连铸机电气自动化控制系统的设计与研究

连铸机电气自动化控制系统的设计与研究

周 飞

武汉大西洋连铸设备工程有限责任公司，湖北 武汉 430023

摘要：连铸是作为非常重要的环节的存在在轧钢和炼钢连接过程当中的，炼钢生产过程是否顺利会对轧钢的质量和成材的效率产生很大的影响。所以，连铸机电气自动化控制系统就非常重要，因此，文中将主要介绍连铸自动化系统，以及对连铸机电气自动化控制系统的研究。

关键词：连铸机；电气自动化；控制系统；设计；研究 中图分类号：TF341.6 文献标识码：A 文章编号：1671-5780(2015)18-0009-01

1 连铸机电气自动化控制系统概述

连铸工艺的应用 ，主要通过连铸装置，利用钢水铸造各种规格的钢坯，同时也可参与到炼钢与轧钢连接的中间环节。因此，整个连铸生产过程是否顺利，除了影响炼钢生产任务顺利落实以外，也决定了轧钢的成材率及质量水平。另外，连铸技术的发展也推动了冶金系统的优化，在优化产品结构方面起到积极作用，支持炼钢浇筑的自动化、连续性生产，是节约能源、提高成材率的重要技术保证。在连铸机电气自动化控制系统中，包括智能仪表、交流传动装置以及各种元器件等，与 PLC 控制系统之间实现了数据交换，为现场测量、控制等提供主要参数；在铸流区域，主要用于选择板坯连铸机的运转方式，优化调节结晶器，控制扇形段的压力。电气自动化控制系统的运行水平，将对板坯生产的质量产生直接影响，这也是较为重要的控制系统之一。

2 连铸自动化系统

连铸机电气控制系统主要包括现场各种电气元件、智能仪表秘交流传动装置，按功能化分可分为平台控制区域、铸流控制区域、后区控制区域、仪表控制区域四大部分。

2.1 连铸机平台控制区域自动化控制

连铸机平台控制区域自动化控制主要是对钢水罐回转台、中间包及中间包车、结晶器吸收风机、二冷水排烟风机以及附属设备电气系统进行控制。平台控制区域的功能是承接钢水罐，移动中间包与结晶

器、排放扇形段二冷区域烟气。

钢水罐回转台：设计的过程主要采取着变频器传动控制的方法来进行，并且可以增大一级在变频器的容器上，在这个同时，就可以利用变频器的S曲线来进行减速的轻卡功能，并且可以利用改变S曲线来将减速曲线的平滑快速来保证，可以减轻对减速机的冲击力，接着按照PLC程序来将变速限位进行变速、限位进行停止等，从而可以在旋转过程中实现高低速的自动切换和到位停车。

中间包的作用是减压、稳流、去杂质、贮存钢水、分流和中间包冶金，为保证中间包车可靠稳定运行，中间包车的走行应该采用变频传动控制方式。

结晶器烟气吸收风机的电气系统的作用是将冷却水与高温的钢水接触产生大的烟气及时排出，结晶器烟气吸收风机的电气系统可用不可逆电机实现。为使二冷排蒸汽风机不过载，控制的微动开关要设计4个位置检测，即开过转矩、开到位、关到位、关过转矩。

2.2 我国连铸机存在的问题

现阶段，我国有着很大进步的连铸机技术，可是和那些先进国家的制造水平相比较，我国连铸机设计远远比不上国外的技术水平，并且存在着巨大的距离，主要方面有：

我国的各项的技术水平并不先进；没有很高的生产管理水平，而且没有故障的时间并不长 ；我国并没有很多的关键的技术，而且国家化的程度并没有很高；没有完善的控制模型，控制精度比较低。生产过程自动化程度不高， 需要人工进行工艺的操作；多级控制系统不够完善，实现智能工厂还有很大的距离。

3 连铸机电气自动化控制系统的研究

3.1 连铸机总体控制结构

连铸机电气控制系统主要组成是由各种电气元件、智能仪表以及交流传动装置这些部分，并且和PLC 控制系统的数据进行变动，对现场的数据的测量和控制的参数进行提供。按功能来进行划分的板坯连铸机电气自动化控制系统，主要划分为主要的以下的五部分：

对二冷水排蒸汽风机、结晶器烟气吸收风机、滑动水口、长水口把持器、中间包车、加盖机、钢水罐回转台等设备的控制是平台控制区域的主要功能；

对扇形段跟踪系统、扇形段压下及压力系统、扇形段驱动系统、结晶器振动装置等设备的控制是铸流控制区域的主要功能；

后区调控区域，关键设备控制程序包含：脱引锭装置、切割下辊道、切割前辊道、切割后辊道、火焰切割机、引锭杆存放、称量辊道、中装置、升降挡板、去毛刺辊道、横移台车及其辊道和下线辊道、切头切尾收集小车等；

液压及润滑区域，关键设备控制程序包含：主机液压站、平台液压站、集中润滑站、滑动水口液压站、结晶器振动液压站、回转台喷射润滑站等；

仪表控制区域包括的内容有：对中间包的温度和重量检测、钢水罐的重量和温度检测、中间包氩封氩气压力和流量检测、结晶器冷却水进水总管压力和流量检测、结晶器冷却水温差检测、板坯的称重、设备冷却水进水总管压力和流量以及温度检测、二次冷却水进水总管压力和流量以及温度检测、精制焦炉氧气总管压力和流量检测等设备的控制。

3.2 连铸机电气系统主要控制措施

包括控制扇形段驱动装置、扇形段压下及压力控制、选择铸流区域连铸机负责板坯运转的方法、在线调宽结晶器、控制结晶器的振动设备和对于引锭杆和板坯进行严格的控制，一个控制系统的质量直接关系到板坯的好坏，所以，连铸机电气自动化控制系统的最重要的区域就是铸流区域。

3.3 正确建立连铸集散系统的控制

集散中的系统都是需要引起用集中式的操作、分散式的控制、综合性的管理以及分而自治的原则进行有效的设计，它就是由通信通道、基本控制器及人机以及接口联系装置几个部分共同组成的。系统中安全的可靠性和最具有优质的控制特性以及综合管理能力和通用灵活。

4 总结

文中主要介绍了连铸机电气自动化控制系统概述，连铸自动化系统，连铸机电气自动化控制系统的研究：连铸机总体控制结构、铸流区域的电气控制系统、连铸集散控制系统的建立，只有多方面多途径了解和学习连铸机电气自动化控制技术，这样才可以为国家为企业带来巨大的经济效益和社会效益。

参考文献

[1]郭戈，于伟，柴天佑.连铸过程建模与控制[J].控制与决策，1997（12）（增刊）：01-06.

[2]郑沛然.连续铸钢工艺及设备[M].北京：冶金工业出版社，1991：206-227.

2015年18期 9