坯速度，很容易造成漏鋼等事故，且會(huì)產(chǎn)生夾渣等鑄坯質(zhì)量問(wèn)題【1】。因此采用自動(dòng)控制是連鑄生產(chǎn)的必然方向。中包設(shè)備主要功能是將大包鋼水連續(xù)、平穩(wěn)、保護(hù)性的流至結(jié)晶器內(nèi)形成坯殼。中包設(shè)備系統(tǒng)組成如圖一，主要有大包水口、中包、中包水口及中包液面控制系統(tǒng)。圖一 中包設(shè)備組成1-大包；2-大包滑板；3-下水口；4-長(zhǎng)水口；7-中包；9-浸入式水口；10-中包液面控制系統(tǒng)；大包中的鋼水經(jīng)過(guò)大包水口流入中包，再經(jīng)中包水口和液面控制機(jī)構(gòu)流到結(jié)晶器內(nèi)。在整個(gè)流程中，液面控制系統(tǒng)是其中的關(guān)鍵。連鑄工藝對(duì)液面控制提出了很高的要求，液面波動(dòng)容易引起卷渣，從而導(dǎo)致鑄坯缺陷影響鑄坯質(zhì)量。另外，結(jié)晶器內(nèi)液面的變化對(duì)冷軋鋼板表面的缺陷如起鱗，甚至對(duì)有些用戶(hù)要求越來(lái)越嚴(yán)的某些鋼種產(chǎn)生的結(jié)疤也有重要影響。正是由于連鑄工藝對(duì)液面控制的嚴(yán)苛性，誕生了結(jié)晶器液面自動(dòng)控制系統(tǒng)。結(jié)晶器液位控制系統(tǒng)(MLC)用于自動(dòng)開(kāi)澆，并在澆鑄期間保持鋼水液位在預(yù)設(shè)恒定液位上，任何對(duì)預(yù)設(shè)恒定液位偏移都可以通過(guò)控制系統(tǒng)中執(zhí)行機(jī)構(gòu)的位置調(diào)整來(lái)補(bǔ)償。結(jié)晶器液位控制系統(tǒng)執(zhí)行以下功能：1)自動(dòng)開(kāi)澆(結(jié)晶器鋼水填充)。2)澆鑄期間結(jié)晶器液位測(cè)量與控制。3)事故時(shí)快速關(guān)閉。二、連鑄機(jī)結(jié)晶器液面自動(dòng)控制原理及組成結(jié)晶器液面控制系統(tǒng)主要由三個(gè)部分組成：檢測(cè)系統(tǒng)、控制與處理系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)。1、檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)系統(tǒng)主要根據(jù)液面檢測(cè)的方式進(jìn)行分類(lèi)，主要檢測(cè)方式有：放射源型、渦流型、紅外型、電磁型等，其各自原理及特點(diǎn)如下：放射源型：根據(jù)輻射的穿透、衰減、吸收理論，制造出測(cè)量射線(xiàn)數(shù)量的儀表；根據(jù)射線(xiàn)的數(shù)量來(lái)精確地讀取液面高度，從而達(dá)到液面控制的目的。其特點(diǎn)是信號(hào)穩(wěn)定，受干擾少，靈敏度高，使用維修方便。渦流型：渦流傳感器中的電磁信號(hào)在鋼水表面產(chǎn)生渦電流，強(qiáng)度隨鋼水與傳感器間距的變化，傳感器測(cè)得此信號(hào)并送給主機(jī)，主機(jī)根據(jù)信號(hào)強(qiáng)度來(lái)讀取液面的高度，其特點(diǎn)是靈敏度高，測(cè)程長(zhǎng)，信號(hào)線(xiàn)性度好，適應(yīng)于板坯。紅外型：紅外攝像機(jī)感知鋼水液而熱信號(hào)的強(qiáng)度并處理后的電信號(hào)送給主機(jī)，主機(jī)根據(jù)熱信號(hào)的強(qiáng)度來(lái)讀取液面高度，其特點(diǎn)足抗干擾能力強(qiáng)，安裝方便，圖形直觀(guān)，適合于敞開(kāi)澆鑄。電磁型：傳感器安裝于結(jié)晶器導(dǎo)流水套上感應(yīng)而于導(dǎo)流水套內(nèi)表面齊平，傳感器發(fā)射電信號(hào)并接受返回的渦電流，其強(qiáng)度于鋼水液面成正比，主機(jī)根據(jù)渦電流信號(hào)強(qiáng)度凄取液面高度，其特點(diǎn)為靈敏度高，信號(hào)衰減少，系統(tǒng)簡(jiǎn)單可靠。 由于武鋼幾個(gè)煉鋼廠(chǎng)主要是生產(chǎn)板坯，由此特性，主要采用的是渦流型液面檢測(cè)系統(tǒng)。2、 控制與處理系統(tǒng)控制與處理系統(tǒng)主要是指多種數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、PLC、人機(jī)界面系統(tǒng)以及液位控制的電子設(shè)備等。多種數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)(MULTIBUS II，簡(jiǎn)稱(chēng)MBII)的運(yùn)行和監(jiān)控處理平臺(tái)分別是iRMX(或VxWorks)和Logicad，它們具有良好的硬件兼容性能。MULTIBUSII、ISA、PC104總線(xiàn)接口模塊，兼有直接耦合和變壓器耦合兩種1553B總線(xiàn)耦合方式，多達(dá)1800個(gè)功能強(qiáng)大的應(yīng)用程序接口(API)，還具有雙口冗余RAM，可靈活配置存貯器地址、寄存器地址和中斷級(jí)別等。PLC系統(tǒng)1號(hào)連鑄是采用西門(mén)子s5155(2號(hào)連鑄是S7415)編程的，這種編程具有編程靈活、適用方面廣可靠性高、適用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。人機(jī)界面系統(tǒng)是WINHMI、COROS和WINCC，這樣界面非常友好，可移植性強(qiáng)、易于操作。液位控制的電子設(shè)備主要是指一些模擬量和數(shù)字量的輸入和輸出模板或模塊，以及比例放大模板及其控制回路。3、執(zhí)行系統(tǒng)結(jié)晶器液面自動(dòng)控制系統(tǒng)執(zhí)行系統(tǒng)主要有塞棒和滑板系統(tǒng)。塞棒位于中包內(nèi)，在中包水口通過(guò)改變水口與塞棒之間的間隙來(lái)控制鋼流?；鍣C(jī)構(gòu)位于中包水口的下方，通過(guò)改變上下水口的開(kāi)口來(lái)控制鋼流。三、塞棒機(jī)構(gòu)組成及原理塞棒系統(tǒng)是采用操縱機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)中包塞棒與水口的配合來(lái)控制鋼流。塞棒機(jī)構(gòu)示意圖如圖二所示。塞棒機(jī)構(gòu)由低速變頻調(diào)速電機(jī)、位移傳感器、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等組成。工作時(shí)主PLC通過(guò)ProfibusDP網(wǎng)絡(luò)發(fā)控制指令給運(yùn)動(dòng)控制MC變頻器。再由運(yùn)動(dòng)控制MC變頻器驅(qū)動(dòng)變頻調(diào)速電機(jī)帶動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、塞棒作升降運(yùn)動(dòng)。下部的位移傳感器將當(dāng)前塞棒的位置反饋給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)再根據(jù)結(jié)晶器液面情況判定塞棒位置需提升或下降：完成一次動(dòng)作后，位移傳感器再將位置反饋給控制系統(tǒng)，再根據(jù)液面情況判定塞棒的升降，如此周而復(fù)始，維持結(jié)晶器內(nèi)鋼水液面保持在設(shè)定值。圖三 中間包塞棒滑板控流系統(tǒng)圖1鋼包；2-鋼包滑板3-下水口；4-長(zhǎng)水口；5-中間包蓋；6-溢流槽；7-中間包；8-絕熱板或涂料；9-浸入式水口；10-塞棒；11- 中間包圖二 塞棒系統(tǒng)組成四、滑板機(jī)構(gòu)原理及組成滑板機(jī)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，其通過(guò)滑動(dòng)水口開(kāi)啟、關(guān)閉來(lái)調(diào)節(jié)鋼液鑄流?；瑒?dòng)水口由上水口、上滑板、下滑板、下水口組成，如圖5-2?？肯禄鍘?dòng)下水口移動(dòng)調(diào)節(jié)上下注孔間的重合程度控制鑄流大?。或?qū)動(dòng)方式有液壓和手動(dòng)兩種。a 全開(kāi)； b 半開(kāi); c 全閉1 上水口； 2 上滑板； 3 下滑板；4 下水口圖四 滑動(dòng)水口控制原理圖滑板開(kāi)閉時(shí)容易引起的堵塞，是由于容易在鑄口內(nèi)形成鋼水滯流靜止區(qū)(死區(qū))。在這里要進(jìn)行鋼水凝固一非金屬夾雜物形成一非金屬夾雜物長(zhǎng)大等過(guò)程，會(huì)發(fā)生水口的堵塞，從上固定板吹入氬氣可以有效地防止堵塞。五、塞棒與滑板的優(yōu)缺點(diǎn)比較塞棒和滑板控制各有優(yōu)缺點(diǎn)，滑板控制精度較高，但在中斷冷凝后有時(shí)不能打開(kāi)，使用壽命較長(zhǎng)。塞棒滑板和塞棒系統(tǒng)優(yōu)缺點(diǎn)比較序號(hào)項(xiàng)目滑板系統(tǒng)塞棒系統(tǒng)評(píng)定內(nèi)容評(píng)定內(nèi)容1安全可靠性好故障較少。操作條件：水口的開(kāi)孔和滑板表面局部是暴露在剛水里一般可能發(fā)生像塞棒掉落，頭部粘接在水口頂部，不能完全關(guān)掉等故障。操作條件：塞棒完全浸在鋼水中2耐材使用壽命極好暴露在鋼水里的區(qū)域比較少，選擇適宜的耐材可以延長(zhǎng)使用壽命（日本有45爐的使用記錄）好整個(gè)塞棒本體浸入鋼水，因此，易被中間罐覆蓋劑侵蝕，而頭部被鋼水沖刷掉，使用壽命較短。（日本有25爐的使用記錄）3結(jié)晶器液位控制精度極好由于其低增益特性，在澆注過(guò)程中高度保持其精度和穩(wěn)定性好由于其高增益特性，在澆注過(guò)程中很難維持精度和穩(wěn)定性。二期，這種高增益特性隨塞棒的頭部的侵蝕和沖刷會(huì)越來(lái)越嚴(yán)重4浸入結(jié)晶器的渣流好如果中間罐鋼水壓力下降，會(huì)產(chǎn)生渦流，熔渣就混在板坯中，然而這種情況很稀少極好不會(huì)產(chǎn)生渦流5澆注極好可以完全檢測(cè)出打開(kāi)位置好開(kāi)澆澆注時(shí)很難實(shí)現(xiàn)自動(dòng)，因?yàn)椴荒芡耆珯z測(cè)出打開(kāi)嚴(yán)重6初