連鑄自動化系統優化改造

孫海曉

（河鋼集團宣鋼公司，河北 宣化 075100）

為進一步提高鑄坯質量，使電磁攪拌系統和末端攪拌技術發揮更大的作用，實施電攪、末攪、拉矯輥抱閘和液壓壓力、鑄坯單支稱重等系統進行優化改造。針對提高鑄坯質量和新品種開發的連鑄自動化優化和應用優化了電磁攪拌及末端攪拌維護手段，采用線下測試柜和備用柜，建立電攪實驗平臺，模擬電攪使用環境，掌握各電攪結晶器的狀態，隨時備用投入生產，有效降低電攪設備故障率，保障品種鋼冶煉，提高連鑄坯成材率。

1 應用背景

近年來隨著公司普轉優和兩化融合的深入推進，對煉鋼生產質量和冶煉節奏提出新的要求，如何通過優化和應用先進的自動化和信息化控制技術為煉鋼生產服務顯得極為重要。

實施以滿足提高鑄坯質量和新品種開發的需求為目標，優化電磁攪拌及末端攪拌維護手段，增加線下測試柜及備用柜，提高電攪在線運行率；對連鑄機拉矯輥抱閘改造；增加拉矯輥液壓壓力變送器和上位機觀測點；實施鑄坯單支稱重，變理論計重為實際計重，提高鑄坯成材率。

2 實施方案

（1）優化電攪末端攪拌維護手段。電磁攪拌及末端攪拌為連鑄機生產品種鋼的必須運行的系統，系統運行的穩定性直接影響品種鋼的質量和生產節奏，而品種鋼又成為我廠目前生產的主旋律。為了保證電攪系統及末攪系統的正常運行，在短暫的停機更換結晶器的時間內對電攪線纜采取具體的、有針對性的措施，保證拉鋼過程中的運行。同時在線下對下線的電攪結晶器專門設置一臺測試柜，模擬電攪使用環境，從而掌握各電攪結晶器的狀態，對能否上線運行提供依據。設置電攪運行備用柜，在拉鋼過程中可以通過修改參數等手段將備用柜投入使用，代替出現故障的電攪柜使用。同時利用現有電攪系統的PLC，采集電攪運行信號和崗位操作信號進行數據邏輯運算，判斷電攪運行情況，及時進行聲光報警和畫面預警，建立電攪運行預警機制，提高電攪系統運行率，減少廢坯，提高成材率。

（2）連鑄機拉矯輥抱閘改造。連鑄機拉矯機抱閘系統自投入以來故障率較高，經考察分析認為原有抱閘系統為抱閘線圈得電機械結構打開，此種工作方式在連鑄機拉鋼過程中抱閘線圈始終得電，線圈過熱導致運行壽命較短，研究決定將抱閘系統改造為抱閘線圈失電機械結構打開，得電抱死，改造后拉鋼過程中抱閘線圈不得電，經實際運行一段時間后觀察到抱閘線圈的使用壽命明顯延長。具體改造是通過改動現場抱閘結構以及修改PLC程序當中控制抱閘的輸出點與拉矯機變頻器的運行狀態字之間的聯鎖來實現的。

（3）拉矯輥液壓增加上位機觀測點。連鑄機拉矯機拉矯輥的升降為電磁閥控制液壓驅動，在使用過程中由于無法觀測實際拉矯輥的液壓壓力，存在諸多不便。因此決定增加拉矯輥壓力的監測點，在拉矯機液壓站相應的液壓設備上增加壓力變送器檢測實際使用過程中管路的壓力，同時將檢測信號傳輸至PLC當中，通過組態軟件顯示到上位機，便于崗位操作人員隨時觀察。同時設定液壓壓力的上限及下限報警點，當壓力超限時提醒崗位人員注意，及時通知液壓維修人員處理。

（4）增加鑄坯單支稱重系統。連鑄機區域增加鑄坯單支稱重系統，安裝稱重傳感器，敷設線纜，安裝儀表、設置參數，配置稱重臺液壓升降系統操作箱，系統整體調試，實現鋼坯單支稱重，保證鋼坯稱量的準確性，提高生產質量。

（5）實施切割優化。實施換中包和拉尾坯的切割優化，方便崗位操作人員對換中包水口、拉尾坯過程鑄坯切割優化。之前連鑄機使用人工優化切割，即崗位依靠經驗判斷該流是否可以降拉速更換中包水口。無法精確計算得到換水口的時刻，有可能使換水口時產生的有缺陷鑄坯出現在一根鑄坯的中段，造成該鑄坯浪費。使用QES的換水口切割優化功能后，實現了將換中包水口時產生的不合格或可疑鑄坯剛好在坯頭或坯尾，保證了將鑄坯最大限度的切割成正常坯，提高了鋼水收得率，減少了鑄坯浪費。

圖1為中包換水口模式下的切割優化畫面。在畫面中，第九流指示燈變為綠色，提示崗位工該流已經滿足了降拉速換水口的條件。

圖1 中包換水口模式下的切割優化

3 實施效果

連鑄電攪優化、拉矯改造、鑄坯單支稱重改造投用后，連鑄工藝設備運行率明顯提高，極大的提高了品種鋼的成材率。其中電攪在線運行率由95.7%提升至97.5%，提高了1.8%。連鑄電攪系統的在線運行率決定品種鋼的冶煉成功率，當連鑄鑄流電攪不能運行或者澆鑄過程中電攪故障停止運行，所澆注鋼坯將做改判或者甩廢處理，因此提高電攪運行率將顯著提高品種鋼成材率，同時鑄坯稱量準確性的提高同樣極大的提高了品種鋼的成材率。

4 結語

目前國內先進鋼企都采用了電磁攪拌技術，取得了良好的效果。創新電磁攪拌及末端攪拌維護手段，引入線下測試柜和備用柜，建立電攪實驗平臺，模擬電攪使用環境，有效提高電攪設備故障率。同時引入鑄坯單支稱重系統，轉變思路，用鑄坯實重代替理論計重，實現精準計量，保證鋼坯稱量的準確性，有效的提高鑄坯成材率。連鑄電攪優化、拉矯改造、鑄坯單支稱重改造投用后，電攪系統運行穩定，明顯提高了品種鋼冶煉電攪在線運行率，同時連鑄工藝設備運行率明顯提高，變鑄坯理論計重為實際稱量計重，鑄坯計重準確性明顯提高，極大的提高了品種鋼的成材率，促進了連鑄品種鋼冶煉質量的提升。