連鑄自動加保護(hù)渣的研究與實現(xiàn)

付智濤

摘 要：現(xiàn)在100噸兩臺鑄機(jī)均是在生產(chǎn)時人工增加保護(hù)渣，造成保護(hù)渣的浪費、影響鑄坯質(zhì)量、自動化水平較低、增加工人勞動強(qiáng)度。通過PLC控制可實現(xiàn)自動加渣系統(tǒng)，應(yīng)用自動加渣系統(tǒng)可以提高連鑄自動水平，減輕了工人勞動強(qiáng)度；適時適量加渣，提高鋼坯的質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：鑄坯；加渣；質(zhì)量

中圖分類號：TM402 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）04-0100-02

1 概述

100噸連鑄現(xiàn)在有兩臺連鑄機(jī)，每臺鑄機(jī)有8流拉鋼，在生產(chǎn)特種鋼時需要在使用浸入式水口澆鑄，這樣就需要增加保護(hù)渣，保護(hù)渣是增加連鑄鑄坯質(zhì)量和拉鋼操作正常的重要手段。

結(jié)晶器鋼水液面保護(hù)澆鑄技術(shù)是現(xiàn)代連鑄技術(shù)的重要組成部分，傳統(tǒng)的保護(hù)渣給料采用人工加渣方式，是由工人直接往結(jié)晶器內(nèi)不定期地推入一定量的保護(hù)渣，人工加渣易造成加渣時間節(jié)點不均衡、加渣量時多時少不容易掌控，且人工加渣在實現(xiàn)加渣的同時不能在線采集鑄機(jī)實時拉速及鋼水工藝參數(shù)，容易造成鑄坯脫坯質(zhì)量的不相同，從而影響整個鑄坯的表面質(zhì)量及減短結(jié)晶器銅管的在線使用壽命等，結(jié)合上述加渣工藝概況提高連鑄機(jī)自動化水平、保證鑄坯質(zhì)量、降低人工成本，目前已成為鋼企首要選擇，而連鑄機(jī)自動加渣系統(tǒng)是目前生產(chǎn)品種鋼逐步采用的產(chǎn)品。

連鑄采用浸入式水口保護(hù)渣澆鑄至今30多年，是成熟、穩(wěn)定的連鑄工藝，擴(kuò)大連鑄品種，提高連鑄鑄坯質(zhì)量和產(chǎn)量都是一項有效的技術(shù)。

保護(hù)渣作用：（1）穩(wěn)定連鑄工藝。保證生產(chǎn)順利進(jìn)行。（2）提高鑄坯的表面和皮下質(zhì)量。使用保護(hù)渣的主要優(yōu)點是：（1）絕熱保溫。（2）隔絕空氣，防止鋼液二次氧化。（3）凈化鋼水液面和吸附鋼水中的雜質(zhì)。（4）潤滑坯殼、改善凝固傳熱。

2 系統(tǒng)構(gòu)成和工作原理

2.1 系統(tǒng)構(gòu)成

本系統(tǒng)由渣料斗、渣管道、過濾減壓閥、壓力調(diào)節(jié)閥、電磁閥、氣控夾緊閥、電氣控制柜、PLC、觸摸屏等組成。

2.2 工作原理

本系統(tǒng)渣料斗的保護(hù)渣由連接管道到達(dá)受控夾緊閥，電磁閥通電及斷電時間控制夾緊閥的開關(guān)時間，從而控制加渣量。加渣電磁閥在未通電狀態(tài)，夾緊閥關(guān)閉下渣管道，加渣電磁閥通電后，夾緊閥打開下渣管道，保護(hù)渣由渣料斗經(jīng)夾緊閥自由下落進(jìn)入吹渣管，加渣電磁閥通電及斷電時間由現(xiàn)場操作箱上的觸摸屏設(shè)定，通過PLC控制，加渣閥斷電后下渣管道重新關(guān)閉，此時，吹渣電磁閥通電開始吹渣，壓縮空氣將保護(hù)渣由吹渣管均勻吹入結(jié)晶器銅管口內(nèi)，通過調(diào)整出渣口外形及位置以保證渣均勻吹入，從而實現(xiàn)自動加渣。如圖1原理示意圖。

3 主要部件說明

3.1 自動加渣系統(tǒng)由機(jī)械、電氣、軟件三部分組成

（1）機(jī)械部分：主要是料斗、加渣管、吹渣管、截止閥、氣源柜等部分。

過濾減壓閥：進(jìn)一步過濾空氣中的水份及加渣和給吹渣提供合適的氣壓。

電磁閥：通過電信號來控制電磁閥的通斷從而控制壓縮空氣的通斷；

手動閥1：手動控制渣路開關(guān)的閥門；

手動閥2：手動控制加渣量的大??；

夾緊閥：控制渣路的開啟與關(guān)閉，夾緊閥開啟時有渣，關(guān)閉時無渣。

（2）電氣部分：西門子300PLC；西門子數(shù)字量輸入和輸出模塊。

（3）軟件部分：西門子公司提供的STEP7編制程序和WinCC軟件開發(fā)。

3.2 操作畫面的設(shè)計

在主控室安裝操作畫面，加渣時間、吹渣時間、加渣周期在操作畫面上設(shè)置，時間單位可以精確到100ms。

操作畫面中設(shè)計加渣自動和加渣手動，當(dāng)選擇手動時可以手動開關(guān)加緊閥和吹渣閥，當(dāng)選擇自動時加渣自動下料噴吹。

功能介紹：

加渣時間設(shè)置：根據(jù)拉速設(shè)置加渣的時間。

吹渣時間設(shè)置：根據(jù)拉速設(shè)置吹渣的時間，即：加渣量。

加渣時間間隔設(shè)置：根據(jù)拉速設(shè)置每次加渣的時間間隔，保證結(jié)晶器內(nèi)的加渣量。

加渣開始：開始加渣，自動開始加保護(hù)渣。

加渣停止：當(dāng)停止生產(chǎn)時，按下按鈕后停止加渣。

3.3 工作流程

如圖2。

3.4 操作說明

按下畫面上的自動加渣按鈕，即可進(jìn)入自動加渣過程，控制柜上的電磁閥自動加渣。系統(tǒng)開始工作，默認(rèn)時間是0.5秒，此時加渣電磁閥打開。之后開始吹渣，默認(rèn)時間為1秒，此時吹渣開始。吹渣完畢即進(jìn)入加渣間隔時間，此時即不加渣也不吹渣，默認(rèn)時間是8.5秒。按照這個過程自動循環(huán)執(zhí)行。

（1）時間顯示：操作畫面上分別有：加渣時間設(shè)置，吹渣時間設(shè)置，加渣間隔設(shè)置。在時間設(shè)置處顯示當(dāng)前的時間。若本檔位時間已調(diào)節(jié)，則顯示調(diào)節(jié)后的時間。（2）時間修改：若修改當(dāng)前時間，在操作畫面上相應(yīng)的時間設(shè)置處鍵入要修改的時間。例如，現(xiàn)在加渣時間顯示為25，即：2.5s。要改為3s，即在加渣時間處鍵入30，在畫面上顯示為30。

3.5 設(shè)備安裝

（1）現(xiàn)場安裝固定電氣控制柜，電氣控制柜依現(xiàn)場情況安裝。（2）料斗組件的安裝：結(jié)合現(xiàn)場實際情況確定料斗組件的具體安裝位置，并在對應(yīng)位置開一個Φ50孔，以便通過管件，根據(jù)實際需要確定采用焊接或螺栓聯(lián)接方式固定料斗，將濾網(wǎng)安裝在料斗內(nèi)，將料斗蓋蓋在料斗上。（3）管路的安裝：將內(nèi)接頭、球閥依次組裝成一體，并在組裝一體的組件另一端與已組裝好的夾緊閥上連接蓋聯(lián)接在一起組成控制閥件組。（4）夾緊閥的組裝：用柴油將各組裝金屬零件清潔干凈，將夾緊閥體內(nèi)腔用機(jī)油（或黃油）涂抹均勻，采用擠壓方式將橡膠管件裝入夾緊閥體內(nèi)，將兩個壓緊圈分別裝入橡膠管件的兩端，將連接蓋用螺栓聯(lián)接方式安裝在夾緊閥體的一端，將吹渣管用螺栓聯(lián)接方式安裝在夾緊閥體的另一端，將內(nèi)牙直通的一端聯(lián)接在夾緊閥體上，另一端與鋁塑復(fù)合管相連接。（5）吹渣管路的組裝：將鋁塑復(fù)合管一端安裝在已組裝好的夾緊閥上吹渣管上，并用管夾（或鐵絲）緊固，將夾布膠管一端安裝在吹渣口組件中伸縮管的內(nèi)管上， 并用管夾（或鐵絲）緊固，將吹渣口組件中伸縮管的外管安裝在支架上，并用螺栓緊固。再將外牙直通、拉桿式快換接頭與下面的夾布膠管通過英制錐管外螺紋接頭連接。（6）自動加渣機(jī)構(gòu)在不工作時與工作前的裝卸： 斷開聯(lián)接在夾緊閥體上的快換氣管接頭，斷開聯(lián)接在吹渣管上的快換氣管接頭，斷開彎管與球閥連接處的活接頭，斷開夾布膠管與吹渣管處的聯(lián)接，形成吹渣管路和兩部分，松開吹渣管路中的支架螺栓，取下吹渣口組件，將控制閥件組、吹渣管路和支架放置在專門的存放地點。

4 實施效果

在布料均勻使鋼坯質(zhì)量大幅度的提高，并且減少了工人的勞動強(qiáng)度。在1#連鑄機(jī)上應(yīng)用后效果明顯。

參考文獻(xiàn)

[1]王玉霞，楚志寶，楊曉玲.連鑄結(jié)晶器保護(hù)渣的應(yīng)用與分析[J].連鑄，2004，（1）：41-43.

[2]楊曉江.薄板坯連鑄結(jié)晶器保護(hù)渣技術(shù)[J].煉鋼，2002，17（2）：31-42.