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收稿日期:2010-04-07;修订日期:2010-04-19作者简介:梅瑾烨(1978-),女,中国重型机械研究院有限公司工程师。
板坯连铸机上装引锭装置控制系统梅瑾烨,刘 桢,温 恒,史江华(中国重型机械研究院有限公司,陕西 西安 710032)摘 要:随着高产量连铸机的应用,提高上装引锭装置作业率,缩短辅助时间,被越来越多的用户采用。
本文介绍了上装引锭装置的设备构成、控制系统组成和配置,分析了系统控制的优点。
实际应用表明:该系统的可靠性、稳定性得到很大的提高,系统故障率也随之降低。
关键词:上装引锭;P ro fibus ;交流传动;D r i ver ES中图分类号:T F777 1 文献标识码:A 文章编号:1001-196X (2010)S1-0308-04Control of top fed type du mm y bar syste m for slab casterME I Jin ye ,LI U Zhen ,W EN H eng ,S H I Jiang hua(Ch i na N a ti ona lH eavy M ach i nery Research Instit u te Co .,L td .,X i an 710032,Ch i na)Ab strac t :W it h the appli cation of t he h i gh ou t put casti ng m achi ne ,top fed du mmy bar is app lied by m ore andmo re user to i ncrease w ork i ng e fficiency and sho rten i ng the ti m e o f assistant .T his article i ntroduces t he dev i ce ,control syste m and confi gure of t he top fed type dumm y bar ,and analyzes t he ex cell ence o f the con tro l syste m.A dvanced Sie m ens dev ice is used i n th i s syste m.F act testifies that the reli ability and stab ilit y o f this system i si ncreased and t he sy stem s fault i s reduced .K ey words :top fed dumm y bar ;pro fi bus ;AC dr i ver ;driver ES1 前言某集团有限责任公司300mm 2500mm 一机一流板坯连铸机于2009年12月25日一次热负荷试车成功,并逐渐进入正常生产。
连铸引锭杆跟踪长度工作原理作为连铸过程中的重要组成部分，引锭杆的跟踪长度对于保障连铸质量和生产效率起着关键性的作用。
本文将探讨引锭杆跟踪长度的工作原理，并就其在连铸过程中的作用进行详细阐述。
一、引锭杆跟踪长度的概念和作用引锭杆是连铸机中用于牵引铸坯的关键部件，它的跟踪长度指的是引锭杆在连铸过程中的伸缩长度。
引锭杆跟踪长度主要受到浇铸速度、板坯长度等因素的影响，是连铸机能否稳定连续生产的重要参考指标之一。
引锭杆的跟踪长度对于连铸质量和生产效率有着重要的影响。
合理的引锭杆跟踪长度能够保证铸坯的尺寸准确性和表面质量，避免因为引锭杆伸缩不足或过度而导致铸坯变形或裂纹。
引锭杆跟踪长度的稳定性也是确保连续生产的关键因素之一，能够有效提高生产效率，减少生产中的停机时间和人为干预。
二、引锭杆跟踪长度的工作原理1. 传感器检测引锭杆跟踪长度的测量主要依赖于传感器的检测。
通过安装在引锭杆上的传感器，可以实时监测引锭杆的伸缩状态，并将数据传输到连铸机的控制系统中。
在这个过程中,连铸机的控制系统会根据传感器反馈的数据，对引锭杆的伸缩状态进行实时调整。
2. 液压系统控制引锭杆的伸缩主要通过液压系统来进行控制。
连铸机通过调节液压系统的工作压力和流量，来实现对引锭杆的伸缩调节。
在连铸过程中，当连铸速度或板坯长度发生变化时，控制系统会通过传感器监测到这些变化，并对液压系统进行调节，从而实现对引锭杆跟踪长度的精确控制。
3. 控制系统反馈连铸机的控制系统根据传感器反馈的数据，实时对液压系统进行调节，并控制引锭杆的伸缩状态。
当连铸过程中出现异常情况时，控制系统可以及时发出警报，并及时采取相应的措施，确保连铸质量和生产效率。
三、引锭杆跟踪长度的调整和优化为了保证连铸机的稳定生产，引锭杆跟踪长度需要不断进行调整和优化。
一般来说，连铸机中的液压系统和控制系统会根据铸坯的尺寸和连铸速度等参数，自动对引锭杆跟踪长度进行调节。
操作人员也可以通过控制系统手动干预，对引锭杆跟踪长度进行调整，以适应生产过程中的变化。
小方坯连铸刚性引锭杆自动控制技术文章以天津荣程六机六流小方坯连铸为例，介绍了小方坯连铸刚性引锭杆的工作方式，以及刚性引锭杆的位置追踪方法和自动送引锭及自动存放。
标签：连铸刚性引锭杆；PLC；光电开关引言小方坯是连铸工艺中一个重要坯型，目前在连铸项目中应用十分广泛。
引锭杆是连续铸钢的重要装置之一。
引锭杆由引锭头、过渡件和杆身组成。
浇铸前，引锭头和部分过渡件被送入结晶器。
浇铸开始后，钢水开始在结晶器中凝固，与引锭头凝结在一起，再由拉矫机牵引着引锭杆，把铸坯连续地从结晶器拉出，直到引锭头通过拉矫机下压与铸坯分离，进入引锭杆存放装置。
由于刚性引锭杆有较为复杂的引锭杆存放装置，因此在送引锭及拉坯过程中动作复杂，而在以往的连铸项目中多采用人工手动控制。
但是由于连铸主操作室一般只配备一个操作工，在连铸项目流数较多时，操作工过于忙碌，不能很好的兼顾各流，容易造成事故，损坏设备。
因此实现自动送引锭及拉坯过程中引锭杆自动存放十分必要，可节约时间并且避免操作工过于繁忙而造成事故。
本文以天津荣程小方坯引锭杆自动送引锭及存放为例简要介绍刚性引錠杆的位置追踪及自动控制。
1 系统构成1.1 硬件配置本套连铸机控制系统选择西门子公司的S7系列可编程序控制器。
依据工艺流程的划分，本项目设置7个独立的PLC系统。
这7个PLC系统由一个公用系统及6个铸流系统构成。
公用系统监控的部分为大包回转台，中间罐车，各个液压站，公共部分相应阀台以及捞钢机和翻转冷床。
铸流系统为6个相同的系统，无论硬件配置与程序都是相同的。
铸流系统监控的部分为拉矫机，引锭杆存放装置，输送辊道，铸流部分液压阀台以及配水中所使用的流量计和各种阀门。
本文中所介绍的内容主要就是针对铸流系统。
公用系统CPU为Siemens S7-300系列，主站内配置一块CP343 -1以太网通信模块，及西门子数字量模拟量输入输出模块。
CPU通过Profibus DP现场总线连接各个远程站，各个远程站主要在电气室外操作台及各个液压站操作箱内。
引锭杆及其安装方式简述摘要:引锭杆的作用是在开浇时堵住结晶器的下口,使钢水不会漏下,最先注入结晶器内的钢水快速凝固与引锭杆头连成一体,在扇形段驱动辊的驱动下把初步凝固的铸坯拉出结晶器引入拉矫机,引锭杆走出拉矫机后,把引锭杆脱去,进入正常拉坯状态。
文章简要介绍了引绽杆的安装方式。
关键词:引锭杆;安装1引锭杆的分类在弧形连铸机上,引锭杆要通过弧形的二冷段区域,弧形引锭杆可分为刚性引锭杆和挠性引锭杆。
1.1刚性引锭杆多用于普碳钢及低合金钢小方坯连铸,是用整条钢棒做成的弧形引锭杆。
当它引导铸坯走出结晶器及拉矫辊后,即与铸坯脱钩,停放在出坯辊道上方。
因为小方坯不存在鼓肚的问题在二冷段不需要支承和导向装置,在二次冷却区域的下段仅需要简单的导板。
刚性引锭杆系统,开浇平稳,可防止浇灌小断面铸坯时由于开浇时引锭杆抖动造成的漏钢事故。
二冷段支撑机构的简化,有利于快速处理漏钢事故,有利于提高连铸机生产能力。
1.2挠性引锭杆①长节距链式引锭杆。
长节距链式引锭杆带有自动脱钩的永久式钩头引锭头。
链段本身也是弧形,必须与四辊拉矫机配套使用。
②方坯连铸机用的引锭杆。
为了满足浇铸多种铸坯断面的需要,引锭链环是不改换的,而只换引锭头。
引锭链环的宽度须与大断面的宽度一致,以便使导向装置的侧导辊准确地导向。
引锭杆的厚度则设计成等于中等断面的厚度。
引锭链环为铸钢件,链节用销轴贯联,其联接面要按样板精确加工,以便使链子只能伸直及向内弧卷曲,不能向外弧卷曲或左右弯曲。
链环端部的外弧须倒角,以使它在铸坯导向装置中能顺利通过。
引锭头用42CrMo制作,其断面尺寸略小于结晶器下口尺寸。
当引锭头装入结晶器时,四周有3～3mm的间隙,可用石棉绳及耐火泥塞紧。
③板坯连铸机引锭杆。
板坯连铸机的引锭杆基本上都是链式结构。
其主体由两条链条组成,过渡链节可与不同宽度的引锭头相连接,而引锭杆本体的宽度保持不变。
当铸坯的宽度变化不大时可以改换宽度调节块来配合结晶器的断面。
方坯连铸机引锭杆跟踪控制系统陆飞永新炼钢一车间摘要：介绍永新炼钢一车间引锭杆跟踪控制过程及其系统主要特点关键词：连铸机引锭杆跟踪控制一概述：引锭杆跟踪控制是保证连铸机正常、可靠地自动运转的核心技术之一。
它主要解决连铸生产中对引锭头部、铸坯头部及铸坯尾部进行跟踪，并对所采集的数据进行运算、判断后，以确定的操作程序去控制执行器的动作，例如夹送辊传动电机的启动与停止、夹送辊的抬起与压下、二次冷却区各段水阀的开启与切断、设备运转状态的显示及铸坯长度的显示等等。
对于连铸机上，由于设备多、工艺复杂、控制对象多且要求有较高的控制精度，因此，引锭杆跟踪控制系统的好坏，将直接影响整机的性能指标。
二设备组成：引锭杆（DB）有一个钢结构组成,沿刚性引锭杆，降低和提高存储位置。
制动系统合成一体,由它驱动DB夹紧辊，传动马达受制于它的转动的频率。
DB夹送辊通过弹性机械装置不断压向引锭杆，DB只被挤压它的反向支撑辊和侧面导向辊所引导。
限位开关用于联锁，并通过接近开关间隔数来跟踪原始位置，两个极限开关用来探测倾斜体下降和上升的位置。
三主要功能：DB的目的是在浇铸开始的时候密封结晶器的末端，以至于钢水能灌到结晶器的内部。
DB的第二项任务是用于形成铸坯头部形状,使钢水在结晶器内部开始凝固，直到下降到取消矫正位。
当炎热的钢坯连接DB而离矫直辊一定距离时,就与DB断开，然后铸坯可以不断的从拉矫机中被拉出来，直到下一个循环开始。
四引锭杆控制：1 引锭杆（DB）跟踪:在PLC里通过计算引锭杆驱动电动机的转数来跟踪倾斜体上引锭杆的位置。
当引锭杆进入倾斜体时，引锭杆旁边的限位开关激活，他被用作跟踪系统的参考信号。
如果计数器的故障和重置，参考点丢失，所有的自动引锭杆插入和收回动作和快速引锭杆移动必须无效直到限位开关的再次激活。
引锭杆位置在倾斜体之外被PLC跟踪，通过计算装在拉矫机（W/S）下辊电机轴上的接近开关产生的脉冲跟踪，当收回装置运转，计数器的值没有增加，之后将设置一个‘故障收回脉冲发生器’警报并且所有的自动序列依赖于计数器必须终止。
连铸引锭杆跟踪长度是连铸过程中用于测量引锭杆（dummy bar）的长度的一种技术。
引锭杆是在连铸过程中用于引导和支撑钢水流动的工具。
以下是连铸引锭杆跟踪长度的工作原理：
1. 传感器安装：在连铸机的引锭杆上安装一个或多个传感器，通常为光电传感器或激光传感器。
这些传感器用于检测引锭杆的位置和运动。
2. 信号读取：传感器会发出信号来反映引锭杆的位置。
这些信号会被读取和处理，以确定引锭杆的长度。
3. 长度计算：根据传感器信号的变化，计算引锭杆的长度。
传感器通常会以一定的频率进行采样，测量引锭杆的移动距离。
通过对采样数据进行处理和计算，可以推算出引锭杆的实时长度。
4. 显示与控制：计算得到的引锭杆长度会被传输到连铸机的控制系统中，并用于监测和控制连铸过程。
此外，引锭杆长度也可以在操作界面上显示出来，供工作人员实时观察。
通过对引锭杆长度的跟踪，连铸机能够准确地控制引锭杆的
位置和移动速度，以确保钢水流动的稳定性和连铸的正常进行。
同时，引锭杆长度的监测也有助于及时发现潜在的问题或异常情况，以避免产生质量问题或生产事故。
板坯连铸机上装引锭杆系统技术讲座1.前言在连铸机中，引锭杆的作用是引锭和拉坯。
由于结晶器内腔是上下开口的，开浇前需将引锭杆上端的引锭头深入结晶器内，作为结晶器的活底，尾端则在拉矫辊中，开浇后，随着钢液的凝固，铸坯端部和引锭头凝结为一体，被拉矫辊一同拉出。
当引锭头通过拉矫机后，便将引锭杆和铸坯脱开，将引锭杆送至引锭杆存放处，留待下一次浇注时使用。
在这一过程中所需的设备如引锭杆，脱引锭装置，引锭杆存放装置等统称为引锭装置。
引锭杆从结晶器上口进入称为上装方式，引锭杆从结晶器下口进入结晶器，称为下装方式。
装入方式不同，所需要的设备也不同。
上装引锭杆一般应有引锭杆车、脱锭装置、导卫装置、卷扬装置、防落装置等主要设备。
下装引锭杆装置所需设备除了引锭杆外主要还包括脱锭装置和引锭杆存放装置。
2.上装方式与下装方式的性能比较3.主要特点上装方式在上表所列的性能特点中，最主要的特点是缩短了连铸机的准备时间，提高了连铸作业率。
下面通过实例计算比较两种不同装入方式的生产准备时间。
在已知浇注断面、冷却条件、铸坯拉速、辊列布置和引锭杆装入速度以及其它生产准备时间相同的条件下，便可计算出两种不同装入方式的准备时间。
下面以首秦公司2＃板坯连铸机上装引锭杆系统为例说明：参数如下：浇注断面：250×1930mm铸坯拉速：V拉＝1.2m/min装入引锭杆速度：V 引＝1.2m/minA O ＝ 3118mmB A ＝ 7617mmC B ＝31323mm⑴下装方式所需要的生产准备时间T 1铸坯浇注完毕，尾坯离开C 点，方可再次装入引锭杆。
引锭杆从C 点装入到结晶器A 点之后，才能进行下次浇注。
尾坯离开A 点到C 点的时间t1: gV C B B A t )(1 +==32.45min 引锭杆从C 点到A 点的时间t2: b V C B B A t )(2 +==12.98min 则 T 1＝t1＋t2＝45.43min⑵上装入方式所需的生产准备时间T 2当尾坯离开第一组夹持辊B 点之后，即可装入引锭杆。
T 2＝bg V B A A O V B A )( ++＝9.93min 比较两种装入方式，上装方式较下装方式每次节约了35.5min 的生产准备时间。
从以上比较可以看出，上装式引锭装置是提高连铸作业率的有效方法之一，所以在现代化的板坯连铸机中，上装引锭方式已取得了广泛的应用，获得了较高的经济效益。
4. 首秦公司2＃板坯连铸机上装引锭杆系统主要设备及其特点 首秦公司2＃板坯连铸机上装引锭杆系统主要包括下列设备：引锭杆、脱引锭装置、引锭杆卷扬及接收装置、安全装置、引锭杆车等。
4.1引锭杆首秦板坯连铸机的引锭杆由引锭头、引锭杆本体组成。
其中引锭头由引锭头本体和调整垫板组成（在铸造不同宽度的板坯时，用调整垫板来调整），引锭杆本体由几种不同型式的连接块和引锭杆尾组成。
其主要技术参数如下：引锭杆长度：8500mm引锭杆宽度：1240mm引锭杆厚度：185mm引锭头规格：200x1500mm、200x2000mm、200x2400mm250x1500mm、250x2000mm、250x2400mm300x1500mm、250x2000mm、300x2400mm其中，引锭杆的长度是根据驱动辊所在的位置来确定的，在引锭杆脱开引锭车时，应有足够的驱动辊数目来夹持引锭杆，防止引锭杆滑下。
引锭杆本体的宽度取决于引锭杆的装入方式。
当采用上装方式时，要求引锭杆本体也能通过结晶器，引锭头宽度可按下式选择。
B=W－2C式中：B—引锭头宽度，mmW—结晶器下口宽度（W=1.019×B0）,mmB0—铸坯公称宽度，mmC—结晶器下口与引锭头的单侧间隙，一般C=5～15mm引锭杆本体的宽度应按最小引锭头宽度选择，这样可在引锭头本体两侧加调整垫板以改变引锭头的宽度，浇注各种不同宽度的铸坯。
引锭杆本体的厚度应根据浇注的最小坯厚来决定，其厚度应小于最小铸坯厚度。
引锭头的厚度可按下式确定：T=T1－10, mm式中：T—引锭杆头的厚度，mmT1—结晶器下口厚度，T1=1.025×T0+1, mmT0—铸坯公称厚度，mm引锭杆本体链节的节距可根据总体布置的辊列来决定，以能通过扇形段为原则。
4.2脱引锭装置脱引锭装置具有脱锭和分离的作用，采用液压的方式。
主要由固定支座、液压缸和一个水冷自由辊组成。
浇注开始后，引锭杆被一起拉出结晶器，当引锭头与铸坯头部衔接处运行到脱锭位置时，检测器发出信号，脱锭开始，在脱锭的同时，脱锭装置将把引锭头及相连接部分链节抬起，并向出坯辊道方向移动，待脱锭装置的动作完成后，引锭头与铸坯已被拉开一段距离。
其主要技术参数如下：液压缸：缸径 φ160mm杆径 φ110mm行程 180mm工作压力 17.2Mpa自由辊：直径 φ302mm长度 2838mm脱引锭装置的脱锭力是根据浇铸铸坯最大断面和经同类型的脱锭装置相比较而确定的。
由实际的设计和使用经验与通过同类型的脱锭装置进行脱锭力的实测（脱锭油缸推力为50t ，浇铸铸坯最大端面为300x2200mm ）得出如下结果：如果引锭头与铸坯头部在脱锭位置较正和引锭头沟槽填加冷切削料块较均匀，则脱锭油缸表压为90～100kgf/cm 2。
如果引锭头与铸坯头部在脱锭位置歪斜和引锭头沟槽填加冷切削料块较不均匀，则脱锭油缸表压最大值不超过210kgf/cm 2。
经由换算得出实际脱锭力在10～20tf 之间，一般可按15tf 脱锭力计算，其脱锭油缸安全系数n 为： 5.31550≈=gtf tf n首秦板坯连铸机浇铸铸坯最大端面为300x2400mm ，实际最大脱锭力约为35tf ，其脱锭油缸安全系数n 为： 21735≈=gtf tf n 。
4.3引锭杆接收及卷扬装置引锭杆接收及卷扬装置具有使引锭杆卷上、对中和导向以及卷扬吊钩在达到卷扬上限位置时起分离作用。
卷扬装置主要由卷扬传动装置、接收装置、吊钩及框架组成。
卷扬传动装置由传动电机、制动器、减速机、编码器、主令控制器、卷筒及滑轮组成。
其主要技术参数如下：卷扬总载荷： 15000Kg提升速度： 0.5～5.6m/min ，卷筒转速： 9.4r/min提升高度： 18m电机功率： 30Kw电机转速： 750r/min电机变频范围：2～100Hz卷扬起吊载荷的确定：卷扬起吊载荷W j 是跟据引锭杆最大自重W 1、卷扬吊钩及其连接横梁的自重W 2、传动用的钢丝绳自重W 3和起吊用的滑轮组自重W 4之和确定的，即Wj ≥η4321W W W W +++，式中η－传动效率4.4安全装置引锭杆安全装置又叫防落装置，是一种特殊的安全装置。
当引锭杆尾部销轴到达卷扬吊钩上限位置时，尾部销轴与引锭杆车输送链钩进行交替的过程中，控制系统一旦失灵或引锭杆车的输送链条突然断裂，防落装置将楔住下落引锭杆，以防止重大事故的发生。
安全装置主要包括：电液推杆、摇臂机构、凸轮和框架。
其主要技术参数如下：电液推杆的电机功率：0.55Kw工作行程：600mm最大速度：110mm/S4.5引锭杆车引锭杆车位于浇注平台上，其动作过程可简述如下：存放引锭杆的引锭杆车运行到结晶器上方时，将引锭杆装入到结晶器内。
浇注开始后，引锭杆同铸坯一起被拉出结晶器。
引锭杆车返回到引锭杆的收容端。
当引锭杆的尾部经过脱锭装置碰到安装在接收装置附近的光电开关控制器时，卷扬装置的吊钩钩住引锭杆尾部销轴并将引锭杆吊起卷上，在吊起卷上的过程中，引锭杆头部将分别通过脱引锭装置、接收装置和防落装置。
由于卷扬吊钩钩住引锭杆尾部销轴后继续运行，在卷扬吊钩到达卷扬上限位置时，引锭杆尾部销轴将被转换到引锭杆车的输送链钩上，把引锭杆卷到车上保存起来，以备下次装入。
引锭杆车具有下列功能：（1）可把引锭杆卷上；（2）可把引锭杆输送并装入结晶器内；（3）把引锭杆卷上和装入结晶器时，可实现对中；（4）引锭杆车（输送链条）在运行过程中，可变换输送链钩的位置；（5）具有走行（从引锭杆的收容端至引锭杆的装入端，从装入返回到引锭杆的收容端）的功能。
为了实现以上功能，引锭杆车主要由以下四部分组成：输送链条装置、止动定位挡板装置、走行装置。
（1）输送链条装置输送链条装置由前部和后部链轮装配件、对中车体、输送链条链条中间部位的上、下导向托架和引锭杆装入时用的导向板组成。
（2）止动定位挡板装置引锭杆在卷上或装入时，止动定位挡板处于潜行状态。
引锭杆车的输送链钩（正向）由卷上运行变为逆向运行时，止动定位挡板用于定位并处在直立状态，它将挡住引锭杆中间部位的销轴。
由于引锭杆被止动定位挡板挡住，输送链钩（反向）还未到达引锭头的销轴位置，链钩（反向）将继续运行直到销轴接触为止，此时，输送链钩（反向）自动停止运行。
（3）对中装置对中装置由在车前部和后部的四个液压缸及与之相配合的四个行程开关装置组成。
当引锭杆发生偏移时，会碰到两侧的行程开关，行程开关即发出指令，液压缸动作将引锭杆推回原位。
（4）走行装置走行装置主要由走行车体和走行驱动装置组成。
引锭杆车的主要技术参数如下：大车走行速度： 0.6～30m/min大车行程： 18m输送链速度： 0.5～5.5m/min走行电机功率： 7.5Kw（两台）走行电机转速： 17r/min走行电机变频范围： 2～100Hz链驱动电机功率： 15Kw链驱动电机转速： 1470r/min链驱动电机变频范围：2～100Hz综上所述，上装引锭杆方式逐渐成为引锭杆装入方式的主要研究方向，在设计和使用过程中逐渐成熟并被广泛采用。
因此，对其进行研究探讨有一定的理论和现实意义。
