煉鋼連鑄機(jī)中包滑板及中包塞棒機(jī)構(gòu)比較

1、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)；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(jī)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【11。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(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

2、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)。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(jī) 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(jī)構(gòu)的位置

3、 調(diào)整來補(bǔ)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(jī)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(jìn)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(dá)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

4、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， 傳感器測得此信號并送給主機(jī)， 主機(jī)根據(jù)信號強(qiáng)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(jī)感知鋼水液而熱信號的強(qiáng)度并處理后的電信號送給主 機(jī)，主機(jī)根據(jù)熱信號的強(qiáng)度來讀取液面高度， 其特點足抗干擾能力強(qiáng)， 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(qiáng)度于鋼水液面成正比， 主機(jī)根據(jù)渦電 流信號強(qiáng)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

5、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)、 PLG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，簡稱MBII）的運(yùn)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。MULTI. BUSII、ISA、PQ7104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(dá)1800個功能強(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別等。PLC系統(tǒng)1號連鑄是采用西門子s5155（2號連鑄是S7 4

6、15）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。人機(jī)界面系統(tǒng)是WINHMI COROSWINCC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(jī)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(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

7、器、傳動機(jī)構(gòu)等組成。工作時主PLC!過Profibus DF網(wǎng)絡(luò)發(fā)控制指令給運(yùn)動控制MC變頻器。再由運(yùn)動控制M（變頻器驅(qū)動變頻調(diào)速電機(jī)帶動執(zhí)行機(jī)構(gòu)、 塞棒作升降運(yùn) 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、

8、滑板機(jī)構(gòu)原理及組成滑板機(jī)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凇⑸匣?、下滑板、下水口組成，如圖 5-2?？肯禄鍘?動下水口移動調(diào)節(jié)上下注孔間的重合程度控制鑄流大小； 驅(qū)動方式有液壓和手動 兩種。©0Da -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(jìn)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

9、，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)評疋內(nèi)容評疋內(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， 易被屮間罐覆蓋劑侵蝕，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