数字热本与变用
合金钢连铸机自控系统的开发与应用
王治
(山东钢铁集团有限公司企业管理部山东济南250101)
应用研究
摘要：本文介绍了策钢合金钢连铸机自动化系统的配置，生产流程，工艺控制特点，网络通信，着重介绍了连铸关键设备的控制。关键词：网络通信结晶器二冷水模型电硅搅拌
中图分类号：TF345 1生产工艺流程简述
文献标识码：A
文章编号：1007-9416(2013)11-0063-01
连铸机调速精度要求高，现场电磁干扰源多，因此采用施前德公司
由电炉生产的钢水，据钢种要求，经LF.(VD)炉精炼处理，钢水温度、化学成分达到连铸要求后，由吊车吊到大包回转台进行浇注。首先，将弓锭杆头送人结品器内，并在结品器内密封好，引锭杆准备好后，把热中间包通过中间包车送到浇注位置，并使中间包的浸入式水口对中并下降插人结品器内。装好钢水包长水口，并下降插人中间包内。准备完成后，打开钢水包滑动水口，使钢水注人中闻包，待中间包内钢水达到一定高度，提升中间包塞棒，钢水注人结品器。当注人结晶器的钢水达到规定高度时，自动启动结品器振动装置和拉矫机，钢水在结晶器内经冷却形成一定的坏壳厚度，带液芯的铸坏进人二冷区，使铸坏进一步冷却，直至完全凝固。铸坏在引锭杆的作用下，通过拉矫机后将引锭杆与铸坏脱开，火焰切割机按设定的铸坏定尺自动切割铸坏，切割后的铸坏通过运输辑道移坏车，推钢机至冷床。
2自动控制系统的配置
自动控制系统采用施耐德公司的QUANTUM系列PLC.对生
产线上各设备进行自动控制，对连铸机本体，PLC分3流设置，每流设1台PLC，配置完全相同，公用部分设1台PLC，总共4台。主控室设 2台计算机，1台作为服务器，1台作为客户机，监控软件采用施耐德公司的MonitorPro7.0软件，对工艺流程进行监控，把工艺参数归档存储，并进行报表，报警打印。整个系统通过以太网连接。
(1)各系统功能。公用PLC系统：主要包括大包回转台、钢包测温，中间包车，中间包测湿、称重，液压站，移坏车，推钢机，煤气、氧气等的流量及压力的测控，设备冷却水的监控，铸流PLC系统：包括结品器振动，结晶器液位检测，一冷水(结晶器冷却水)压力、流量控制，二冷水喷淋控制，拉矫机拉速，拉矫辑压下/抬起，引锭杆存放装置，送引锭/脱引锭，引锭杆和铸坏跟踪，电磁搅拌控制。火焰切割机：包括摄像定尺，钢坏夹持，火焰切割三部分，厂家配有单独PLC 控制，与铸流PLC通讯。(2)网络通信。控制局域网采用星型以态网结构，由5类双绞线、以太网交换机和网端组成。每台PLC配置1块NOE 以太网通信处理器模块，每台上位机配1块3COM以太网卡，这些模块通过RJ45接头连至以太网交换机组成网络，采用CSMA/CD通信协议。用户在PLC和上位机中分别编程组态，实现PLC与PLC之间，PLC与上位机之间的通信。(3)全数字交流传动技术。由于合金钢
+拉断机
图1结品器液面控制原理
R一结品器液位给定值;Y一结品器液位;X一塞棒的位置;W一中
间包重量;S一拉坏还速度
ATV58系列矢量变频器，与PLC之间的信号传递采用ModbusPlus(简称MB+)现场总线网络，全数字信号传输，抗干扰能力强，且采用令牌通信方式，有固定的传输时延，防止网络产生拥堵现象。失量变频技术比传统的U/使变频技术具有更高的调速精度，适合结品器报动，拉矫机等控制精度高的场合。通过MB十网或操作面板对变频赖器进行系统标准状态设定，电机参数设定，系统启动特性参数设定，控制方式设定。在主电路通电时对电机参数进行识别，实行参数自动优化。
3关键设备控制系统的开发
3.1结晶器液面控制
保持结品器中钢水液面的稳定，可使结品器的热交换稳定，钢液面上的保护层厚度一定，这对改善铸坏的质量有重要作用。采用放射性同位素法，为放射源艳放出的√射线穿过水冷结品器，被对面的闪炼计数器所接收，闪炼计数器接收到的射线强度随钢液面的增高而成比例减少，这样就测得液面高度。根据液面的高度来调节拉速。液面控制器根据当前结品器液面高度、中间包重量、拉坏速度、中间包塞棒开度信号进行计算，输出控制信号给拉矫机和塞棒控制系统。结品器液面控制系统如图1所示。
3.2电磁搅押
(1)结品器电磁揽搅拌(MEMS)。合金钢连铸坏内部质量的改善是通过在凝固早期的揽拌来实现，即利用MEMS电磁搅拌把树枝技品打碎，增加等轴品核心，同时加强了钢液的热传导，使钢液的过热度的降低，这样可适当提高钢水的过热度，有利于去除杂物，提高钢坏清洁度。(2)凝固末端电磁揽拌(FEMS)。铸坏液相穴末端区域已是凝固末期，钢水过热度消失，已处于糊状区，由于偏析作用，糊状区液体高集溶质浓度较高，易形成较严重的中心偏析。为此，在液相穴长度的3/4处安装搅择器FEMS，一般股采用频率为2~10Hz的低频电源。(3) 电磁搅拌器控制系统。电磁揽拌控制系统主要包括：上位计算机、 PLC系统、电磁搅拌器变频电源、电磁搅拌器线图以及检测装置。
变频电源的作用是提供搅拌器所需的电压、电流和相应的频率。电磁搅拌器需要设定的主要参数是搅拌电源的电流和揽拌频率f。为了更好地穿透结品器壁，结品器搅拌器的电源必须采用低频率。最佳揽拌频率由搅拌器特性、铸坏尺寸、结品器壁厚和电导率、钢种等因素决定。合适的电磁搅拌速率对铸坏的质量有重大影响。研究表明，金属液的揽拌速率随着供电线圈的供电电流的增加而增
大。 4结语
该控制系统自2002年10月投人使用后，经过现场检验，整个系统运行稳定，达到了工艺控制要求，模型的部分参数仍需在今后的生产实践中进一步优化。
63