連鑄自動加保護渣的研究與實現

付智濤

摘 要：現在100噸兩臺鑄機均是在生產時人工增加保護渣，造成保護渣的浪費、影響鑄坯質量、自動化水平較低、增加工人勞動強度。通過PLC控制可實現自動加渣系統，應用自動加渣系統可以提高連鑄自動水平，減輕了工人勞動強度；適時適量加渣，提高鋼坯的質量。

關鍵詞：鑄坯；加渣；質量

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

1 概述

100噸連鑄現在有兩臺連鑄機，每臺鑄機有8流拉鋼，在生產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渣，保護渣是增加連鑄鑄坯質量和拉鋼操作正常的重要手段。

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

連鑄采用浸入式水口保護渣澆鑄至今30多年，是成熟、穩定的連鑄工藝，擴大連鑄品種，提高連鑄鑄坯質量和產量都是一項有效的技術。

保護渣作用：（1）穩定連鑄工藝。保證生產順利進行。（2）提高鑄坯的表面和皮下質量。使用保護渣的主要優點是：（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。（4）潤滑坯殼、改善凝固傳熱。

2 系統構成和工作原理

2.1 系統構成

本系統由渣料斗、渣管道、過濾減壓閥、壓力調節閥、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

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

3 主要部件說明

3.1 自動加渣系統由機械、電氣、軟件三部分組成

（1）機械部分：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：手動控制渣路開關的閥門；

手動閥2：手動控制加渣量的大?。?/p>

夾緊閥：控制渣路的開啟與關閉，夾緊閥開啟時有渣，關閉時無渣。

（2）電氣部分：西門子300PLC；西門子數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。

3.2 操作畫面的設計

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置，時間單位可以精確到100ms。

操作畫面中設計加渣自動和加渣手動，當選擇手動時可以手動開關加緊閥和吹渣閥，當選擇自動時加渣自動下料噴吹。

功能介紹：

加渣時間設置：根據拉速設置加渣的時間。

吹渣時間設置：根據拉速設置吹渣的時間，即：加渣量。

加渣時間間隔設置：根據拉速設置每次加渣的時間間隔，保證結晶器內的加渣量。

加渣開始：開始加渣，自動開始加保護渣。

加渣停止：當停止生產時，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，即可進入自動加渣過程，控制柜上的電磁閥自動加渣。系統開始工作，默認時間是0.5秒，此時加渣電磁閥打開。之后開始吹渣，默認時間為1秒，此時吹渣開始。吹渣完畢即進入加渣間隔時間，此時即不加渣也不吹渣，默認時間是8.5秒。按照這個過程自動循環執行。

（1）時間顯示：操作畫面上分別有：加渣時間設置，吹渣時間設置，加渣間隔設置。在時間設置處顯示當前的時間。若本檔位時間已調節，則顯示調節后的時間。（2）時間修改：若修改當前時間，在操作畫面上相應的時間設置處鍵入要修改的時間。例如，現在加渣時間顯示為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 設備安裝

（1）現場安裝固定電氣控制柜，電氣控制柜依現場情況安裝。（2）料斗組件的安裝：結合現場實際情況確定料斗組件的具體安裝位置，并在對應位置開一個Φ50孔，以便通過管件，根據實際需要確定采用焊接或螺栓聯接方式固定料斗，將濾網安裝在料斗內，將料斗蓋蓋在料斗上。（3）管路的安裝：將內接頭、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，將夾緊閥體內腔用機油（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，將兩個壓緊圈分別裝入橡膠管件的兩端，將連接蓋用螺栓聯接方式安裝在夾緊閥體的一端，將吹渣管用螺栓聯接方式安裝在夾緊閥體的另一端，將內牙直通的一端聯接在夾緊閥體上，另一端與鋁塑復合管相連接。（5）吹渣管路的組裝：將鋁塑復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）自動加渣機構在不工作時與工作前的裝卸： 斷開聯接在夾緊閥體上的快換氣管接頭，斷開聯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量大幅度的提高，并且減少了工人的勞動強度。在1#連鑄機上應用后效果明顯。

參考文獻

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

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