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高效连铸机的自动化控制

高效连铸机的自动化控制 2011年12月09日 来源： Abstract: The automation configures and process technical control system of the high-efficiency continuous casting imported by Shagang are simply introduced. This system has realized overall automation control and been high-efficiently operated with safe and stability since start-up in Sept.2000. And all technical indexes have met the requests. Keywords: High-efficiency continuous casting Automatic control Quality control system [中图分类号] TF34 [文献标识码] B 文章编号 1606-5123(2002)-10-0040-03 1 引言 随着中国入世步伐的不断加快，冶金行业只有不断进行技术改造，提高产品档次，降低生产成本，才能在市场中争得一席之地。由于高效连铸机具有金属收得率高，能耗低，单流产量高，铸坯质量好，机械化、自动化程度高等优点，使发展高效连铸机成为钢铁企业技术进步一个重要标志。江苏沙钢集团在研究了国际国内市场后，果断引进一套生产优钢的高效连铸机，年生产能力达100万吨。本文中介绍了基础自动化的系统结构和主要功能、过程质量管理系统的主要功能，并给出了自动化系统的控制效果。 连铸机是钢铁厂承上启下的设备，其主要作用是将高温钢水转化为铸坯，然后送到轧机轧成市场上所需的钢材。连铸机主要由大包、中间包、结晶器、二次冷却、拉坯矫直、切割等部分构成。钢水由大包进入中间包，在结晶器和二次冷却区凝固，然后定长切割(如图1所示)。 2 自动化的系统结构和主要功能 2.1 系统结构 自动化系统由基础自动化和过程自动化系统组成。过程自动化系统由实现生产和质量管理功能的L2服务器和L2工作站构成，通过以太网与基础自动化系统连接;基础自动化系统由实现控制功能的PLC和实现人机交互功能的PC工作站构成，通过工业以太网实现数据通信和信息共享。控制用PLC共有8套，一套用于公用部份，五套用于每流部分，二套用于塞棒控制。公用PLC选用S7-400，每流PLC选用S7-300。每套PLC配有远传输入/输出模块，通过Profibus总线通讯，这样便于安装、调试和维修。人机接口系统共有三个PC工作站:二个放在主控制室，一个放在出坯控制室。每个屏幕可分成两部分:一是操作和显示区域，二是报警区域。自动化系统图如图2所示。 2.2 主要功能 (1) 公用PLC控制 —排蒸风机、大包回转台、钢包盖机械手、中间包车、称重系统、移钢小车、翻转冷床、集中润滑站、液压系统、钢水测温、结晶器自动液面控制、打号机。 (2) 每流PLC控制 —结晶器振动、拉矫机、辅助拉矫装置、引锭杆存放架、剪切装置、定尺装置、输出辊道、终端档板、结晶器冷却系统、喷淋冷却系统、设备冷却系统、电磁搅拌。 (3) 塞棒PLC控制 —塞棒控制 (4) 工作站人机界面 a) 开始和菜单显示; b)“开浇具备”条件，这个显示给出设备“开浇具备”条件的状况; c) 设备控制; d) 公用和每流的显示，这些显示给出设备和控制的设定点和工作状况; e) 结晶器冷却水，显示给出结晶器冷却水实际值的基本状况; f) 二冷水，显示给出自动喷淋冷却水的实际值和设定点; g) 报警，这个屏幕显示相关的报警状况包括声音信号; h) 趋势显示，趋势显示允许在屏幕上显示不同的浇铸变化曲线。 3 二级质量管理系统 二级系统作为工艺管理计算机主要用于生产管理和质量管理，以便能使生产经理有效地对连铸的生产质量进行管理。 炼钢是一个多工艺、复杂化的生产流程，连铸坯的质量受到钢水纯净度以及浇铸过程状态的直接影响，即使采用了先进的工艺、设备和技术，但由炼钢和连铸生产工艺特点所决定，炉次交接、设备故障及操作不稳定等都会不可避免地使生产过程出现波动、产生异常，从而使铸坯质量受到不同程度的损害。存在缺陷的铸坯对后道轧钢工序和最终产品质量的影响是不容忽视的，可能影响钢板的表面质量和加工使用性能、形成次品或废品，也可能引发轧制断带、停机等生产事故，给企业造成经济和产品信誉的损失。 3.1 质量管理功能 控制和建议参数:钢水温度、钢水过热度、优化拉速、优化冷却曲线、设定二冷水控制、电磁搅拌控制参数、结晶器冷却水量、结晶器振动程度、每炉界面跟踪所有数据的基本参数。 3.2 质量保证 由计算机对连铸生产过程的异常事件进行自动判别，对品质正常与异常的铸坯进行区别管理，结合不同钢种的品质要求，根据产生异常的不同程度对铸坯进行相应处置，从而消除缺陷、提高输出铸坯的实物质量。连铸生产过程“异常”主要包括结晶器液位波动大、拉速变动大、钢水二次氧化、耐材及保护渣卷入等情况，它们都会在一定程度上对连铸坯的表面和内部质量造成危害。 在生产过程中出的事故可能直接影响最终产品质量，而这个问题需同下列因素做成标记:拉坯速度偏差;中间包重量低;结晶器搅拌值的偏差;一冷段和二冷段水量、水压偏差;塞棒清扫周期;拉矫辊压力;操作人员输入—钢包保护套

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