淺析連鑄機(jī)高效基礎(chǔ)自動(dòng)化技術(shù)

盛先達(dá) 李 峰

(1、邯鋼集團(tuán)邯寶公司煉鋼廠設(shè)備室，河北 邯鄲 056003 2、邯鋼集團(tuán)邯寶公司熱軋廠設(shè)備室，河北 邯鄲 056003)

鋼廠的生產(chǎn)根據(jù)技術(shù)的要求進(jìn)行了細(xì)致的分工，電氣部門、自動(dòng)化控制部門以及計(jì)算機(jī)等多個(gè)部門共同組成了鋼廠的連鑄機(jī)自動(dòng)化系統(tǒng)。自動(dòng)化設(shè)備對于提高連鑄機(jī)的工作效率以及產(chǎn)品質(zhì)量的改善有著直接的影響。筆者根據(jù)自身多年的工作經(jīng)驗(yàn)，對連鑄機(jī)自動(dòng)化技術(shù)展開探討，從而挖掘連鑄機(jī)的潛力，提升鋼廠的經(jīng)濟(jì)效益。

1 連鑄機(jī)自動(dòng)化技術(shù)評估

1.1 大包中包自動(dòng)稱重

連鑄機(jī)自動(dòng)控制的首要任務(wù)就是進(jìn)行自動(dòng)稱重，否則，后續(xù)的生產(chǎn)只能有工作按照自身的經(jīng)驗(yàn)來進(jìn)行，無法有效保證產(chǎn)品質(zhì)量。當(dāng)前常用的技術(shù)是大包秤和中包秤技術(shù)，這兩項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)非常成熟。西門子稱重模塊通過橋式端子盒接收申克傳感器發(fā)送的毫伏信號，最終完成稱重。

1.2 大包中包測溫

當(dāng)前國內(nèi)的絕大多數(shù)的連鑄機(jī)都采用人工方式進(jìn)行點(diǎn)測，其中很大部分都是使用賀利氏儀表系統(tǒng)，不僅僅可以對濕度值就地顯示而且本身具有多種功能的接口，方便與其他設(shè)備連接，實(shí)現(xiàn)不同的功能。在鋼廠，為了方便工人在生產(chǎn)的時(shí)候進(jìn)行測溫，工廠一般都習(xí)慣在打包操作室外面設(shè)置測溫表，這也給自動(dòng)化設(shè)備維護(hù)人員的工作帶來了不便。這個(gè)問題在夏季和冬季這兩個(gè)季節(jié)最為嚴(yán)重，導(dǎo)致很大的溫度偏差。由于沒有考慮儀表自身的工作溫度，而在實(shí)驗(yàn)室以及校驗(yàn)的過程中所測的溫度都是準(zhǔn)確的。這就有可能導(dǎo)致十分嚴(yán)重的質(zhì)量問題。針對這個(gè)問題，可以在大包操作室內(nèi)設(shè)置儀表，并預(yù)留觀察窗。除此之外，為了保證儀表的工作溫度，應(yīng)該保持在其工作的范圍之內(nèi)。

1.3 結(jié)晶器溫度流量檢測與連鎖

在現(xiàn)在的大多數(shù)工廠之中，都是通過人工觀察安裝在結(jié)晶器回水支管以及進(jìn)水總管的電磁流量計(jì)來對結(jié)晶器冷卻情況進(jìn)行判斷。在流量低的情況要會(huì)自動(dòng)報(bào)警或者直接連接PLC，只有滿足相應(yīng)的條件才可以開機(jī)或者停機(jī)，從而有效的防止人工的失誤。隨著相應(yīng)技術(shù)的進(jìn)步，有些設(shè)計(jì)在進(jìn)水管和出水管上分別設(shè)置了感熱電阻，可以實(shí)現(xiàn)溫度報(bào)警。在實(shí)際的操作過程中常常會(huì)遇到流量不穩(wěn)定或者一直很小的問題，這大多是由于電磁流量計(jì)內(nèi)部過臟，可在檢修的時(shí)候?qū)ζ溥M(jìn)行清洗，平時(shí)也可以進(jìn)行震打，暫時(shí)緩解一下。

1.4 自動(dòng)潤滑系統(tǒng)

產(chǎn)品質(zhì)量的高低在很大程度上受到自動(dòng)潤滑系統(tǒng)的影響。一旦輥道順滑不足，隨時(shí)都可能出現(xiàn)變形以及停轉(zhuǎn)的情況，最終導(dǎo)致鑄坯劃痕。在實(shí)際的維護(hù)過程中，潤滑不充分大多是由于潤滑油凝固或者回路出現(xiàn)了漏油。對此應(yīng)該定期對潤滑回路進(jìn)行檢查，并對潤滑管適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行加熱。

1.5 中包烘烤控制

隨著節(jié)能減排成為人們的共識，能耗較大的傳統(tǒng)烘烤方式正快速的被能耗相對較低的蓄熱式中包烘烤器所取代。蓄熱式中包烘烤器不僅僅能夠大量的減少煤氣的消耗，而且烘烤速度也有很大提升。烘烤器在本質(zhì)上只是一個(gè)單體設(shè)備，因此在設(shè)計(jì)中沒有必要貪大求全，更多的要考慮就地操作的簡單性，避免原本簡單的問題復(fù)雜化。充分考慮實(shí)際的操作感受，對于實(shí)用性低的部分進(jìn)行精簡，只保留有用的部分，在保證烘烤器功能的前提下，接受投資。

2 連鑄機(jī)自動(dòng)化技術(shù)潛力挖掘

很多控制手段相對于自動(dòng)化儀表控制技術(shù)來說，對于生產(chǎn)效率的提升效果更加的顯著，下面對已經(jīng)在生產(chǎn)實(shí)踐中得到檢驗(yàn)的技術(shù)進(jìn)行探討。

2.1 結(jié)晶器漏鋼預(yù)報(bào)

連鑄機(jī)工作效率的提高，目前為止最為有效的方法就是結(jié)晶器漏鋼預(yù)報(bào)技術(shù)，但是該技術(shù)由于維護(hù)復(fù)雜，在國內(nèi)的應(yīng)用不是特別的廣泛。但是隨著維護(hù)技術(shù)的不斷成熟，相信日后會(huì)有更廣泛的使用。

對于結(jié)晶器銅板之間的摩擦力可以依據(jù)根據(jù)結(jié)晶器振動(dòng)系統(tǒng)的壓力反饋進(jìn)行計(jì)算。漏鋼時(shí)，粘結(jié)處銅板的摩擦力會(huì)增加，溫度也會(huì)相應(yīng)的上升，利用這一原理，可以在漏鋼時(shí)發(fā)出警報(bào)。操作人員接到漏鋼信號之后可以采用手動(dòng)的方式將拉速減小，從而有效預(yù)防漏鋼的出現(xiàn)。

2.2 結(jié)晶器液面自控

鑄坯裂紋的產(chǎn)生很大一部分原因是由于結(jié)晶器內(nèi)液面的波動(dòng)造成的，可以采用電磁式方法進(jìn)行檢測，此項(xiàng)技術(shù)在國內(nèi)已經(jīng)非常成熟。很多工廠在設(shè)計(jì)之初對液面自控缺乏足夠的認(rèn)識，只是將重點(diǎn)放在了正常情況下的信號傳輸與處理，這就導(dǎo)致一段之間之后沒有辦法進(jìn)行正常的使用，只能采用人工的方式。在實(shí)際使用過程中，高溫、潮濕等環(huán)境對于放射源發(fā)出的脈沖信號有很強(qiáng)的干擾能力，造成其不斷的衰減，造成計(jì)數(shù)模塊無法接收信號。為了保證信號能夠進(jìn)行實(shí)時(shí)的傳遞，這就需要設(shè)置中繼箱。

2.3 輥縫儀應(yīng)用

連鑄機(jī)的輥道間距、噴水量以及輥?zhàn)愚D(zhuǎn)動(dòng)變化超過允許值時(shí),一般會(huì)造成鑄坯表面裂紋缺陷、中心疏松甚至拉漏等質(zhì)量問題。輥縫儀是一種由充電電池供電的、由計(jì)算機(jī)控制的、用來自動(dòng)測量連鑄機(jī)物理參數(shù)的測量裝置。輥縫的測量原理在于在輥縫儀平穩(wěn)地通過連鑄機(jī)時(shí),在輥縫儀外弧側(cè)和內(nèi)弧側(cè)上的輥縫測量傳感器與夾輥接觸時(shí)采集輥縫的測量結(jié)果。外弧側(cè)傳感器用來確保夾輥的正確計(jì)數(shù)和給出開始測量的信號。輥縫儀的設(shè)計(jì)保證了在測量時(shí)輥縫傳感器平穩(wěn)地沿直線通過被測量的夾輥。當(dāng)測得的輥縫達(dá)到最小值時(shí),計(jì)算機(jī)將內(nèi)弧側(cè)和外弧側(cè)輥縫傳感器的測量數(shù)據(jù)儲存起來。通過與傳感器校驗(yàn)結(jié)果對比可以將各個(gè)傳感器的儲存值轉(zhuǎn)化成長度值,因而可以決定在那點(diǎn)處傳感器被壓縮了多少距離。再加上輥縫儀各個(gè)傳感器法蘭到法蘭的厚度值和計(jì)算出的偏差值來獲得總的輥縫值。所獲得的輥縫值再與此處輥縫的理論目標(biāo)值對比,輥縫測量結(jié)果以對比后的誤差值顯示出。大型鑄機(jī)雖然通過人工方法測量調(diào)節(jié)輥縫間距,但耗時(shí)、耗力以及人為誤差等問題的有一種專門的工具一輥縫儀,利用它所獲得的測量結(jié)果可由連鑄機(jī)維修維護(hù)人員分析來識別出連鑄機(jī)內(nèi)部存在的區(qū)域。

2.4 更多的自動(dòng)化控制技術(shù)

電磁攪拌。針對結(jié)晶器簡單的攪拌國內(nèi)有部分鋼廠在使用,但包含扇形段在內(nèi)針對整個(gè)鑄機(jī)的大型攪拌技術(shù)使用很少。一是投資規(guī)模大,二是長期維護(hù)難度大。連續(xù)測溫。當(dāng)前國內(nèi)有一種中包連續(xù)測溫技術(shù),它是一種基于黑腔測溫理論的實(shí)時(shí)溫度測量手段,通過把探頭和測溫管放在中間包鋼液中進(jìn)行熱交換獲得實(shí)際溫度,一般情況下探頭可以使用兩天,這樣相比原來的人工點(diǎn)測可以避免每爐消耗大量紙質(zhì)探頭。利用測溫信號參與配水修正,可以改善鑄坯質(zhì)量。自動(dòng)加渣。也是一項(xiàng)新興的減輕人工勞動(dòng)強(qiáng)度的技術(shù),有氣動(dòng)閥門控制和變頻調(diào)節(jié)兩種控制方式。但此技術(shù)并不是完全取消人工干預(yù),像撈渣和觀察渣面等還需要操作人員留心。

3 結(jié)束語

在鋼廠的實(shí)際生產(chǎn)過程中，很多技術(shù)雖然具有十分好的效果，但是由于其自身不夠成熟，因而不能大范圍的被各個(gè)鋼廠所采用，即使有些企業(yè)在采用了相關(guān)的技術(shù)，由于配套設(shè)備以及后期高昂的維護(hù)成本造成該技術(shù)無法長期使用。例如出坯秤計(jì)量技術(shù)，在輥道的下面設(shè)置傳感器，傳感器的線路在高溫、水霧的作用之下很快會(huì)遭到損壞，要想順利的運(yùn)行，必須對原有設(shè)計(jì)進(jìn)行改造，外延稱重測量點(diǎn)。傳統(tǒng)的大包下渣檢測技術(shù)將線圈安裝在鋼包的底部，再和檢測控制儀表系統(tǒng)之間使用專用電纜進(jìn)行連接，線圈價(jià)格十分昂貴，在拆包的時(shí)候很容易被損壞，因此長期使用給工廠帶來很大的負(fù)擔(dān)。只有改進(jìn)檢測方式,進(jìn)一步考慮現(xiàn)場環(huán)境條件,不成熟的技術(shù)才能滿足現(xiàn)場需要,連鑄基礎(chǔ)自動(dòng)化技術(shù)潛力才能得到充分釋放。

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