连铸结晶器液面波动控制及检测技术研究

武钢CSP连铸结晶器液面波动控制实践朱志强武钢股份条材总厂2012-7-10主要内容工艺装备与背景概述典型液面波动的特点及原因 控制液面波动的措施结论一、背景与工艺装备1. 背景薄板坯连铸机由于结晶器厚度薄，容积小，其流动强度是传统厚板坯铸机的3-4倍，高拉速下容易产生液面波动，极易发生卷渣，恶化保护渣的熔化、润滑与传热，导致薄板坯出现裂纹、凹陷、夹杂等质量缺陷，严重时还将导致漏钢事故。

2.武钢CSP连铸机主要设备工艺参数3250mm弯曲半径10305mm 冶金长度18185mm 铸机长度5段7个冷却区，17个冷却回路扇形段数自动（Co60放射源）结晶器液面控制1100mm 结晶器长度漏斗型冷坯宽度：900—1600mm 结晶器类型72mm结晶器：70—50mm （液芯压下后）92mm结晶器：90—70mm （液芯压下后）浇铸厚度（扇形段5出口）：72/92mm 浇铸厚度（结晶器出口）900—1600mm 浇铸宽度（标称或冷宽度）2.8—6.0m/min 拉速33t 中包容量170t 钢包容量技术参数项目二、结晶器液面波动的特点及原因分析实际生产中，拉速、过钢量的变化对液面波动的影响是显著的，但除此之外，浇注过程中仍出现了一些异常情况导致的结晶器液面波动，这些异常导致的结晶器液面波动现象的特征也是不一样的。

根据这些结晶器液面异常波动的特点，结晶器液面波动可分为：·包晶反应与鼓肚现象·共振现象·液位检测与控制系统故障·结晶器流场异常1.包晶反应与鼓肚现象鼓肚现象是连铸过程中的常见现象，常见于高拉速、大断面铸坯尺寸的钢种连铸生产条件下，主要原因是冷却不足、坯壳强度不足以抵抗钢水静压力，导致铸坯在两排辊子之间产生鼓肚，鼓肚时产生泵吸效应，导致结晶器液面下降，随着拉坯的进行，鼓肚区域在同一排辊子之间被挤压，液相穴内钢水又回流到结晶器内，导致结晶器内钢水又迅速上涨，如此反复，结晶器内液面呈有节奏的锯齿状的波动。

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-------------------------------------------------------Ⅰ1.概述---------------------------------------------12.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-------------------------------------22.5.液位显示部分-----------------------------------------23.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-----------------------------------------43.4.伺服执行机构---------------------------------54.自动浇铸-------------------------------7 4.1.前馈控制-------------------------------84.2.比例参数重新调正----------------------------------------85.结束语-----------------------------96.参考文献：-----------------------------91.概述连铸是炼钢生产的核心设备。

杨勇(马鞍山钢铁股份有限公司)摘要结晶器液位控制系统用于自动开浇,并在浇铸期间保持钢水液位在预设定恒定液位上,任何对预设恒定液位偏移都通过塞棒位置调整来补偿。

但是在实际生产中,仍然经常会发生钢水液面波动,这不仅严重影响了板坯质量,而且还降低了生产效率。

通过对马钢热轧连铸结晶器液面波动分析,发现了结晶器液面波动产生的原因,并提出了预防措施,降低了液面波动发生的几率。

关键词结晶器液位控制液位波动分析液面波动预防措施An Analysis of Fluctuat ions in the Mould Level of CSP CasterYa ng Yong(Ma anshan Iron & Ste el Co. Ltd. )Abstract The mould le vel control system se rve s to sta rt ca sting automatic ally and maintains a constant pre se tlevel during c asting. Any fluctuations f rom the pre se t level a re compensate d by a djusting the po sition of the stopperwhich controls the steel flow from the tundish into the mould. In practic al ope ration , howe ve r , level fluctuations oftenoccur , which seriously aff ects pro duction a s well a s sla b quality. Cause s of level fluctuations wer e found out through an2alyzing the mould level fluctuations at Maste el’s CSP ca ster a nd eff ective mea sure s wer e taken to control fluctuations.Key wor ds mould level control analysis of le vel fluctuations me asure s to control fluctuations0前言结晶器液位控制系统在CSP连铸系统中起着很重要的作用,是不可缺少的。

【关键字】精品压力容器无损检测技术的原理及应用系别：化工机械系班级：11级过程姓名：黄广伟学号：20日期：连铸机液面自动检测与控制青海大学11级过程装备与控制工程黄广伟邮编：810016摘要：文章介绍了连铸机液面的自动控制系统，以结晶器熔钢液面为例，介绍了常用的的三种检测方法，比较了它们的特点。

重点讨论了结晶器熔钢液面的控制系统，从理论与实践上总结了实现结晶器熔钢液面稳定控制的方法。

关键词：液面控制自动控制熔钢液面结晶器连铸机一、连铸机液面自动检测与控制的目的和意义随着社会对钢材品种，规格，质量的要求越来越高，轧钢对连铸坯的质量要求也越来越高。

如果不能稳定，可靠地控制结晶器的熔钢液面，要想连续生产出高质量的铸坯是不可能的。

为了提高连铸的生产率，很自然要提高拉速度，但是这样一来拉漏跑钢的事故发生率明显上升，这是一个值得研究的问题。

开发漏钢预知技术，准确有效地控制结晶器四壁冷却效果，保证铸坯初期凝固稳定，这是高效连铸机安全生产的重要保证。

二、连铸机液面自动检测与控制在我国的现状连续铸钢法是20世纪50年代发展起来的一项新型铸钢技术，70年代以来得到迅速发展，并被世界各主要产钢国家广泛使用。

1970年世界钢铁工业连铸比仅为6.2%，1975年上升到13.2%，1979年又增至24.1%，1980年达到30%左右。

中国钢铁工业的连铸比1979年为4.8%，1980年为6.7%，1981年为7.5%，1982年为9%。

并且逐年增长，到2014年技术已经是相当先进。

三、连铸机液面自动检测与控制采用的技术路线和原理3.1、结晶器熔钢液面的检测结晶器熔钢液面的检测方式多种多样：热电偶埋入法，工业电视法，周期性电极插入法，放射性同为素法，涡流法，电池感应法和激光法等等。

目前板坯连铸机结晶器上广泛采用的方法是放射性同为素法，涡流法和激光法。

目前连铸机采用最多的是放射性同位素Co60测液面仪。

其原理是安装在结晶器一侧的柱状Co60放射线源连续不断地放射出一定强度的γ 射线。

连铸工艺过程控制及结晶器液位波动事故解决办法一、连铸工艺过程掌握选择趋势画面中的结晶器液面掌握画面，观看结晶器液面与塞棒的运动趋势，通过总览画面，监视二冷水流量、压力、结晶器水量、压力及进水温度、进出水温差、宽面及窄面热流密度、塞棒开度、结晶器液面高度、拉矫机处铸坯的温度。

监视热流图状况，发觉特别状况准时启动牯结循环。

监视FDA实时曲线，依据浇注状况准时调整拉速。

通过转换HMI画面，监控各设备和介质系统的运行状况，留意各液压系统油温、油位有无变化。

适时向结晶器内加入爱护渣，保持黑液面操作。

依据详细状况进行捞渣操作。

浇注过程中，利用中间包车自动升降来匀称水口的侵蚀。

二、结晶器液位波动事故。

一旦结晶器液位达到目标液位8%时，会消失闪耀(AUTOLEVEJL BUTTON)和可闻报警，应马上降低拉速。

为避开结晶器填充时不正确的干预，只有结晶器液位达到设定液位（目标液位的-10%），此程序才能激活。

1)溢钢事故。

当结晶器液位达到放射性检测范围的110%X以上时，消失蜂鸣和可视报警。

当结晶器液位超过110%时自动程序被激活，塞杆按给定的下降速度自动关闭，拉速保持恒定。

液位设定值为82%，当液位80%时，拉速降低到2 m/min，低于实际值但最小不低于2m/min。

假如液位低到离开了读数范围，则利用闸把打开塞杆（建议值为l2-16 mm）。

一旦液位达到读数范围，打开自动开关。

在浇钢工操作箱上会有信息提示操作工：由于高液位而降低了拉速。

为重新实现远程速度掌握，操作工应按远程速度掌握开关。

为实现拉速手动掌握模式，操作工应掌握电位计使拉速达到实际值然后按远程速度掌握按钮。

2)结晶器液位过低。

当结晶器液位低于16%时，此程序被激活。

以给定的下降速度关闭塞杆。

拉速为1.5 m/min。

假如消失漏钢，操作工应按漏钢事故按钮。

假如操作工想连续连铸，则应以手动或纯手功模式重建液位，一旦液位处于读数范围(15%)可采纳自动掌握。