冶金连铸电动伺服控制技术查看源代码讨论查看历史

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冶金连铸电动伺服控制技术连铸是钢铁生产的关键环节之一，是实现钢铁铸坯高效、高质量生产的关键。但是目前国内均采用人工操作，自动化程度低，存在危险性大、工作强度大、劳动效率低、钢坯质量难以保证等问题。冶金连铸电动伺服控制技术可通过伺服电动缸的应用取代了目前结晶器振动系统的机械式振动和液压式振动，在线调整振动的振幅和片斜率，实现非正弦振动。也采用电动缸作为板坯结晶器的调宽调锥系统里面的动力部分，实现生产过程中不停浇调整结晶器断面的宽窄。还可采用电动缸代替人工自动调节塞棒机构去控制中间包里面的塞棒，自动控制结晶器的钢水液面高度，减轻工人的劳动强度。

主要内容

（1）结晶器非正弦振动系统∶通过对振动台的改造或重新制造新的振动台，采用新的振动台导向结构和振动台缓冲系统，采用电动缸作为振动系统的动力源，在线不停机可以实现振幅、振频、偏斜率的修改，实现非正弦振动。

（2）板坯结晶器电动缸在线调宽调锥系统∶通过对板坯结晶器的改造。采用四个电动缸作为结晶器宽面铜板的调节装置，通过控制安装在结晶器铜板两边的电动缸按照一定轨迹推动窄边铜板以合适的速度、加速度运动，在确保结晶器内坯壳与铜板始终接触良好的前提下，实现浇铸断面宽度在线热切换。

（3）塞棒控制系统∶通过重新设计新的寒棒机构，采用电动缸作为塞棒机构的动力源，通过电动缸控制塞棒机构横梁上下运动，从而实现对中间包塞棒的控制来调节中间包钢水的流量，从而达到控制结晶器钢水液面的高度控制。

技术原理

（1）结晶器非正弦振动系统∶该系统利用了目前成熟先进的计算机技术和大功率数字交流伺服控制技术，系统完全由计算机软件产生控制板坯结晶器振动的波形曲线（正弦或非正弦的），并按照工艺要求通过对RAM优化函数各个变量取值，结合拉速精确地控制结晶器上下振动，使振动波形保持精确的频率、振幅、负滑脱时间、正滑脱时间、及波形偏斜率等，最终得到满足工艺需求的结晶器振动轨迹。为了保证控制波形的精确度、准确性，系统通过PLC、多轴同步控制器输出数字量同步控制多个先进的大功率大推力数字伺服缸。数控伺服电动缸运动控制精度高（1048576个脉冲/10mm）、响应速度非常快（500微秒），能够严格的按照计算机产生波形驱动结晶器振动，来实现板坯结晶器的非正弦振动。

（2）板坯结晶器电动缸在线调宽调锥系统∶该系统利用了目前成熟的交流伺服控制技术，窄边由计算机软件控制4 个数字伺服电动缸，通过控制电机的转动来实现电动缸的推拉动作，宽边通过液压系统实现松开和夹紧。窄边每个电动缸都可以单独动作，能精确定位，从而实

现宽度和锥度的调整，锥度和宽度可通过人性化的操作界面进行调整。为了保证控制锥度的精确度、准确性，系统通过 PLC、控制先进的数控伺服电动缸。数控伺服电动缸运动控制精度高（1048576 个脉冲/转）、响应速度非常快（500 微秒），能够实现板坯结晶器的宽度及锥度调节。

（3）塞棒控制系统∶采用同位素铯 137作为放射源，带闪烁体的高灵敏度传感器接收放射源发出的γ射线，穿过钢水的γ射线与钢水的液面成反比。传感器将γ射线转化为电信号，通过传感器连续测量结晶器内的钢水液位高度，二次仪表智能化处理后向液位调节系统输出随液位高度变化的电压或电流模拟量，送给 PLC，通过电动缸来调节控制塞棒升降控制液位高度，或者信号经处理后送给拉娇机变频系统，来自动控制拉坯速度，使钢水液面保持在预定的高度。

技术特点

（1）结晶器非正弦振动系统∶①采用非正弦振动，可以在线调整振频、振幅、偏斜率等参数，实现高振频、低振幅振动，并改善结晶器的润滑条件，使铸坯振痕变浅，达到改善铸

坯表面质量的目的;②在改善生产条件的情况下，可以适当提高拉速，提高铸机的产量；③可以减少设备维护量，降低设备维护成本，提高铸机的作业率;④在线调整振频、振幅、偏斜率等参数；⑤功耗低，运行成本降低；⑥在非正弦模式下，改善结晶器的润滑条件，减轻铸坯表面振痕;⑦精度高，运行平稳，维护少，提高铸机的作业率。

（2）板坯结晶器电动缸在线调宽调锥系统∶①系统（即结晶器窄面调整装置）采用四组电动缸控制两个窄面的自由动作∶②控制系统能够实现数字伺服电动缸点动微调，可以通过参数修改点动步长。③系统动力源直接由数控伺服电动缸传给窄边，没有中间过渡传动点，因此传动效率高;④系统机械结构简单，零部件少，系统安装维护方便。⑤调节速度快，最快可达 200mm/min 以上（冷调速度），且位置精度高。⑥四个数控伺服电动缸由交流伺服控制单元自动控制，控制单元性能优良，控制精度高，具有人性化的人机界面。

3）塞棒控制系统∶①应用软件在控制及自适应调节的基础上具备参数修改功能。②手动/自动实现无扰动切换。③系统软件具有多种超限、漏钢、溢钢报警功能。④状态显示；显示当前的控制状态，自动、手动、点动、拉速自动。⑤具备在线修改设定液面的功能。⑥模拟显示液面高度、塞棒开度、拉速、设定液位。⑦点动升、降按钮，参数修改与实时曲线显示相互切换。二、技术应用情况

该技术成果的结晶器非正弦振动系统已成功应用于上海宝山钢铁集团公司炼钢厂、首钢集团京唐港炼钢厂、浙江宁波钢铁有限责任公司、唐山中厚板炼钢厂;板坯结晶器电动缸在线调宽调锥技术已成功应用于浙江宁波钢铁有限责任公司、山东日照钢铁有限责任公司、俄罗斯北方钢铁有限责任公司;寨棒控制系统已成功应用于华菱集团湘钢炼钢厂、柳州钢铁集团公司炼钢厂、华菱集团涟钢炼钢厂等，并取得良好效果。