一種新型鋼水澆鑄記錄系統(tǒng)及其應(yīng)用

髙占華　曾文鋒　王高宏　黃麗秋(武漢重工鑄鍛有限責(zé)任公司，湖北430084)

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一種新型鋼水澆鑄記錄系統(tǒng)及其應(yīng)用

髙占華曾文鋒王高宏黃麗秋
(武漢重工鑄鍛有限責(zé)任公司，湖北430084)

摘要:介紹了一種新型的鋼水澆鑄記錄系統(tǒng)的組成、工作原理、特點以及該系統(tǒng)在生產(chǎn)過程中的實際使用情況。

關(guān)鍵詞:鋼水澆鑄;澆鑄時間;澆鑄重量;澆鑄速度;記錄系統(tǒng)

目前鋼水澆鑄的形式一般分為兩種［1］:一種是吊包澆鑄，即由鑄造起重機(jī)吊掛鋼包來完成澆鑄;另一種是澆鋼車澆鑄，即將鋼包放置在澆鋼車上來完成澆鑄。無論采用何種形式，都是依靠重量傳感器來測量鋼水澆鑄重量的變化，在澆鑄過程中一般也只有單一的重量顯示功能。

隨著煉鋼技術(shù)的不斷發(fā)展，對鋼錠(坯)的內(nèi)在質(zhì)量要求越來越高，使得鋼水在澆鑄過程中對澆鑄時間、澆鑄重量、澆鑄速度等關(guān)鍵因素的控制越來越嚴(yán)。現(xiàn)在已經(jīng)有很少一部分企業(yè)采用了澆鑄速度與電腦自動記錄的智能系統(tǒng)，但是在實際操作中不夠簡便，無法在澆鑄過程中很直觀的將所有數(shù)據(jù)反映出來。

我公司與武漢辰龍公司共同設(shè)計、開發(fā)了一種新型的鋼水澆鑄記錄系統(tǒng)，能在澆鑄過程中實時和完整的顯示出澆鑄時間、澆鑄重量、澆鑄速度，并且將整個澆鑄過程中的數(shù)據(jù)都記錄下來，在工控機(jī)中生成《鋼水澆鑄報告單》。

1　系統(tǒng)組成

整個系統(tǒng)由一個稱重單位(吊鉤稱或澆鋼車上的稱重系統(tǒng))、一個接收機(jī)、一臺工控機(jī)、一個現(xiàn)場大屏幕、一個遙控器組成。如圖1～圖4所示。

2　工作原理

2．1澆鑄重量

圖1　工控機(jī)(帶接收機(jī))Figure 1　 Industrial PC ( receiver)

圖2　顯示界面Figure 2　 Display interface

澆鑄重量是指已經(jīng)澆鑄的重量?？捎霉? 1)表示:式中G——已澆鑄的重量( kg) ;

圖3　現(xiàn)場大屏幕Figure 3　 The big screen

圖4　遙控器Figure 4　 Remote controller

G始——澆鑄開始時的總重( kg) ;

G末——澆鑄某個時間末的總重( kg)。

由于G末可以是澆鑄過程中任一時間末的總重量，因此G可以顯示澆鑄過程中任一時間已經(jīng)澆鑄的重量。

2．2澆鑄速度

澆鑄速度是指鋼流在單位時間內(nèi)的流速。可用公式( 2)表示:

式中v——澆鑄速度( t/min) ;

Δt——時間的差值( min) ;

ΔG——Δt時間內(nèi)重量的差值( t)。根據(jù)公式( 2)計算出來的澆鑄速度只是一個Δt時間段的平均澆鑄速度，而不是當(dāng)時的真實值(即瞬時澆鑄速度)。但是當(dāng)Δt越小時，v越接近于當(dāng)時的瞬時澆鑄速度，當(dāng)Δt趨近于“0”時，我們可以把這個澆鑄速度作為當(dāng)時的瞬時速度。

事實上，工業(yè)生產(chǎn)模式下澆鑄時間一般最多精確到秒，因此選取Δt時可綜合考慮工控機(jī)的運算能力。例如，Δt取0．25 s，澆鑄中0．25 s總重減少10 kg，計算出的澆鑄速度v =2．4 t/min從客觀上來說是指0．25 s內(nèi)的平均澆鑄速度，但操作中我們可以把它作為當(dāng)時的澆鑄速度來參考。

2．3工作過程

( 1)鋼水澆鑄過程中，稱重單位不間斷測量鋼水的重量變化，并通過無線發(fā)射機(jī)將重量數(shù)據(jù)不停地發(fā)射到接收機(jī)。

( 2)接收機(jī)接收稱重單位發(fā)送的重量變化信號，然后將數(shù)據(jù)信號輸入到工控機(jī)中。

( 3)工控機(jī)根據(jù)數(shù)據(jù)信號記錄澆鑄時間，計算出澆鑄重量和澆鑄速度，并同步將澆鑄時間、澆鑄重量和澆鑄速度顯示在現(xiàn)場大屏幕上。同時，工控機(jī)在內(nèi)部自動形成澆鑄曲線、生成澆鑄報告存檔備查。

3　系統(tǒng)特點

( 1)操作簡便。可通過遙控器隨時啟動和關(guān)閉系統(tǒng)的運行。

( 2)顯示直觀。澆鑄時間、澆鑄重量、澆鑄速度直觀顯示在現(xiàn)場大屏幕上。此外，澆鑄速度可預(yù)先設(shè)定一個工藝參考值并顯示在現(xiàn)場大屏幕上，便于操作人員參照調(diào)整控制。

( 3)兼容性好。系統(tǒng)不啟動時，不影響現(xiàn)場的常規(guī)重量顯示，具有較強(qiáng)的兼容性。

( 4)環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)。該系統(tǒng)采用無線傳輸技術(shù)，能很好的滿足冶金等行業(yè)高溫、高輻射的惡劣環(huán)境。

( 5)即時性強(qiáng)。由于選取的Δt很小，計算的澆鑄速度可以作為即時澆鑄速度使用。

4　系統(tǒng)在實際生產(chǎn)中的應(yīng)用

應(yīng)用該系統(tǒng)在澆鑄過程中可以即時知曉澆鑄時間、澆鑄重量、澆鑄速度等重要參數(shù)。

當(dāng)澆鑄人員打開水口時通過遙控器啟動系統(tǒng)開始，現(xiàn)場大屏幕即時顯示已澆鑄的時間、已澆鑄的重量和瞬時澆鑄速度，同時系統(tǒng)開始記錄，并同步生成《鋼水澆鑄報告單》。

應(yīng)用該系統(tǒng)，可以了解操作人員對澆鑄過程的控制情況。

圖5是澆鑄一支35 t鋼錠時所產(chǎn)生的澆鑄速度曲線。從曲線可以看出:在澆鑄開始后的前2 min時間里，由于鋼包的澆鑄口在剛打開時澆鑄速度瞬間變大，澆鑄工開始調(diào)節(jié)鋼包澆鑄口的大小來控制澆鑄速度。經(jīng)過2次調(diào)整將澆鑄速度調(diào)整到2 t/min的工藝要求范圍內(nèi)。2 min～14 min之間，由于鋼包內(nèi)鋼水的不斷減少鋼水的壓力變小，自然澆鑄速度會慢慢變小。因此在此區(qū)間澆鑄工分三次將鋼包澆鑄口開大來保證澆鑄速度。14 min～24 min，澆鑄工進(jìn)行了帽口的補(bǔ)縮澆鑄。

圖5　澆鑄速度曲線Figure 5　 Curve of casting speed

從圖5可以看出:在澆鑄的前期用時2 min多才達(dá)到要求的澆鑄速度，期間調(diào)節(jié)的時間過長;在隨后澆鑄過程中的三次調(diào)節(jié)時，動作過大，使?jié)茶T曲線不夠平穩(wěn)形成三個鋸齒形。因此，總體的澆鑄過程不夠理想。

5　結(jié)論

( 1)新型的澆鑄系統(tǒng)具有操作簡便、顯示直觀、兼容性好、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)、即時性強(qiáng)等特點。

( 2)該系統(tǒng)可實現(xiàn)在澆鑄過程中對澆鑄時間、澆鑄重量、澆鑄速度等關(guān)鍵因素的實時顯示和完整記錄。

( 3)通過該系統(tǒng)可以了解操作人員對澆鑄過程的控制情況。

參考文獻(xiàn)

［1］德國鋼鐵學(xué)會編，中國金屬學(xué)會譯。鋼鐵生產(chǎn)概覽。北京:冶金工業(yè)出版社，2011．

編輯傅冬梅

A New Type of Recording System for Molten Steel Casting and Its Application

Gao Zhanhua，Zeng Wenfeng，Wang Gaohong，Huang Liqiu

Abstract:This paper introduces the composition，working principle，features of the new type of recording system for molten steel casting and its actual application situation during manufacturing process．

Key words:molten steel casting; casting time; casting weight; casting speed; recording system

收稿日期:2014—07—16

文獻(xiàn)標(biāo)志碼:B

中圖分類號:TF775