萊鋼800mm圓坯連鑄機全自動澆鑄技術的研究與應用

徐曉鶴（山東鋼鐵股份有限公司萊蕪分公司自動化部,山東萊蕪271104）

萊鋼800mm圓坯連鑄機全自動澆鑄技術的研究與應用

徐曉鶴
（山東鋼鐵股份有限公司萊蕪分公司自動化部,山東萊蕪271104）

弧形連鑄機全自動澆鑄系統是連鑄生產的一項非常重要的技術，此項技術的成功應用一方面替代了操作人員完成澆鑄工作，提高了作業率，降低了勞動強度，同時也對提升產品質量具有重要作用，該系統模仿人工開澆的過程，將整個澆鑄過程分為起步、啟動及正常澆鑄三個階段，將中間包液位控制、結晶器液位檢測、中間包塞棒控制、大包滑動水口系統全面聯系起來，實現系統的集中控制，從而將結晶器液面穩定在10mm誤差范圍內，實現系統的全自動澆鑄。

中間包液位控制；塞棒控制；自動開澆

特鋼800mm大圓坯連鑄機自動控制系統，使企業的設計自動化、生產過程自動化、設備智能化的水平有很大提高。在知識創新、設備成果、節能減排、提升企業產品質量及多樣性及經濟與社會效益等方面都取得了較好的收獲。

1　主要思路及技術路線

1.1工藝現狀

國內的多數連鑄機還不能實現全自動澆鑄，而依靠操作人員進行澆鑄的技術存在很多弊端，其中操作不穩定容易引起質量缺陷就是一個非常嚴重的問題，為了提升產品質量，結合大圓坯連鑄機生產的實際，開發了全自動澆鑄系統，提升產品的質量，提升自動化水平，同時減輕操作人員的勞動強度。

1.2系統配置

本系統主要系統包括公用PLC控制系統、鑄流PLC控制系統、電磁攪拌控制系統和火切控制系統，其中公用PLC和鑄流PLC均選用西門子S7-400系列，電磁攪拌系統選用S7-1200，火切控制系統采用S7-300系列，PLC之間采用以太網通訊方式，PLC主站和遠程站之間采用Profibus-DP通訊方式。

1.3關鍵技術

中間包液位控制，確保鋼水質量，減少鋼渣卷入結晶器，保證質量；

結晶器液位控制，保持結晶器液位的恒定，減少液面的波動，減少坯殼和內部裂痕；

鑄坯自動跟蹤，實現自動脫引錠、自動切割、自動運輸等，減少人工干預；

拉速自動計算，根據鋼組的凝固特性自動計算拉速，確保鋼水安全、高效的拉出。

2　主要技術方案

2.1建立光纖環網及工業現場總線

采用可靠性較高的雙光纖冗余環網：

（1）采用工業現場總線及工業以太網通訊，采用了雙光纖冗余環網通訊，以保證通訊的質量，最大限度降低信號干擾。

（2）由于采用了雙光纖冗余環網通訊，大幅提高了系統可靠性，避免中間發生斷路，影響系統的通訊。

（3）傳動系統采用了分組設計通訊的，即同組設備掛靠在不同的工業現場總線上，這樣，單條網絡發生故障不會影響到生產節奏，系統的可靠性大大增強。

2.2故障預警系統

連鑄機控制系統結構復雜，發生故障處理不及時，易造成停澆，帶來重大經濟損失，另外，關鍵安全條件得不到確認，還會造成人身傷害事故。為了提高該系統的安全性，開發了故障預警系統，將關鍵設備報警及聯鎖信息集成到監控界面，采用聲光報警方式提醒操作人員進行應急響應。

2.3結晶器液面自控系統

結晶器液面自控系統實現了系統自動開澆,結晶器液面自控的優劣決定著能否生產質量穩定的連鑄坯,也能夠提高開澆成功率,增加連鑄比,為多爐連澆提供條件。

鋼水進入中間包并達到設定值以后,塞棒打開，進行澆鑄，生成塞棒運動圖,該圖可通過HMI設定或二級系統獲得，在每單元的時間內,塞棒快速達到指定位置。當液位到達連鑄機開澆需要的液位時,開始澆鑄。

2.4引錠桿定位跟蹤功能

實現自動送引錠桿功能，該功能開始后，引錠桿定位功能啟動，測量輥或拉矯機編碼器對引錠桿頭部位置進行定位，引錠桿頭部進入拉矯機，各臺拉矯機依次落下，隨著送引錠桿的繼續前進，當引錠桿端部距離結晶器1.5m時，功能停止，轉為手動送桿，以避免發生意外，直到全部將引錠桿送到結晶器內適當位置。

3　結語

連鑄生產過程中存在的工藝參數較多且復雜、設備繁瑣、信息數據量量大，該控制系統集成了多套子系統，它們間互相通訊、控制，通過雙閉環PID調節等控制技術，產品質量得到了大幅度的提升；由于自動化程度的提高，現場操作人員的勞動強度得到大大降低，所需要的操作人員數量大大減少；由于設計理念的領先性，現場出現的一些設備故障可以在出現前得到預警和控制，從而提升了系統的穩定性；新增加了故障判斷系統，一些故障可以直接從控制系統界面上獲取，較多的節省了故障響應處理的時間，降低了人力成本，提高了工作效率。

徐曉鶴（1983—），男，山東濟南人，本科，工程師，研究方向：工業自動化控制軟件工程。