第35卷第5期2007年10月
江苏冶金JiangsuMetallurgy
Vol.35 No.5Oct.2007
连铸结晶器钢水液面控制系统
沈志浩
(江苏苏钢集团公司,江苏苏州 215151)
摘要:概述了连铸结晶器钢水液面控制系统原理。关键词:塞棒;直流伺服电机;结晶器钢水液面中图分类号:TG23316
引 言
键技术之一,,降低工人的劳动强度,提高生产效率,提高铸坯的质量与产量,减少溢钢和漏钢事故,提高炼钢连铸的管理水平都非常重要。
钢水浇入结晶器内,为了防止溢钢,钢水液面必须低于结晶器上口约70～100mm。在浇铸过程中,钢水液面波动太大,会卷入渣子,在铸坯表面形成皮下夹渣,影响铸坯质量,经验表明,钢水液面波动在±10mm以内,可消除皮下夹渣。同时,结晶器液面波动大于10mm,铸坯表面纵裂发生率约为30%,这就是说,钢水液面的波动,直接影响到铸坯的表面质量。
通常连铸生产中采用钢水液面自动控制大致可分为3种类型:一是通过控制塞棒升降高度来调节流入结晶器内钢水的流量;二是通过控制拉坯速度使结晶器内钢水量保持恒定;三是前两种构成的复合型。
结晶器钢水液面控制系统的作用有以下几方面
(1)可靠的结晶器钢水液面控制系统能使结晶器内保持稳定的、比较高的熔钢液位,这样能比较有效地发挥一次冷却的作用,从而提高加连铸机的产量。
(2)结晶器钢水液面控制可以改进铸坯表面的质量。有了稳定、良好的铸坯表面质量,从而产生了铸坯无须冷却、无须检测、无须处理的工艺,由此给直送铸坯到下道工序创造了直接轧制的可能性,可以节省能源。
(3)结晶器钢水液面自动控制可以减轻操作人员的劳动强度。
收稿日期:2006207224
3:一是通过控制塞棒升降高度来调节流入结晶器内钢水的流量;二是通过控制拉坯速度使结晶内钢水量保持恒定;三是前两种构成的复合型。
结晶器钢水液面自动控制常用的办法是用塞棒或滑动水口的位置调节来控制钢水注入量。
钢水液面高度检测器是系统的关键。要求运行可靠,性能优良,能耐高温,抗干扰能力强,动态响应快(滞后时间
1 塞棒自动控制流程
一套钢水液面塞棒自动控制系统可分为:Cs2137放射源、Cs2137高灵敏度射源接收探测器、液面检测仪控器、PLC电控系统、直流伺服电机放大驱动器、塞棒执行装置(包括直流伺服电机、变速器、塞棒实际位置信号输出
———拉杆电位器)(图1)。
图1 塞棒自动控制系统
),男,助理工程师。电话:(0512)88877340,[1**********];E2mail:[email protected]。作者简介:沈志浩(1964—
48
江苏冶金第35卷
4h后,直流伺服电机周围环境温度可达400℃,直
2 塞棒自动控制原理
塞棒自动控制原理图如图2所示
。
流伺服电机将报警,液面波动从开浇开始呈现逐渐
增大的趋势。周围环境温度的变化,使直流伺服电机绕组的电阻发生变化,特别是励磁绕组的变化,引起励磁电流及磁通的变化,从而造成了线性误差,影响钢液面控制的稳定性。伺服系统控制变化量越大。实际控制值的误差量也越大,在实际浇铸过程中,塞棒机构温度越高,自动控制量越大,实际偏差就越大,液面也就越不稳定,超出控制范围后,将导致液面失控。图2 塞棒自动控制原理图
值。。控制,其差值用PID调节器进行计算,产生了一个控制塞棒位置的参考值,这个参考值被加入到直流伺服放大驱动器中,它根据实际的塞棒位置由LVDT转换器来控制直流伺服电动机。
为使钢水顺利浇铸需振动塞棒,以便去除水口出钢口的沉积物,塞棒以2mm/s的速度上下运动。
结晶器钢水液面的控制范围在结晶器长度的20%～90%之间。
(1)规范装配,对机构与塞棒机构连接加装销-楔紧固。
(2)塞棒与执行机构的连接改用耐高温铸铁螺
母联接,并在开浇前对臂-螺栓、螺栓-塞棒丝杆联接进行点焊,消除间隙,保证控制精度。
(3)对塞棒执行机构直流伺服电机进行强迫风冷,增加风冷管路通径。
(4)中间包烘烤时,在中包底部加装隔热板以降低烘烤下水口的热辐射。
(5)中间包烘烤到浇铸时,塞棒执行机构增加一块热防护罩。
(6)尽可能对中间包钢水重量进行自动控制,保证中间包钢水注入量。
当钢水开浇后,此系统将当前液位作为目标值,当钢水液面稳定时目标值自动地上升到计算机上位机的设定值。
5 结束语
通过加强塞棒执行机构内的冷却和外部生产准备的热防护,可以降低塞棒执行机构及直流伺服电机的温度,提高钢水液面控制系统工作稳定性。
3 影响塞棒自动控制系统正常工作的
主要因素
连铸连续生产2～3h后,塞棒执行机构和直流伺服电机周围环境温度可达300℃左右,连续生产
第35卷第5期2007年10月
江苏冶金JiangsuMetallurgy
Vol.35 No.5Oct.2007
连铸结晶器钢水液面控制系统
沈志浩
(江苏苏钢集团公司,江苏苏州 215151)
摘要:概述了连铸结晶器钢水液面控制系统原理。关键词:塞棒;直流伺服电机;结晶器钢水液面中图分类号:TG23316
引 言
键技术之一,,降低工人的劳动强度,提高生产效率,提高铸坯的质量与产量,减少溢钢和漏钢事故,提高炼钢连铸的管理水平都非常重要。
钢水浇入结晶器内,为了防止溢钢,钢水液面必须低于结晶器上口约70～100mm。在浇铸过程中,钢水液面波动太大,会卷入渣子,在铸坯表面形成皮下夹渣,影响铸坯质量,经验表明,钢水液面波动在±10mm以内,可消除皮下夹渣。同时,结晶器液面波动大于10mm,铸坯表面纵裂发生率约为30%,这就是说,钢水液面的波动,直接影响到铸坯的表面质量。
通常连铸生产中采用钢水液面自动控制大致可分为3种类型:一是通过控制塞棒升降高度来调节流入结晶器内钢水的流量;二是通过控制拉坯速度使结晶器内钢水量保持恒定;三是前两种构成的复合型。
结晶器钢水液面控制系统的作用有以下几方面
(1)可靠的结晶器钢水液面控制系统能使结晶器内保持稳定的、比较高的熔钢液位,这样能比较有效地发挥一次冷却的作用,从而提高加连铸机的产量。
(2)结晶器钢水液面控制可以改进铸坯表面的质量。有了稳定、良好的铸坯表面质量,从而产生了铸坯无须冷却、无须检测、无须处理的工艺,由此给直送铸坯到下道工序创造了直接轧制的可能性,可以节省能源。
(3)结晶器钢水液面自动控制可以减轻操作人员的劳动强度。
收稿日期:2006207224
3:一是通过控制塞棒升降高度来调节流入结晶器内钢水的流量;二是通过控制拉坯速度使结晶内钢水量保持恒定;三是前两种构成的复合型。
结晶器钢水液面自动控制常用的办法是用塞棒或滑动水口的位置调节来控制钢水注入量。
钢水液面高度检测器是系统的关键。要求运行可靠,性能优良,能耐高温,抗干扰能力强,动态响应快(滞后时间
1 塞棒自动控制流程
一套钢水液面塞棒自动控制系统可分为:Cs2137放射源、Cs2137高灵敏度射源接收探测器、液面检测仪控器、PLC电控系统、直流伺服电机放大驱动器、塞棒执行装置(包括直流伺服电机、变速器、塞棒实际位置信号输出
———拉杆电位器)(图1)。
图1 塞棒自动控制系统
),男,助理工程师。电话:(0512)88877340,[1**********];E2mail:[email protected]。作者简介:沈志浩(1964—
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江苏冶金第35卷
4h后,直流伺服电机周围环境温度可达400℃,直
2 塞棒自动控制原理
塞棒自动控制原理图如图2所示
。
流伺服电机将报警,液面波动从开浇开始呈现逐渐
增大的趋势。周围环境温度的变化,使直流伺服电机绕组的电阻发生变化,特别是励磁绕组的变化,引起励磁电流及磁通的变化,从而造成了线性误差,影响钢液面控制的稳定性。伺服系统控制变化量越大。实际控制值的误差量也越大,在实际浇铸过程中,塞棒机构温度越高,自动控制量越大,实际偏差就越大,液面也就越不稳定,超出控制范围后,将导致液面失控。图2 塞棒自动控制原理图
值。。控制,其差值用PID调节器进行计算,产生了一个控制塞棒位置的参考值,这个参考值被加入到直流伺服放大驱动器中,它根据实际的塞棒位置由LVDT转换器来控制直流伺服电动机。
为使钢水顺利浇铸需振动塞棒,以便去除水口出钢口的沉积物,塞棒以2mm/s的速度上下运动。
结晶器钢水液面的控制范围在结晶器长度的20%～90%之间。
(1)规范装配,对机构与塞棒机构连接加装销-楔紧固。
(2)塞棒与执行机构的连接改用耐高温铸铁螺
母联接,并在开浇前对臂-螺栓、螺栓-塞棒丝杆联接进行点焊,消除间隙,保证控制精度。
(3)对塞棒执行机构直流伺服电机进行强迫风冷,增加风冷管路通径。
(4)中间包烘烤时,在中包底部加装隔热板以降低烘烤下水口的热辐射。
(5)中间包烘烤到浇铸时,塞棒执行机构增加一块热防护罩。
(6)尽可能对中间包钢水重量进行自动控制,保证中间包钢水注入量。
当钢水开浇后,此系统将当前液位作为目标值,当钢水液面稳定时目标值自动地上升到计算机上位机的设定值。
5 结束语
通过加强塞棒执行机构内的冷却和外部生产准备的热防护,可以降低塞棒执行机构及直流伺服电机的温度,提高钢水液面控制系统工作稳定性。
3 影响塞棒自动控制系统正常工作的
主要因素
连铸连续生产2～3h后,塞棒执行机构和直流伺服电机周围环境温度可达300℃左右,连续生产