【摘要】：連鑄的工藝技術(shù)就是將在液態(tài)下的鋼利用連鑄機(jī)澆鑄、冷凝和切割從而得到的鑄坯。這種連鑄技術(shù)能夠提升鋼材的成材率,起到節(jié)約能源的作用。另外,該技術(shù)還能夠?qū)崿F(xiàn)煉鋼澆鑄的自動(dòng)化和連續(xù)化,對(duì)于改善工人作業(yè)環(huán)境、減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度具有積極的意義,可以說這種技術(shù)是煉鋼生產(chǎn)的中心環(huán)節(jié)。近年來,隨著工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的快速發(fā)展,越來越多的鋼鐵企業(yè)對(duì)自身的工藝及技術(shù)進(jìn)行了創(chuàng)新和升級(jí)改造,連鑄生產(chǎn)是鋼鐵生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié),其電氣自動(dòng)化控制的實(shí)現(xiàn),顯得迫在眉睫。本文基于連鑄機(jī)的電氣控制系統(tǒng)的電氣控制原理,結(jié)合連鑄機(jī)的生產(chǎn)技術(shù)要求和工藝流程,對(duì)連鑄生產(chǎn)系統(tǒng)中中包車、扇形段、結(jié)晶器以及鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái)等關(guān)鍵的設(shè)備進(jìn)行了大量的研究,設(shè)計(jì)了連鑄生產(chǎn)系統(tǒng)中包括平臺(tái)控制區(qū)域、鑄流區(qū)域、后控制區(qū)域以及儀表控制區(qū)域在內(nèi)的主要控制結(jié)構(gòu)的電氣控制系統(tǒng),制定了與生產(chǎn)相適應(yīng)的電氣自動(dòng)化控制方案,更好地滿足了連鑄生產(chǎn)工藝的要求。在關(guān)鍵技術(shù)中,本文著重對(duì)連鑄系統(tǒng)的結(jié)晶器液位自動(dòng)控制及結(jié)晶液壓振動(dòng)進(jìn)行了研究和設(shè)計(jì),提出了采用雙閉環(huán)PID并結(jié)合塞棒調(diào)節(jié)及結(jié)晶器液位檢測(cè)裝置的方法來實(shí)現(xiàn)對(duì)結(jié)晶器液位的控制。本文對(duì)液位的自動(dòng)調(diào)節(jié)技術(shù)的實(shí)現(xiàn),使連鑄機(jī)具備了自動(dòng)開澆的功能,對(duì)結(jié)晶器振動(dòng)控制技術(shù)融入模糊控制的方法,提升了原連鑄生產(chǎn)系統(tǒng)的精度。經(jīng)過仿真實(shí)驗(yàn)表明,給出的方法可有效提高控制精度。本文開發(fā)和設(shè)計(jì)的連鑄機(jī)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)已成功應(yīng)用于某鋼廠一號(hào)板坯連鑄機(jī)工程。應(yīng)用結(jié)果說明,該連鑄生產(chǎn)系統(tǒng)可靠穩(wěn)定,所生產(chǎn)的鑄坯質(zhì)量良好,生產(chǎn)效率得到了有效的提高,節(jié)能降耗作用顯著。
【圖文】：

爐生產(chǎn)液態(tài)鋼水，然后利用精煉爐對(duì)生產(chǎn)出的鋼水進(jìn)行精煉，最后根據(jù)實(shí)際需要，利用切割裝置對(duì)冷凝的鋼水進(jìn)行切割處理從而制成不同規(guī)格的鑄坯的過程。這種生產(chǎn)工藝主要包括結(jié)晶器、切割以及鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái)等設(shè)備。圖2-1為板坯連鑄工藝的簡(jiǎn)圖。圖2-1 板坯連鑄工藝簡(jiǎn)圖根據(jù)圖2-1所示，，連鑄的工藝原理為[21-22]：首先對(duì)有強(qiáng)制水冷的結(jié)晶器連續(xù)澆鑄入高溫的液態(tài)鋼水，待液態(tài)鋼和引錠頭凝結(jié)后，冷卻的鋼水冷凝并形成帶有液芯的坯殼，然后利用引錠頭將坯殼從結(jié)晶器的底部拉出，最后利用切割裝置對(duì)冷凝后的坯殼進(jìn)行切割，從而制成一定尺寸的坯料。板坯連鑄設(shè)備生產(chǎn)流程大致為：液態(tài)鋼水由鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái)運(yùn)送到指定的澆鋼目的地澆注至中間包中，然后鋼水由中包車運(yùn)送至結(jié)晶器處進(jìn)行澆注。澆注入結(jié)晶器中的鋼水經(jīng)過凝固和振動(dòng)后形成一定的殼體厚度，鑄坯逐漸成型。最后，脫錠裝置將鑄坯與引錠完全拉離，再經(jīng)過切割裝置加工成具有一定規(guī)格尺寸的坯材。其主要生產(chǎn)工藝流程圖

有制定頻率和振幅的振動(dòng)曲線，并基于實(shí)時(shí)傳輸來的位置信號(hào)對(duì)曲面的狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整。最后，將計(jì)算、調(diào)整后的振動(dòng)信號(hào)傳送至伺服系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)連鑄機(jī)結(jié)晶器振動(dòng)系統(tǒng)的穩(wěn)定、準(zhǔn)確運(yùn)行。圖2-3為振動(dòng)系統(tǒng)控制原理圖，圖2-4為振動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。主控式計(jì)算機(jī) PLC 曲線生成器控制器伺服閥液壓缸結(jié)晶器液壓站圖 2-3 振動(dòng)系統(tǒng)控制原理圖伺服放大器 伺服閥液壓驅(qū)動(dòng)設(shè)備控制裝置液壓驅(qū)動(dòng)設(shè)備-+圖 2-4 振動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖作為工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)中最主要的控制方式之一，PID方法被用于連鑄生產(chǎn)系統(tǒng)的結(jié)晶器振動(dòng)控制中，由于這種控制方法穩(wěn)定可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、容易調(diào)節(jié)，因此，這種利用比例、積分、微分的控制方式在工業(yè)控制應(yīng)用中較為普遍。圖2-5為PID控制系統(tǒng)原理圖。圖 2-5 PID 控制系統(tǒng)原理圖PID控制器有三部分組成，這三部分分別由比例、積分和微分三部分構(gòu)成。它的數(shù)學(xué)描述形式為。
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TF345

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2615487