關(guān)于煉鋼連鑄機中包滑板及中包塞棒機構(gòu)比較.doc

關(guān)于煉鋼連鑄機中包滑板及中包塞棒機構(gòu)的性能比較一、連鑄機結(jié)晶器液面自動控制簡介在現(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，為保證連鑄機有穩(wěn)定的澆鑄，必須時刻控制結(jié)晶器內(nèi)的鋼水液面，使之保持在一定的高度范圍內(nèi)。而憑操作工肉眼觀察結(jié)晶器內(nèi)鋼水液面高度，手動調(diào)節(jié)拉坯速度，很容易造成漏鋼等事故，且會產(chǎn)生夾渣等鑄坯質(zhì)量問題【1】。因此采用自動控制是連鑄生產(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)過大包水口流入中包，再經(jīng)中包水口和液面控制機構(gòu)流到結(jié)晶器內(nèi)。在整個流程中，液面控制系統(tǒng)是其中的關(guān)鍵。連鑄工藝對液面控制提出了很高的要求，液面波動容易引起卷渣，從而導(dǎo)致鑄坯缺陷影響鑄坯質(zhì)量。另外，結(jié)晶器內(nèi)液面的變化對冷軋鋼板表面的缺陷如起鱗，甚至對有些用戶要求越來越嚴(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液面控制的嚴(yán)苛性，誕生了結(jié)晶器液面自動控制系統(tǒng)。結(jié)晶器液位控制系統(tǒng)(MLC)用于自動開澆，并在澆鑄期間保持鋼水液位在預(yù)設(shè)恒定液位上，任何對預(yù)設(shè)恒定液位偏移都可以通過控制系統(tǒng)中執(zhí)行機構(gòu)的位置調(diào)整來補償。結(jié)晶器液位控制系統(tǒng)執(zhí)行以下功能：1)自動開澆(結(jié)晶器鋼水填充)。2)澆鑄期間結(jié)晶器液位測量與控制。3)事故時快速關(guān)閉。二、連鑄機結(jié)晶器液面自動控制原理及組成結(jié)晶器液面控制系統(tǒng)主要由三個部分組成：檢測系統(tǒng)、控制與處理系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)。1、檢測系統(tǒng)檢測系統(tǒng)主要根據(jù)液面檢測的方式進行分類，主要檢測方式有：放射源型、渦流型、紅外型、電磁型等，其各自原理及特點如下：放射源型：根據(jù)輻射的穿透、衰減、吸收理論，制造出測量射線數(shù)量的儀表；根據(jù)射線的數(shù)量來精確地讀取液面高度，從而達到液面控制的目的。其特點是信號穩(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在鋼水表面產(chǎn)生渦電流，強度隨鋼水與傳感器間距的變化，傳感器測得此信號并送給主機，主機根據(jù)信號強度來讀取液面的高度，其特點是靈敏度高，測程長，信號線性度好，適應(yīng)于板坯。紅外型：紅外攝像機感知鋼水液而熱信號的強度并處理后的電信號送給主機，主機根據(jù)熱信號的強度來讀取液面高度，其特點足抗干擾能力強，安裝方便，圖形直觀，適合于敞開澆鑄。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)射電信號并接受返回的渦電流，其強度于鋼水液面成正比，主機根據(jù)渦電流信號強度凄取液面高度，其特點為靈敏度高，信號衰減少，系統(tǒng)簡單可靠。 由于武鋼幾個煉鋼廠主要是生產(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，簡稱MBII)的運行和監(jiān)控處理平臺分別是iRMX(或VxWorks)和Logicad，它們具有良好的硬件兼容性能。MULTIBUSII、ISA、PC104總線接口模塊，兼有直接耦合和變壓器耦合兩種1553B總線耦合方式，多達1800個功能強大的應(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別等。PLC系統(tǒng)1號連鑄是采用西門子s5155(2號連鑄是S7415)編程的，這種編程具有編程靈活、適用方面廣可靠性高、適用性強等優(yōu)點。人機界面系統(tǒng)是WINHMI、COROS和WINCC，這樣界面非常友好，可移植性強、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)，在中包水口通過改變水口與塞棒之間的間隙來控制鋼流?；鍣C構(gòu)位于中包水口的下方，通過改變上下水口的開口來控制鋼流。三、塞棒機構(gòu)組成及原理塞棒系統(tǒng)是采用操縱機構(gòu)調(diào)節(jié)中包塞棒與水口的配合來控制鋼流。塞棒機構(gòu)示意圖如圖二所示。塞棒機構(gòu)由低速變頻調(diào)速電機、位移傳感器、傳動機構(gòu)等組成。工作時主PLC通過ProfibusDP網(wǎng)絡(luò)發(fā)控制指令給運動控制MC變頻器。再由運動控制MC變頻器驅(qū)動變頻調(diào)速電機帶動執(zhí)行機構(gòu)、塞棒作升降運動。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、滑板機構(gòu)原理及組成滑板機構(gòu)較為簡單，其通過滑動水口開啟、關(guān)閉來調(diào)節(jié)鋼液鑄流?；瑒铀谟缮纤?、上滑板、下滑板、下水口組成，如圖5-2?？肯禄鍘酉滤谝苿诱{(diào)節(jié)上下注孔間的重合程度控制鑄流大?。或?qū)動方式有液壓和手動兩種。a 全開； b 半開; c 全閉1 上水口； 2 上滑板； 3 下滑板；4 下水口圖四 滑動水口控制原理圖滑板開閉時容易引起的堵塞，是由于容易在鑄口內(nèi)形成鋼水滯流靜止區(qū)(死區(qū))。在這里要進行鋼水凝固一非金屬夾雜物形成一非金屬夾雜物長大等過程，會發(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)缺點比較塞棒和滑板控制各有優(yōu)缺點，滑板控制精度較高，但在中斷冷凝后有時不能打開，使用壽命較長。塞棒滑板和塞棒系統(tǒng)優(yōu)缺點比較序號項目滑板系統(tǒng)塞棒系統(tǒng)評定內(nèi)容評定內(nèi)容1安全可靠性好故障較少。操作條件：水口的開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使用壽命（日本有45爐的使用記錄）好整個塞棒本體浸入鋼水，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越來越嚴(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產(chǎn)生渦流5澆注極好可以完全檢測出打開位置好開澆澆注時很難實現(xiàn)自動，因為不能完全檢測出打開嚴(yán)重6初