冶金連鑄電動伺服控制技術檢視原始碼討論檢視歷史

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冶金連鑄電動伺服控制技術連鑄是鋼鐵生產的關鍵環節之一，是實現鋼鐵鑄坯高效、高質量生產的關鍵。但是目前國內均採用人工操作，自動化程度低，存在危險性大、工作強度大、勞動效率低、鋼坯質量難以保證等問題。冶金連鑄電動伺服控制技術可通過伺服電動缸的應用取代了目前結晶器振動系統的機械式振動和液壓式振動，在線調整振動的振幅和片斜率，實現非正弦振動。也採用電動缸作為板坯結晶器的調寬調錐系統裡面的動力部分，實現生產過程中不停澆調整結晶器斷面的寬窄。還可採用電動缸代替人工自動調節塞棒機構去控制中間包裡面的塞棒，自動控制結晶器的鋼水液面高度，減輕工人的勞動強度。

主要內容

（1）結晶器非正弦振動系統∶通過對振動台的改造或重新製造新的振動台，採用新的振動台導向結構和振動台緩衝系統，採用電動缸作為振動系統的動力源，在線不停機可以實現振幅、振頻、偏斜率的修改，實現非正弦振動。

（2）板坯結晶器電動缸在線調寬調錐系統∶通過對板坯結晶器的改造。採用四個電動缸作為結晶器寬面銅板的調節裝置，通過控制安裝在結晶器銅板兩邊的電動缸按照一定軌跡推動窄邊銅板以合適的速度、加速度運動，在確保結晶器內坯殼與銅板始終接觸良好的前提下，實現澆鑄斷面寬度在線熱切換。

（3）塞棒控制系統∶通過重新設計新的寒棒機構，採用電動缸作為塞棒機構的動力源，通過電動缸控制塞棒機構橫樑上下運動，從而實現對中間包塞棒的控制來調節中間包鋼水的流量，從而達到控制結晶器鋼水液面的高度控制。

技術原理

（1）結晶器非正弦振動系統∶該系統利用了目前成熟先進的計算機技術和大功率數字交流伺服控制技術，系統完全由計算機軟件產生控制板坯結晶器振動的波形曲線（正弦或非正弦的），並按照工藝要求通過對RAM優化函數各個變量取值，結合拉速精確地控制結晶器上下振動，使振動波形保持精確的頻率、振幅、負滑脫時間、正滑脫時間、及波形偏斜率等，最終得到滿足工藝需求的結晶器振動軌跡。為了保證控制波形的精確度、準確性，系統通過PLC、多軸同步控制器輸出數字量同步控制多個先進的大功率大推力數字伺服缸。數控伺服電動缸運動控制精度高（1048576個脈衝/10mm）、響應速度非常快（500微秒），能夠嚴格的按照計算機產生波形驅動結晶器振動，來實現板坯結晶器的非正弦振動。

（2）板坯結晶器電動缸在線調寬調錐系統∶該系統利用了目前成熟的交流伺服控制技術，窄邊由計算機軟件控制4 個數字伺服電動缸，通過控制電機的轉動來實現電動缸的推拉動作，寬邊通過液壓系統實現鬆開和夾緊。窄邊每個電動缸都可以單獨動作，能精確定位，從而實

現寬度和錐度的調整，錐度和寬度可通過人性化的操作界面進行調整。為了保證控制錐度的精確度、準確性，系統通過 PLC、控制先進的數控伺服電動缸。數控伺服電動缸運動控制精度高（1048576 個脈衝/轉）、響應速度非常快（500 微秒），能夠實現板坯結晶器的寬度及錐度調節。

（3）塞棒控制系統∶採用同位素銫 137作為放射源，帶閃爍體的高靈敏度傳感器接收放射源發出的γ射線，穿過鋼水的γ射線與鋼水的液面成反比。傳感器將γ射線轉化為電信號，通過傳感器連續測量結晶器內的鋼水液位高度，二次儀表智能化處理後向液位調節系統輸出隨液位高度變化的電壓或電流模擬量，送給 PLC，通過電動缸來調節控制塞棒升降控制液位高度，或者信號經處理後送給拉嬌機變頻系統，來自動控制拉坯速度，使鋼水液面保持在預定的高度。

技術特點

（1）結晶器非正弦振動系統∶①採用非正弦振動，可以在線調整振頻、振幅、偏斜率等參數，實現高振頻、低振幅振動，並改善結晶器的潤滑條件，使鑄坯振痕變淺，達到改善鑄

坯表面質量的目的;②在改善生產條件的情況下，可以適當提高拉速，提高鑄機的產量；③可以減少設備維護量，降低設備維護成本，提高鑄機的作業率;④在線調整振頻、振幅、偏斜率等參數；⑤功耗低，運行成本降低；⑥在非正弦模式下，改善結晶器的潤滑條件，減輕鑄坯表面振痕;⑦精度高，運行平穩，維護少，提高鑄機的作業率。

（2）板坯結晶器電動缸在線調寬調錐系統∶①系統（即結晶器窄面調整裝置）採用四組電動缸控制兩個窄面的自由動作∶②控制系統能夠實現數字伺服電動缸點動微調，可以通過參數修改點動步長。③系統動力源直接由數控伺服電動缸傳給窄邊，沒有中間過渡傳動點，因此傳動效率高;④系統機械結構簡單，零部件少，系統安裝維護方便。⑤調節速度快，最快可達 200mm/min 以上（冷調速度），且位置精度高。⑥四個數控伺服電動缸由交流伺服控制單元自動控制，控制單元性能優良，控制精度高，具有人性化的人機界面。

3）塞棒控制系統∶①應用軟件在控制及自適應調節的基礎上具備參數修改功能。②手動/自動實現無擾動切換。③系統軟件具有多種超限、漏鋼、溢鋼報警功能。④狀態顯示；顯示當前的控制狀態，自動、手動、點動、拉速自動。⑤具備在線修改設定液面的功能。⑥模擬顯示液面高度、塞棒開度、拉速、設定液位。⑦點動升、降按鈕，參數修改與實時曲線顯示相互切換。二、技術應用情況

該技術成果的結晶器非正弦振動系統已成功應用於上海寶山鋼鐵集團公司煉鋼廠、首鋼集團京唐港煉鋼廠、浙江寧波鋼鐵有限責任公司、唐山中厚板煉鋼廠;板坯結晶器電動缸在線調寬調錐技術已成功應用於浙江寧波鋼鐵有限責任公司、山東日照鋼鐵有限責任公司、俄羅斯北方鋼鐵有限責任公司;寨棒控制系統已成功應用於華菱集團湘鋼煉鋼廠、柳州鋼鐵集團公司煉鋼廠、華菱集團漣鋼煉鋼廠等，並取得良好效果。