連鑄機(jī)自動(dòng)澆鑄控制問題與對(duì)策分析

摘要：在新時(shí)期環(huán)境下，越來越多的自動(dòng)化設(shè)備和自動(dòng)化技術(shù)得到了研發(fā)與應(yīng)用，這也推動(dòng)了工業(yè)朝著自動(dòng)化生產(chǎn)方向發(fā)展。而在工業(yè)生產(chǎn)中，連鑄機(jī)發(fā)揮著重要的作用，它是工業(yè)加工中主要的一種設(shè)備，將自動(dòng)化控制在連鑄機(jī)中進(jìn)行使用，有效的實(shí)現(xiàn)了連鑄機(jī)自動(dòng)澆鑄控制，對(duì)工業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量與效率實(shí)現(xiàn)了有效提升。下面，本文就針對(duì)連鑄機(jī)自動(dòng)澆鑄控制問題與對(duì)策進(jìn)行分析，希望對(duì)連鑄機(jī)自動(dòng)澆鑄控制的研究提供幫助。

關(guān)鍵詞：連鑄機(jī);自動(dòng)澆鑄;澆鑄控制;問題對(duì)策

前言：

連鑄機(jī)是工業(yè)生產(chǎn)澆鑄中的重要設(shè)備，隨著自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展和工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)的不斷進(jìn)步，連鑄機(jī)自動(dòng)澆鑄逐漸成為了工業(yè)生產(chǎn)的重點(diǎn)關(guān)注內(nèi)容。和傳統(tǒng)的澆鑄工藝比較，連鑄機(jī)自動(dòng)澆鑄控制借助自動(dòng)化控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化澆鑄的過程，對(duì)生產(chǎn)效率以及生產(chǎn)精度都實(shí)現(xiàn)了有效提升，而想要確保連鑄機(jī)自動(dòng)澆鑄控制效果的發(fā)揮，還需要掌握連鑄機(jī)自動(dòng)澆鑄控制問題并采取相應(yīng)對(duì)策進(jìn)行處理，使其自動(dòng)澆鑄控制能夠高效和穩(wěn)定運(yùn)行。

1連鑄機(jī)和常見問題概述

在工業(yè)的生產(chǎn)中，連鑄機(jī)是必需的基礎(chǔ)性設(shè)備，它主要的功能是將高溫的鋼水通過連續(xù)不斷進(jìn)行某標(biāo)準(zhǔn)性斷面形狀的澆鑄，同樣也可以根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的尺寸規(guī)格進(jìn)行鑄坯，此類生產(chǎn)工藝都是連鑄機(jī)具有的功能。在某轉(zhuǎn)爐廠中，其150T的連鑄車間內(nèi)有一連鑄機(jī)，且此連鑄機(jī)主要的工藝參數(shù)為：機(jī)型是全弧形的連鑄機(jī);基本的半徑為R8m;流數(shù)是十機(jī)十流;鑄坯的斷面是150 @ 150mm2、定尺是150 @ 320mm2 ;拉坯的速度低于4.5m/min;匹配的拉速是3m/ min;設(shè)計(jì)的最大拉速是4m/ min;冶金的長(zhǎng)度是26. 8m;結(jié)晶器是液面自控、電磁攪拌的;銅管長(zhǎng)是900mm;振動(dòng)的方式是復(fù)型半板簧的正弦振動(dòng)方式;二次的冷卻是自動(dòng)配水、全水冷卻方式;單臺(tái)的連鑄機(jī)年產(chǎn)量為150萬t。

為了實(shí)現(xiàn)高附加值產(chǎn)品的生產(chǎn)，現(xiàn)階段對(duì)鑄坯質(zhì)量以及性能要求也更加嚴(yán)格。當(dāng)連鑄的生產(chǎn)中，往往結(jié)晶器鋼的水液面會(huì)出現(xiàn)較大的波動(dòng)，當(dāng)出現(xiàn)這種情況，就會(huì)容易出現(xiàn)卷渣現(xiàn)象，對(duì)鑄坯質(zhì)量產(chǎn)生影響，若嚴(yán)重的話還會(huì)導(dǎo)致漏鋼情況的發(fā)生。為了避免結(jié)晶器的液面出現(xiàn)較大波動(dòng)的情況，就可以通過塞棒自動(dòng)化控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)鋼水液面具有良好的穩(wěn)定性[1]。

2連鑄機(jī)塞棒自動(dòng)澆鑄控制

2.1液位的檢測(cè)

在對(duì)結(jié)晶器的鋼水液面實(shí)際高度的檢測(cè)中，主要使用Cs-137裝置當(dāng)作放射源，它是一種同位素式的鋼水液面檢測(cè)計(jì)，它具有穩(wěn)定的信號(hào)，結(jié)構(gòu)也比較簡(jiǎn)單，精度十分高，性能十分穩(wěn)定，還便于維護(hù)。此檢測(cè)裝置的原理主要是從放射源進(jìn)行恒定射線的發(fā)出，射線對(duì)被測(cè)的鋼液穿越時(shí)，一部分會(huì)被吸收，導(dǎo)致射線的強(qiáng)度發(fā)生變化，隨著鋼液面的高度增加，其射線的強(qiáng)度是減弱的，通過對(duì)射線的強(qiáng)度變化進(jìn)行檢測(cè)，就能夠進(jìn)行鋼液面的高度變化轉(zhuǎn)換;相應(yīng)的接收器對(duì)射線進(jìn)行接受，后轉(zhuǎn)換成電信號(hào)向二次儀表進(jìn)行傳輸。

2.2系統(tǒng)塞棒機(jī)構(gòu)

對(duì)于塞棒機(jī)構(gòu)來說，其工作的原理就是在接收控制器相應(yīng)指令之后，電機(jī)就會(huì)啟動(dòng)并對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)帶動(dòng)，使塞棒進(jìn)行開關(guān)運(yùn)動(dòng)的實(shí)施。電動(dòng)缸內(nèi)位置的傳感器把塞棒實(shí)際位置向控制系統(tǒng)及時(shí)傳遞，后控制系統(tǒng)就按照結(jié)晶器的液面情況對(duì)塞棒位置實(shí)施判定并看其是需要開或者關(guān);在一次開關(guān)結(jié)束后，則位置的傳感器會(huì)再把位置向控制系統(tǒng)傳遞，并按照液面情況進(jìn)行塞棒開關(guān)的判定，通過這樣不斷循環(huán)，一直到結(jié)晶器內(nèi)的鋼水液面滿足設(shè)定值的要求，此時(shí)的拉速是相對(duì)的恒定值。若拉速發(fā)生增加，而液位瞬時(shí)出現(xiàn)降低，則控制器就會(huì)將塞棒保持開啟狀態(tài)，一直到液位達(dá)到其設(shè)定的位置[2]。

2.3系統(tǒng)塞棒控制的工作狀態(tài)

系統(tǒng)塞棒控制的工作狀態(tài)主要包括自動(dòng)方式和手動(dòng)方式兩種情況。當(dāng)條件滿足自動(dòng)方式時(shí)，就能夠進(jìn)行自動(dòng)控制方式的轉(zhuǎn)變。在自動(dòng)方式的開啟中，為了防止塞棒的振動(dòng)太大，要求實(shí)際的液位保持于100-120mm范圍內(nèi)，且實(shí)際液位和設(shè)定的液位具有相差也要在5mm的范圍內(nèi)。這時(shí)候塞棒開關(guān)通過液面檢測(cè)的系統(tǒng)進(jìn)行信號(hào)傳送，并借助可編程的控制器對(duì)塞棒開啟狀態(tài)實(shí)施控制。而手動(dòng)方式主要是對(duì)電動(dòng)系統(tǒng)實(shí)施解除后，借助塞棒機(jī)構(gòu)的側(cè)面位置人工壓桿對(duì)齒輪齒條來帶動(dòng)，實(shí)現(xiàn)塞棒的開關(guān)動(dòng)作。

2.4系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計(jì)

此系統(tǒng)的控制器是AB 1769，而PLC系統(tǒng)則是結(jié)晶器的液位檢測(cè)和塞棒伺服的控制系統(tǒng)核心與關(guān)鍵性部件，其把液位檢測(cè)的系統(tǒng)所輸出的信號(hào)進(jìn)行液位的高度值轉(zhuǎn)換，按照液位的高度值以及塞棒位置的反饋值，通過PID的調(diào)節(jié)算法實(shí)施運(yùn)算處理，獲取塞棒調(diào)節(jié)位移量，按照位移量進(jìn)行伺服信號(hào)的給出，對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的調(diào)節(jié)塞棒具體位移實(shí)施控制，進(jìn)而對(duì)液位實(shí)現(xiàn)PID的控制，達(dá)到結(jié)晶器的液位平穩(wěn)控制效果，避免因?yàn)橐何怀霈F(xiàn)較大的波動(dòng)而導(dǎo)致卷渣、益鋼或者漏鋼等情況的發(fā)生[3]。此系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)液面檢測(cè)和塞棒控制的系統(tǒng)工作狀態(tài)有效監(jiān)測(cè)，避免了異常事件的發(fā)生;通過對(duì)上位機(jī)所設(shè)定的參數(shù)接收，且把所檢測(cè)出的液位值、塞棒位置和系統(tǒng)狀態(tài)進(jìn)行上位機(jī)的傳送;后接受到手操盒所傳達(dá)的命令，來實(shí)現(xiàn)對(duì)相應(yīng)動(dòng)作的完成。

3生產(chǎn)中塞棒的自動(dòng)控制出現(xiàn)異常的波動(dòng)和處理

在生產(chǎn)期間，一些鑄流出現(xiàn)了液面的波動(dòng)，對(duì)品種鋼的質(zhì)量造成影響。銫源的接收器出現(xiàn)故障，或者控制電纜發(fā)生短路、斷路或者接地等故障，都會(huì)導(dǎo)致波動(dòng)的出現(xiàn)，這就需要對(duì)它們實(shí)施定期地檢測(cè)和防護(hù)。另外，還可能是控制器的控制信號(hào)受到外界電磁的干擾而導(dǎo)致波動(dòng)出現(xiàn)，則將電動(dòng)缸與控制的驅(qū)動(dòng)器間存在的電纜通過金屬管進(jìn)行貫穿，并將電纜實(shí)施單點(diǎn)接地處理，確保電纜的兩端具有等電壓[4]。

4結(jié)語

綜上所述，通過對(duì)連鑄機(jī)自動(dòng)澆鑄控制進(jìn)行了全面分析，并對(duì)其控制中可能出現(xiàn)的異常和處理進(jìn)行了闡述，希望對(duì)連鑄機(jī)自動(dòng)澆鑄控制性能的提升提供參考。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊霏， 李麗穎， 張勇田，等. 連鑄機(jī)動(dòng)態(tài)物理模型的設(shè)計(jì)及制作[J]. 遼寧科技學(xué)院學(xué)報(bào)， 2019（6）：4-6.

[2]張小平. 連鑄機(jī)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用[J]. 農(nóng)家科技， 2018， 000（008）：257-257.

[3]倪志國. 連鑄機(jī)鑄坯在線三次冷卻自動(dòng)化控制系統(tǒng)[J]. 中國鑄造裝備與技術(shù)， 2019， 054（004）：58-60.

[4]何進(jìn)， 孟慶杰. 淺談連鑄機(jī)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 科學(xué)與信息化， 2019， 000（005）：P.61-61.

（作者單位：江陰市興澄特種鋼鐵有限公司）

作者簡(jiǎn)介： 周林，1988年11月，男，漢族，江蘇江陰，電氣高級(jí)技師，研究方向：連鑄儀表自動(dòng)澆鑄維修。