连铸结晶器液面自动加渣控制系统简介
连铸结晶器液面自动加渣控制系统简介
一、概述
连铸机浇筑时结晶器加保护渣是连铸生产中最重要的工作，保护渣在连铸生产中起着极为重要的作用，如防止二次氧化、润滑及吸附杂质等。连铸工艺要求保护渣在浇铸过程中形成熔融层、烧结层及粉渣层等三层结构，以便更好的发挥作用。少加勤加是添加保护渣的一条重要原则。
二、现场现状
目前连铸机上采用的加渣方式大都还是人工方式，每个工人管理着一流或两流，需时刻观察着结晶口的状态，需要加时就用随便的推上一堆，心情好或领导在时加的还均匀些，领导不在那就看自己的心情了，心情好负责些，心情不好那就随便了。况且连铸机旁的环境比较恶劣，工人的劳动强度很大，要求工人长时间的高质量的完成加渣工作也有难度。因此人工添加保护渣受操作者因素的影响较大，很难保证添加的稳定性，容易产生卷渣和液面波动，从而产生夹杂、振痕加深等缺陷。针对这种情况，我公司最新研发了一套连铸结晶器液面自动加渣控制系统，可以代替工人进行自动加渣而基本无需工人干预。
三、系统简介
我公司新研发的连铸结晶器液面自动加渣控制系统，包括工控机、控制执行单元、现场控制报警单元、加料仓、气动单元、结晶器渣液面温度检测装置、渣料喷头、料位计、专用软件组成。
连铸结晶器液面自动加渣控制系统是一套闭环自动控制系统，它以工控机为核心，通过专用软件来自动控制各个组成部分自动工作，在基本参数设置完成后，由工控机来根据连铸机结晶器内渣液面的实际情况进行参数调整，无需再人工干预调整而能保证结晶器内渣液面的均匀和稳定。
系统的工作过程由工控机实时不停的读取结晶器内渣液面的表面温度，如果渣液面的表面温度超过设定的加料温度，则工控机控制执行单元让加料仓下料，同时打开气动单元，保护渣在下料管内被送料气体经渣料喷头均匀吹送到结晶器内，然后再测结晶器内渣液面的表面温度，如果渣液面的表面温度仍然超过设定的加料温度，则工控机重复上面的加料过程，如果测量到结晶器内渣液面的表面温度低于设定的加料温度则停止加料和关闭气动单元。
在现场设有工人控制箱，可以控制任意一流加料系统的启动和停止。当出现故障时控制箱会发出声光报警，并指示灯提示哪一流出现问题。
系统实现框图如下：
图1系统框图
加 料 下料控制单
渣料 工控
干燥
渣层
料显示
报
图2现场控制箱图
图3现场储料机构箱
板坯连铸机结晶器振动液压装置的设计及计算 文章介绍了某型不锈钢板坯连铸机组结晶器振动液压装置的设计计算过程。计算系统所需流量，配置核心液压元件型号规格，对循环冷却系统进行了精确计算。 标签：连铸结晶器；振动；液压 引言 结晶器是板坯连铸机组的核心设备，而结晶器振动装置又是结晶器设备重要装置之一。当结晶器上下振动时，钢水液面与结晶器壁面相对位置也随之改变。其目的在于防止坯材在凝固过程中与结晶器铜壁发生粘连而出现拉漏、拉裂事故，同时有利于脱坯，改善坯壳与结晶器壁的润滑性等[1]。结晶器液压振动因其能在线调整振动参数，近期有广泛的发展和推广。文章即围绕国内某型板坯连铸机组的结晶器液压振动装置，对其进行分析计算和设计。 1 系统原理 连铸机的结晶器液壓振动装置由两个液压缸推动整个机架做垂直方向上的非正弦曲线。 非正弦曲线运动的周期、振幅与正弦曲线其实是一致的，只是在半周期内由两条周期不同的正弦曲线（全周期为T，上升段周期为T+，下降为T-）拼接而成。定义非对称系数C=T+/T，当C=0.5，曲线即为对称的正弦曲线；当0.5≤C≤1，比如C=0.6，则T+=0.6T，T-=0.4T，使得结晶器上振时间长，而下振时间短。实际生产中C值大于0.5，一般在0.5～0.6。 振动装置由两部分组成：液压站和振动执行器。液压站向振动执行器提供油。振动执行器包括缸旁伺服阀和振动液压缸。 2 工作泵流量计算及选择 工作泵的选择取决于液压缸运动所需的流量，因此先计算各个工况下所需流量。 （1）对称正弦运动（C=0.5）时，振动所需的平均供油流量 振动液压缸参数为Φ125/Φ90。单个液压缸的最大振幅Am为6.5mm，最大频率160次/min，在1/4个周期内，其平均速度Vp=Am/（T/4）=69（mm/s）。此速度下单缸塞腔供油平均流量为51L/min。两个液压缸同时工作则需要102L/min，取效率系数0.8，得127 L/min。
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/832022893.html, PLC在连铸机结晶器液位控制中的应用 作者：魏哲明陈洁 来源：《数字化用户》2013年第04期 【摘要】介绍了唐钢方坯连铸机结晶器液位控制系统的组成、功能特点以及应用情况， 以及基于西门子S7系列PLC的液位闭环过程控制的功能图软件设计方法。由于不同的连铸机结晶器液位控制的思路是类似的，因此不同的系统控制程序修改后是可以移植的。采用功能阁的方法编制PLC的程序具有思路清晰，逻辑严谨，可移植性高等特点。采用PID串级控制器井按照功能图方法编写的程序经过工程实践，结晶器液位在稳定工作时其控制精度在左3mm 以内，系统响应速度快，运行自定可靠，同时减少了编程开发调试时间。 【关键词】连铸结晶器液位控制 PLC 自动控制 一、引言 在我国的钢铁连铸领域，特别是方坯连铸机领域中，自动化水平是相对较低的，在科技快速发展的今天，技术水平落后已经尤为突出。连铸自动化水平的提高，直接关系到对保证铸坯质量、提高连铸机的劳动生产率、增加连铸机的金属收得率起着非常重要的作用。为了提高产品的市场竞争力以及与世界接轨，是世界冶金生产的发展方向。因此，实现PLC自动控制系统在连铸生产过程中非常重要。结晶器液位控制是连铸生产中的重要环节。稳定的液位有利于使铸坯初期坯壳生成，提高凝固坯壳生长的均匀性，有助于液相穴内的杂物上浮，降低铸坯纵裂纹指数，减少表面夹渣，提高铸坯质量，同时大大减少连铸机生产中的拉漏、溢钢事故。 二、自动控制系统设计 结晶器内的液位控制采用流量控制，通过调节中间包裹棒与水口之间的缝隙控制钢水流量，以达到控制结晶器内液位目的。控制器设计为串级控制，共有两个控制器，包括塞棒开度控制和液位控制两个控制环，其中开度环采用P控制器，塞棒位置传感器检测塞棒的实际位置，通过控制器控制液压缸的伺服阀从而控制塞棒位置。液位控制采用PID控制器，将液位检测信号反馈到液位控制器，经调节算法进行运算，得到塞棒调节的位移量，再将位置量传送到开度P控制器。P控制器最终输出信号控制比例阀。开度按制作为内环，液位作为主控制器，这种控制器结构能够改善系统的动态特性，提高系统的工作频率。 三、自动控制系统构成 连铸机的自动控制系统由公用PLC、流用PLC、液位PLC、火切机PLC、电磁搅拌PLC 组成。液位PLC的控制是在正常浇钢条件的情况下，为每个流的液位和拉速控制。
危险性较大的分部分项工程安全专项施工方案编制陈可亮海南省建筑业协会 安全专项施工方案编制前言2009年5月13日，中华人民共和国住房和城乡建设部印发了《危险性较大的分部分项
工程安全管理办法》（建质[2009]87号）（以下简称管理办法）。00 建质【2009】87号文.doc00-1 关于加强建筑边坡与深基坑工程质量安全管理的通知.doc第五条施工单位应当在危险性较大的分部分项工程施工前编制专项方案；对于超过一定规模的危险性较大的分部分项工程，施工单位应当组织专家对专项方案进行论证。海南省建筑业协会 安全专项施工方案编制
前言第八条专项方案应当由施工单位技术部门组织本单位施工技术、安全、质量等部门的专业技术人员进行审核。经审核合格的，由施工单位技术负责人签字。实行施工总承包的，专项方案应当由总承包单位技术负责人及相关专业承包单位技术负责人签字。第九条超过一定规模的危险性较大的分部分项工程专项方案应当由施工单位组织召开专家论证会。实行施工总承包的，由施工总承包单位组织召开专家论证会。海南省建筑
业协会 安全专项施工方案编制1.编制的基本要求第七条专 项方案编制应当包括以下内容：（一）工程概况危险性较大的分部分项工程概况、施工平面布置、施工要求和技术保证条件。（二）编制依据相关法律、法规、规范性文件、标准、规范及图纸（国标图集）、施工组织设计等。（三）施工计划包括施工进度计划、材料与设备计划。（四）施工工艺 技术技术参数、工艺流程、施工方法、检查验收等。海南省建
筑业协会 安全专项施工方案编制1.编制的基本要求（五）施工安全保证措施组织保障、技术措施、应急预案、监测监控等。（六）劳动力计划：专职安全生产管理人员、特种作业人员等。（七）计算书及相关图纸。01 脚手架工程专项方案大纲.doc02 模板工程专项方案大纲.doc03 深基坑工程专项方案大纲.doc 海南省建筑业协会 安全专项施工方案编制
结晶器(mould) 承接从中间罐注入的钢水并使之按规定断面形状凝固成坚固坯壳的连续铸钢设备。它是连铸机最关键的部件，其结构、材质和性能参数对铸坯质量和铸机生产能力起着决定性作用。开浇时引锭杆头部即是结晶器的活动内底，钢水注入结晶器逐渐冷凝成一定厚度坯壳并被连续拉出，此时，结晶器内壁承受着高温钢水的静压力及与坯壳相对运动的摩擦力等产生的机械应力和热应力的综合作用，其工作条件极为恶劣。为了能获得合格的铸坯，结晶器应满足的基本条件有：(1)具有良好的导热性，以使钢水快速冷凝成形。(2)有良好的耐磨性，以延长结晶器的寿命，减少维修工作量和更换结晶器的时间，提高连铸机的作业率。(3)有足够的刚度，特别在激冷激热、温度梯度大的情况下需有小的变形。(4)结构简单、紧凑，易于制造，拆装方便、调整容易，冷却水路能自行接通、以便于快速更换；自重小，以减小结晶器振动时的惯性力和减少振动装臵的驱动功率，并使结晶器振动平稳。 Can take from the middle of the molten steel into the required section and shape into a solid billet solidification of continuous casting equipment shells. Continuous casting machine which is the most critical components, its structure, texture and performance parameters on the quality and slab caster plays a decisive role in production capacity. When open pouring dummy bar head mold that is at the end of the activities, of molten steel into the mold gradually condensed into a certain thickness and continuous billet shell out, at this time, mold wall temperature under the static pressure of molten steel and billet shell, such as the relative movement of the friction generated by mechanical stress and thermal stress of the combined effects, the extremely bad working conditions. In order to obtain qualified casting, mold should be to meet the basic conditions are: (1) has a good thermal conductivity to enable rapid condensation forming molten steel. (2) good wear resistance to extend the life of mold to reduce the workload of maintenance and replacement of the time mold and improve the operating rate of continuous casting machine. (3) have sufficient rigidity, especially in the cold shock-induced heat, large temperature gradient would be required under a small deformation. (4) structure is simple, compact, easy to manufacture, easy disassembly, easy adjustment, cooling water can be connected to in order to facilitate the rapid replacement; self-small, to reduce vibration at the time of mold and reduce the vibration of the inertial force of the drive power devices and a smooth mold vibration.
天津冶金职业技术学院 毕业课题 结晶器液位控制系统探析 系别机械工程 专业机电一体化 班级 09机械 学生姓名徐冀峰 指导教师张秋菊 2011年9月27日
摘要 连铸是炼钢生产的核心设备。当代高端大型连铸机大多采用多流园弧形连铸机，连铸控制采用二级自动控制系统，即PLC控制和过程控制。在整个系统中，结晶器液位控制是关键技术。液位控制有很多方式，普遍采用的是钴-６０液位控制。本文将对钴-６０液位控制系统进行探析。 关键词：结晶器，液位控制，过程控制系统
目录 摘要-------------------------------------------------------Ⅰ 1.概述---------------------------------------------1 2.结晶器液位控制原理---------------------------------1 2.1.基础自动化部分---------------------------------------------1 2.2.检测部分--------------------------------------------1 2. 3.结晶器液位控制器------------------------------------1 2. 4.伺服执行机构-------------------------------------2 2.5.液位显示部分-----------------------------------------2 3.系统的组成---------------------------------------2 3.1.基础自动化-P L C系统-----------------------------------2 3.2.液面位置检测部分---------------------------------------3 3.3.结晶器液位控制器-----------------------------------------4 3.4.伺服执行机构---------------------------------5 4.自动浇铸-------------------------------7 4.1.前馈控制-------------------------------8 4.2.比例参数重新调正----------------------------------------8 5.结束语-----------------------------9 6.参考文献：-----------------------------9
常规板坯连铸机结晶器技术 【保护视力色】【打印】【进入论坛】【评论】【字号大中小】2006-12-07 11-07 杨拉道刘洪王永洪刘赵卫邢彩萍田松林 (西安重型机械研究所) 结晶器是连铸机中的铸坯成型设备, 是连铸机的核心设备之一。其作用 是将连续不断地注入其内腔的钢液通过水冷铜壁强制冷却,导出钢液的热量,使 之逐渐凝固成为具有所要求的断面形状和一定坯壳厚度的铸坯,并使这种芯部仍 为液相的铸坯连续不断地从结晶器下口拉出，为其在以后的二冷区域内完全凝固创造条件。在钢水注入结晶器逐渐形成一定厚度坯壳的凝固过程中，结晶器一直承受着钢水静压力、摩檫力、钢水热量的传递等诸多因素引起的的影响，使结晶器同时处于机械应力和热应力的综合作用之下，工作条件极为恶劣，在此恶劣条件下结晶器长时间地工作，其使用状况直接关系到连铸机的性能，并与铸坯的质量与产量密切相关。因此，除了规范生产操作、选择合适的保护渣和避免机械损伤外，合理的设计是保证铸坯质量、减小溢漏率、提高其使用寿命的基础和关键。 板坯连铸机一般采用四壁组合式（亦称板式）结晶器，也有一个结晶器 浇多流铸坯的插装式结构。 结晶器主要参数的确定 1 结晶器长度H 结晶器长度主要根据结晶器出口的坯壳最小厚度确定。若坯壳过薄，铸 坯就会出现鼓肚变形，对于板坯连铸机，要求坯壳厚度大于10～15mm。结晶器长度也可按下式进行核算： H=(δ/K)2Vc＋S1＋S2 (mm)
式中δ——结晶器出口处坯壳的最小厚度，mm K——凝固系数，一般取K=18～22 mm/min0.5 Vc——拉速，mm/min S1——结晶器铜板顶面至液面的距离，多取S1=100 mm S2——安全余量，S=50～100 mm 对常规板坯连铸机可参考下述经验： 当浇铸速度≤2.0m/min时，结晶器长度可采用900～950mm。 当浇铸速度2.0～3.0m/min时，结晶器长度可采用950～1100mm。 当浇铸速度≥3.0m/min时，结晶器长度可采用1100～1200mm。 2 结晶器铜板厚度h 铜板厚度的确定是依据热量传热原理和高温下的使用性能，具体说，与铜板材质、镀层、机械性能、拉速、冷却水量的大小和分布等有关。研究表明，拉速高，铜板应随之减薄；反之，拉速低，铜板应随之增厚。在考虑上述诸多因素后，铜板的厚度可由下式确定：
结晶器钢水液位自动控制在板坯连铸的应用分析 结晶器钢水液位自动控制是板坯连铸工艺运行中的关键模块，对板坯连铸工艺运行安全性、生产效率及质量具有直接的影响。基于此，文章以板坯连铸中结晶器钢水液位自动控制的原理为入手点，简要介绍了板坯连铸中结晶器鋼水液位自动控制的应用技术指标及系统组成，并对板坯连铸中结晶器钢水液位自动控制的应用方案设计及应用效果进行了进一步分析。 标签：结晶器;钢水;液位自动控制;板坯连铸 前言：板坯连铸中结晶器钢水液位自动控制的实现，可以保证结晶器内钢水液位始终恒定，或按照一定规则均匀变化。现阶段通过控制塞棒升降高度调节流入板坯连铸中结晶器钢水流量的流量型液位自动控制法应用较为普遍，且已经形成了较为成熟的理论体系。基于此，对流量型结晶器钢水液位自动控制法在板坯连铸中的应用进行适当分析具有非常重要的意义。 一、结晶器钢水液位自动控制在板坯连铸的应用原理 在板坯连铸工艺运行过程中，中间包内部钢水注入结晶器为浇铸起始点，在进入浇铸环节后，结晶器内钢水液位会随着浇铸速度的变化而变化。然而，板坯连铸工艺要求结晶器内钢水始终保持液位的平衡稳定。这种情况下，利用调节塞棒的方式调节浸入式水口的有效面积，可以在钢水达到一定液位时启动板坯连铸机器，根据结晶器液位设定值，进行钢水液位的自动控制[1]。而在板坯连铸机器停止运行时，可以停止液位调节。特殊情况下，也可以通过调节塞棒，实现板坯连铸工艺的紧急制动。 二、结晶器钢水液位自动控制在板坯连铸的应用 1、技术指标及过程 板坯连铸工艺中结晶器钢水液位自动控制指标主要包括液位控制范围（距离结晶器上口80mm～160mm）、动态液位控制精度（±10.0mm）及其他生产工艺要求的指标。同时要求板坯连铸工艺中结晶器钢水液位自动控制可以实现手动、自动开浇、电动控制，可以实现上下限液位报警及危急时刻应急自动处理。 板坯连铸工艺中结晶器钢水液位自动控制系统主要包括交流无刷永磁伺服控制系统、中间包塞棒开启机构、单回路控制器、PLC、结晶器钢水液位测量仪及记录仪等。其中中间包塞棒开启机构主要用于进行中间包流入结晶器钢水流量的调节。即通过塞棒的上升、下降，对浸入式水口有效面积进行适当调整，由此达到调节流量的作用。在结晶器钢水液位自动控制系统中，塞棒系统主要以电气（交流无刷永磁伺服控制系统）为驱动源，变频器为开关速度主要调节装置，电动机械执行机构可以控制塞棒的上升、下降动作;单回路控制器主要是作为操作人员、工程师站点，执行画面监控操作、数据存储、数据修改等任务，并对结晶
结晶器液位检测系统的设计与应用 摘要：在现代冶金行业中，结晶器液位控制在连铸系统中已经显得越来越重要，它对优质钢种的质量品质、浇铸的安全平稳、操作人员的人力资源的合理优化都有着重要的意义。但由于在结晶器液位控制的过程中存在许多不确定扰动因素，其扰动可能随时不断变化，并且绝大多数的扰动因素都是非线性的，因此无法建立准确的模型，很难使用常规的控制方法，本文介绍的是马钢新区连铸机的结晶器液位自动控制系统。 关键词：结晶器液位检测自动控制系统结晶器液位控制 一、结晶器液位控制系统 在连铸的生产过程中，通常使用塞棒来控制进结晶器的液位，但是塞棒经过钢水的腐蚀和冲刷，头部逐渐变形，因此塞棒位置与钢水流量的特性也在这个过程中产生不断的变化，这种变化通常是非线性的，因此无法用常规PID控制的方法来进行有效调节。针对以上情况，SMS-DEMAG公司运用现代智能控制技术模糊控制和运动控制的思想，通过控制软件控制塞棒开度达到控制液位的目的。 图1塞棒位置与钢水流量的特性关系 通过结晶器液位控制系统，在自动开浇和在浇铸时可以保持铸机结晶器内的钢水液面在一个预定的恒定液位值。如果反馈值与设定液面值有偏差，通过调节中包塞棒位置来改变从中包进入结晶器的钢水流量来补偿这个偏差使液位保持平稳。 结晶器液位控制系统包括： -Measurement(levelgauge)测量单元（VUHZ液位计）
-Controlsystem控制系统 -Stopperrodactuatingsystem塞棒执行系统 图2VUHZ液位控制系统示意图 1.1VUHZ液位计 VUHZ检测单元实际上是电磁式的传感器，它通过测量钢水通过磁场时产生的电流来确定钢液面的高度，测量范围为0～300mm。该测量系统集成于结晶器的设计中。安装于结晶器内弧侧的顶部。用于结晶器液位控制系统冷却系统采用直接用铸机的一次冷却水闭环冷却，安装简便快捷。 工作原理：VUHZ系统用于检测实际的结晶器液面，由电磁线圈在通电后产生一个静态的电磁场，电磁场分布取决于传感器的安装位置，当不同液面高度的钢水进入磁场时，会在传感器的二次线圈中感应出不同大小的电压，感应电压由经过放大器进行放大，通过计算单元的处理器进行处理。计算单元系将原来的电压信号转变成4-20mA的模拟量信号，结晶器液位控制采用闭环控制，系统的逻辑控制功能在运动控制器（motioncontroller）内完成。 图3传感器内部基本结构原理 该传感器由励磁线圈S和检测线圈L和检测线圈R组成。励磁采用峰值15V频率800HZ的信号。励磁产生的电磁信号可以穿透非金属的保护渣层，但不能穿透铜板，因此在传感器的其使用
结晶器保护渣的性能和特性 1.简介 在连铸生产中结晶器保护渣起着主要作用。保护渣从结晶器顶部加入，向下移动逐步形成烧结层，熔融层和液渣层（见图1）。液渣渗入结晶器铜板与坯壳之间，润滑坯壳。但是，大部分的液渣进入铜板与坯壳之间后，遇水冷结晶器铜板凝结并形成玻璃状的固态渣膜（大约2毫米厚）。薄液渣膜（大约0.1毫米厚）与坯壳一起移动并为其提供液态润滑。同时，玻璃渣也可部分结晶。一般认为固渣膜附在结晶器壁上，或者如果移动，一定比坯壳的速度慢得多。结晶器振动防止坯壳粘结在结晶器上。固渣膜的厚度和特性决定水平热传递。总之，液渣膜控制润滑，固渣膜控制水平热传递。 图1：结晶器内形成的各种渣层 应超过振幅，才能保证保护渣渗透良好（如坯壳的一般认为液渣层厚度d pool 润滑），一般建议采用厚度>10毫米。液渣层厚度影响渗入结晶器铜板与坯壳之间的液渣量和从钢水进到液渣中的夹杂物数量。 连铸生产中保护渣有下列功能： 1）防止弯月面钢水被氧化 2）保温，防止弯月面钢水表面凝结 3）提供液渣润滑坯壳 4）对浇铸钢种提供最佳水平热传递 5）吸附钢水中的夹杂物 所有上述功能都很重要，但在日常生产中最重要的润滑和水平热传递。影响保护渣性能的基本因素如下： ，振动特性） ·浇铸条件（拉速，V c ·钢种和结晶器尺寸 ·结晶器液位控制（可导致振痕等） ·钢流，其紊动可导致多种问题，如气泡和夹渣 由此可见，要有效执行上述工作需要优化保护渣的物理性能。 结晶器保护渣的构成如下：70% (CaO+SiO )，0-6％MgO，2-6% 2
Al 2O 3 ，2-10％Na 2 O(+K 2 O), 0-10%F带有其他添加物，如 TiO 2 , ZrO 2 , B 2 O 3 , Li 2 O 和MnO。碱度（％CaO/%SiO 2 ）范围为0.7-1.3。碳以焦碳，碳黑和石墨方式加入（2-20%），1）可控制保护渣的熔化速度，2）可在结晶器上部形成CO（g），防止钢水氧化。碳以固定碳方式存在于保护渣中，因而可防止保护渣结块，直到最后氧化掉。这是控制保护渣熔化速率的机理。 2.结晶器保护渣的性能和功能 润滑和保护渣消耗 液态结晶器保护渣可润滑铸坯。如果保护渣完全在结晶器下部结晶，就失去了液态润滑，就会发生许多问题（如龟裂）。因而铸坯润滑很重要。公式（1）中 液体摩擦力为F 1，V m 是结晶器速度，A是结晶器的面积。由此可见摩擦力减小， 粘度η减小，液渣膜厚度d 1 增加。 F 1=Aη(V m -V m )/ d 1 (1) 由于到角部的距离增加，摩擦力增加，因而保护渣消耗量Q s 提供一种测量 润滑的方法，主要取决于结晶器的大小。板坯中的摩擦力>大方坯摩擦力>方坯摩 擦力，并随钢水的粘度增加而增加。保护渣消耗量Q t 一般按公斤/吨钢计算。采 用公式（2）将Q t 转化为Q s ，保护渣公斤/m-2(结晶器)。 Q s ＝f* Q t 7?6/R= d 1 ρ (2) f*表示保护渣产生的液渣的粒度级，ρ是液渣的密度，R是（结晶器表面积），并给2（w+t）/wt, w和t是结晶器的厚度。摩擦力随到角部的距离增加而增加，因此板坯需要的润滑（如较高的Q s ）>大方坯>方坯。 根据报告，保护渣消耗量不适宜，将导致各种铸坯缺陷和问题，如下：1）纵裂， 2）粘结漏钢（总是与缺乏润滑有关）， 3）深度振痕， 4）横角裂， 5）三角区裂纹 6）形成凹坑。 保护渣的消耗与多种影响因素有关。大多数人认为主要影响有两种：1）用 于润滑结晶器，Q lub ，2）填补振痕Q om 。采用三种数学模型，计算Q om ，但近来显
连铸结晶器振动参数取值限度问题 1 前言 随着连铸技术的发展,结晶器振动技术亦不断发展,主要表现在振动参数的选择更加灵 活,振动的工艺效果更好,尤其是振动参数更适合连铸高拉速的工艺要求。结晶器振动的每一次完善都是突破原有振动参数的取值限度,以适应连铸更高的工艺要求。随着结晶器非正弦振动形式的开发,本文讨论振动参数的取值限度问题。 2 结晶器振动参数的影响 拉速Vc是连铸工艺控制的一个最关键的参数,因此结晶器振动参数的选择亦必须适合 拉速的要求。结晶器振动工艺参数对其工艺效果的影响如下: 1)结晶器振动的负滑脱时TN控制铸坯表面的振痕深度,即两者呈增函数关系。TN越 长,振痕越深。 2)保护渣的消耗量与结晶器振动的正滑脱时间呈增函数关系,正滑脱时间越长,保护 渣消耗量越大。 3)结晶器振动的负滑脱时间率、负滑动量、结晶器上振的最大速度都反映结晶器振动 的工艺效果,但它们不是独立的参数,而且随着结晶器振动形式的确定,一般以其正、负滑脱时间来判定结晶器振动的工艺效果。 基于上述几点,为控制铸坯的振痕深度,希望TN短;而为保证结晶器的润滑效果,增 加保护渣的消耗量,希望正滑脱时间长,为此目的开发了结晶器的非正弦振动形式,从而突破了结晶器正弦振动参数的取值限度。 3 问题的提出 在结晶器非正弦振动中引入波形偏斜率α这一基本参数,增加了振动的独立参数,使振 动参数的选择更灵活,更适合高速连铸的工艺要求。即在一定的VC条件下,采用非正弦振 动可以明显地降低振动频率f ,即可以保持f 不变,通过调整α来适合Vc的要求。此外, 非正弦振动可以分别构造结晶器的上振和下振速度曲线。由此提出:在一定的Vc下,可否 通过不断地增加α而无限地降低f 。 图1示出在一定VC和振幅S时,不同α所对应的tN–f 曲线。可见α增加,tN–f 曲线
收稿日期: 2010-04-22;修订日期:2010-04-29作者简介:胡贤军(1981-,男,上海亚新连铸工程技术公司 工程师。 结晶器冷却水量控制 胡贤军,朱学斌,唐杰民 (上海亚新连铸工程技术公司,上海 200042 摘要:连铸机高端用户的产品种类繁多,铸坯断面和钢水成分变化也随之多样,为达到工艺要求的结晶器冷却效果,铜管冷却水流量需根据铸坯的规格、钢种以及拉速来进行相应的调整并控制水缝流速。气动薄膜阀自动控制模式的应用可以达到精确的水量控制的要求。 关键词:结晶器;冷却水;流量;传热 中图分类号:T F341 6 文献标识码:A 文章编号: 1001-196X (2010S1-0305-03 Control over a m ount of m ould cooling water HU X ian jun ,Z HU Xue bin ,TANG Jie m in (Y ax i n Conti nuous Caster Eng i nee ri ng &T echno l ogy Co .,L td ., Shangha i 200042,Ch i na Ab strac t :T he re is a w i de range o f h i gh end products , and casti ng frac t ure and mo lten stee l co m pos ition var if y
accordi ng l y .T o ach ieve the c rysta llize r coo ling e ffect requ ired by t he process ,coolant flo w i n t he copper t ub i ng needs to be ad j usted accordi ng to casting specificati ons ,g rade o f stee l and casti ng speed .A s w el,l the fl ow rate from w ate r slot shoul d be contro lled .The plan t data sho w s tha t the system can ach i eve accurate wa ter vo l u m e contro.l K ey words :m ou l d ; coo li ng wa ter ;w ater flow ; heat transfer 1 前言 一冷过程是指钢水进入到结晶器内,与铜管壁接触后,产生初生坯壳和钢水温度降低的过程。钢水温度和铜管壁温形成了约1300 以上的温差,横向传热的驱动力巨大,钢水温度降低的热量必须由铜管冷却水带走,才能保持铜管厚度上的温度差稳定在一定的水平,且使得铜管具有足够的刚度,从而构成稳定一冷传热过程。由一冷带走的热量作用较多。形成初生的坯壳并随着铸坯的下行不断增加其厚度。液态钢水转变为固态坯壳不仅带走显热能量,还要带走相变潜热能量,结晶器铜管冷却水带走的绝大部分就是这个热量。降低包围在坯壳内钢水温度。冷却保护 渣。结晶器内钢水循环到钢渣界面,不断熔化保护渣产生一定厚度的液态渣层,当结晶器上下振动时,液渣下行到铜管壁与初生坯壳之间,起到润滑和传热的作用,这是保护浇铸传热的基本模式。一冷水冷却液态保护渣,使其生成非金属保护渣坯壳,这个传热过程间接起到降低钢水温度的作用。 2 控制一冷水量的意义 配置高的连铸机,可以高拉速生产普碳钢 和建筑用材铸坯。在生产品质钢时,采用合理的拉速来协调质量和产量关系,不同断面和钢种对应不同的水量。如生产150方坯普碳钢时拉速可以达到3m /m in ;生产20钢需控制拉速低于2 3m /m i n ,这样才能保证其内在质量,但对于含锰量较
连铸结晶器 结晶器是连铸机非常重要的部件，是一个强制水冷的无底钢锭模，它的性能对连铸机的生产能力和铸坯质量起着十分重要的作用，因此，被称之为连铸设备的“心脏”。1、结晶器的作用 结晶器是连铸机的心脏，它的重要作用表现在： 1）在尽可能高的拉速下保证出结晶器时形成足够的坯壳厚度，以抵抗钢水静压力而不拉漏；2）结晶器周边坯壳厚度能均匀稳定生长； 3）结晶器内的钢水——渣相——坯壳——铜壁之间的相互作用，对铸坯表面质量有决定性影响。上述第1）个作用决定了连铸机的生产率；2)、 3）作用决定了铸坯表面质量。 2、结晶器的性能 1）有较好的导热性能，能迅速形成足够厚度的初生坯壳； 2）有良好的结构刚度和结构工艺性，便于加工制造，易于拆装和调整； 3）有较好的耐磨性及较高的热疲劳性； 4）重量轻、以便在振动时有较小的惯性力。 3、结晶器的分类 按连铸机型式不同，结晶器可分为直形和弧形两大类。 1）直型结晶器。直形结晶器的内壁沿坯壳移动方向呈垂直形，因此导热性能良好，坯壳冷却均匀。该类型结晶器还有利于提高坯壳的质量和拉 坯速度、结构较简单、易于制造、安装和调试方便；夹杂物分布均匀；但铸坯易产生弯曲裂纹，连铸机的高度和投资增加。直形结晶器用于立式和立弯式及直弧连铸机。 2）弧形结晶器。弧形结晶器的内壁沿坯壳移动方向呈圆弧形，因此铸坯不易产生弯曲裂纹；但导热性比直形结晶器差；夹杂物分布不均，偏向坯壳内弧侧。弧形结晶器用在全弧形和椭圆形连铸机上。 按铸坯规格和形状来分，有小方坯、大方坯、板坯和异性坯结晶器。按结晶器结构可分为管式、整体式和组合式三种。 连铸结晶器：就是一个钢水制冷成型设备。其由框架，结晶器冷却背板或水箱和铜板，调整系统（调整装置，减速机等）；润滑系统（油管油路），冷却系统和喷淋等设备组成。 连铸结晶器需要和连铸结晶器保护材料（渣）一同使用。 保护材料用途：1.确保连铸工艺顺行；2.改善铸坯表面质量。 连铸结晶器钢水流动控制技术 1、连铸板坯的表面和内部缺陷与结晶器内钢液的流动状态密切相关。伴随着连铸机拉速的提高，结晶器内液面波动加剧，容易产生卷渣，造成铸坯质量恶化。采用结晶器钢水流动控制技术可以改善结晶器内流场形态，抑制出料速度以平稳液面，促进夹杂物上浮。用于板坯结晶器的电磁制动（EMBr）、电磁流动控制（FC结晶器）和多模式电磁搅拌（即EMLA，EMLS、EMRS，统称MM－EMS）是结晶器钢水流动控制技术的典型代表。 2、电磁制动器通过对结晶器施加一个与铸流方向垂直的静态磁场而对流动的钢液进行制动。钢流由于电磁感应而产生感应电压，因此在钢液中产生感应电流，这些电流由于受到静态磁场的作用而产生一个与钢水运动方向相反的制动力。钢液的流速越快，制动力也越大。电磁制动器具有一个单一的、覆盖整个板坯宽度的静态磁场。电磁制动技术可抑制水口射流速度，减缓沿凝固壳向下流动，促进夹杂物和气泡上浮。
连铸结晶器液面自动加渣控制系统简介 一、概述 连铸机浇筑时结晶器加保护渣是连铸生产中最重要的工作，保护渣在连铸生产中起着极为重要的作用，如防止二次氧化、润滑及吸附杂质等。连铸工艺要求保护渣在浇铸过程中形成熔融层、烧结层及粉渣层等三层结构，以便更好的发挥作用。少加勤加是添加保护渣的一条重要原则。 二、现场现状 目前连铸机上采用的加渣方式大都还是人工方式，每个工人管理着一流或两流，需时刻观察着结晶口的状态，需要加时就用随便的推上一堆，心情好或领导在时加的还均匀些，领导不在那就看自己的心情了，心情好负责些，心情不好那就随便了。况且连铸机旁的环境比较恶劣，工人的劳动强度很大，要求工人长时间的高质量的完成加渣工作也有难度。因此人工添加保护渣受操作者因素的影响较大，很难保证添加的稳定性，容易产生卷渣和液面波动，从而产生夹杂、振痕加深等缺陷。针对这种情况，我公司最新研发了一套连铸结晶器液面自动加渣控制系统，可以代替工人进行自动加渣而基本无需工人干预。 三、系统简介 我公司新研发的连铸结晶器液面自动加渣控制系统，包括工控机、控制执行单元、现场控制报警单元、加料仓、气动单元、结晶器渣液面温度检测装置、渣料喷头、料位计、专用软件组成。
连铸结晶器液面自动加渣控制系统是一套闭环自动控制系统，它以工控机为核心，通过专用软件来自动控制各个组成部分自动工作，在基本参数设置完成后，由工控机来根据连铸机结晶器内渣液面的实际情况进行参数调整，无需再人工干预调整而能保证结晶器内渣液面的均匀和稳定。 系统的工作过程由工控机实时不停的读取结晶器内渣液面的表面温度，如果渣液面的表面温度超过设定的加料温度，则工控机控制执行单元让加料仓下料，同时打开气动单元，保护渣在下料管内被送料气体经渣料喷头均匀吹送到结晶器内，然后再测结晶器内渣液面的表面温度，如果渣液面的表面温度仍然超过设定的加料温度，则工控机重复上面的加料过程，如果测量到结晶器内渣液面的表面温度低于设定的加料温度则停止加料和关闭气动单元。 在现场设有工人控制箱，可以控制任意一流加料系统的启动和停止。当出现故障时控制箱会发出声光报警，并指示灯提示哪一流出现问题。 系统实现框图如下： 图1系统框图
摘要 结晶器是连铸机的心脏部件。它的主要作用就是对结晶器中的钢水提供快速而且均匀的冷却环境，促使坯壳的快速均匀生长，以形成质量良好的坯壳，保证连铸过程正常而稳定的进行。在浇注钢水时，若结晶器静止不动，坯壳容易与结晶器内壁产生粘结，这就增大了拉坯时的阻力，导致出现坯壳“拉不动”或者钢水被拉漏事故发生，很难进行浇注。而当结晶器以一定的规律振动时，这就能使其内壁获得比较良好的润滑条件，从而减少了摩擦阻力又能防止钢水和结晶器内壁的粘结，同时还可以改善铸坯的表面质量，因此结晶器振动装置具有重要的作用。 本文通过对连铸发展历史，以及结晶器振动技术的发展和结晶器振动方式的改进进行了阐述，提出了电液伺服装置驱动，并对其振动规律及工作原理做出了分析。然后绘制了机械简图，并对其工艺参数和运动参数进行了分析计算，最终完成了本次设计。 本文主要的设计内容包括： 1.结晶器振动正弦参数的确定 通过负滑脱量、频率和周期、结晶器运动的速度和加速度以及负滑脱时间的计算，来确定铸坯的工艺参数。 2.结晶器振动装置机械计算 设计校核了双摇杆机构的主要部分，并根据经验推出机架结构。 3.结晶器振动装置伺服系统的设计计算 由系统所需动力选择恰当的液压缸及液压泵。并对系统的辅助原件进行了计算和选择，同时提出了同步回路电液伺服系统。 4.结晶器振动装置的三维设计 关键词：连铸；结晶器；振动装置；振动规律；电液伺服装置
Abstract The mould is the heart part of continuous casting machine. Its main role is to mould the steel in providing rapid and uniform cooling environment, promote the rapid and uniform shell growth, to form a good quality of billet shell, guarantee the normal and stable for continuous casting process. In pouring molten steel in crystallizer, motionless, shell and the mold wall to produce a cohesive, which increases the casting the resistance, led to the emergence of billet shell" sticks" or molten steel is breakout occurs, it is difficult to cast. When the mould in regular vibration, which can make the inner wall is obtained in comparison with good lubrication condition, thereby reducing the friction resistance and can prevent the molten steel and the inner wall of the crystallizer is bonded, but also can improve the surface quality of billet crystallizer vibration device, therefore has an important role. Based on the history and development of continuous casting crystallizer vibration technique, development and improvement of crystallizer vibration mode undertook elaborating, put forward to the electro-hydraulic servo device driver, and the vibration regularity and working principle are analyzed. Then draw the mechanical model, and the process parameters and motion parameters are analyzed and calculated, the final completion of the design. The main design content includes: 1.crystallizer vibration sinusoidal parameters Through the negative slip quantity, frequency and cycle, mold movement velocity and acceleration and negative strip time calculation, to determine the process parameters of casting billet. 2.The device of vibration of crystallizer mechanical calculation Design of the double rocker mechanism the main part, and according to the experience introduction of frame structure. 3.The device of vibration of crystallizer of servo system design By the system the power required by the proper selection of hydraulic cylinder and hydraulic pump. And the system of auxiliary components were calculated and selected, simultaneously proposed synchronous electro-hydraulic servo system. 4.dimensional design of crystallizer vibration device
《连铸保护渣的分类》编制说明 1、工作简介 1.1任务来源 根据工信部工信厅科[2011]75号文《关于印发2011年第一批行业标准修订计划的通知》的要求，由河南省西保冶材集团有限公司、冶金工业信息标准研究院等单位负责起草《连铸保护渣分类(2010-3479T-YB)》。 1.2主要工作过程及参编单位 接到标准编制任务后，我们迅速组建了标准起草工作组。标准起草工作组组建后，首先收集了国内外有关资料，了解连铸保护渣生产企业有关技术发展动态，并对我国连铸保护渣生产企业的生产现状作了调研，明确了工作重点和进程安排。 2011年5月1—2日，标准起草工作组召开了第一次工作会议。会议上进一步明确了行业标准起草工作要求，就标准的基本框架及内容进行了充分讨论，研究了标准宣贯教材的编写工作并对工作组成员分工、工作进度及时限要求作了具体安排。 2011年6月，标准起草组根据前期工作情况提出了该标准征求意见稿的初稿。该征求意见稿的初稿已发给全国钢标准化技术委员会的相关专家征求意见，并对专家的意见进行了研究、分析和采纳，形成该标准的征求意见稿。 标准起草单位主要由河南省西保冶材集团有限公司、冶金工业信息标准研究院等单位负责起草。 2、编制目的 连铸技术是优化现代钢铁产业结构的关键性技术，而结晶器保护渣对于改善铸坯质量，稳定连铸操作至关重要。我国从上世纪70年代开始就进行了一系列保护渣的试验研究，现已建起了数家相当规模的生产厂家，为我国钢铁工业提供了所需要的保护渣产品。由于连铸保护渣产品的特殊性，除相关的检、试验分析方法标准外，一直没有制定相应的产品标准。目前，保护渣市场较为混乱，用户选择保护渣没有依据很不方便。为了规范市场，保证钢铁生产的质量，满足钢厂用户对不同钢种使用保护渣的选择，急需制定连铸保护渣的分类标准，为今后统一连铸保护渣产品标准提供基础保障。