CN103480812B - 一种配有幅切支路的二冷水支路系统 - Google Patents

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Abstract

一种配有幅切支路的二冷水支路系统，包括至少一个支路，每个支路的配置相同，每个支路均包含一个支干路，支干路的下游并联有一个中部支路和至少一个幅切支路；将中部支路配置第一电磁流量计，第一电磁流量计下游配置第一气动调节阀，将修正后的水量通过第一PLC控制模块以模拟量信号传给第一气动调节阀，第一电磁流量计反馈信号给第一PLC控制模块；幅切支路均配置第二电磁流量计，第二电磁流量计下游配置第二气动调节阀；将修正后的水量通过第二PLC控制模块传送给第二气动调节阀，第二电磁流量计反馈信号给第二PLC控制模块，本发明可以根据工艺需求精确控制、调节幅切支路水量，使得铸坯中部和边部的冷却强度均匀。

Description

一种配有幅切支路的二冷水支路系统
技术领域
本发明属于冶金连铸设备及控制领域，特别涉及一种配有幅切支路的二冷水支路系统。
背景技术
在浇钢过程中，二冷水对铸坯进行冷却，对二冷水支路的控制实现二冷水量大小，进而控制铸坯温度。二冷水管路中包含若干个支路，每个支路包含一个支干路，支干路又分为一个中部支路和至少一个幅切支路。根据浇注铸坯宽度的尺寸不同，控制、调节不同的幅切支路和中部支路，使得铸坯角部冷却更均匀。
目前，国内外二冷水支路配置与控制是：支干路上配有手动阀门，手动阀门下游配置电磁流量计，电磁流量计下游配有气动调节阀；中部支路只配有手动阀门；幅切支路配有手动阀门，手动阀门下游配置气动切断阀。实践证明此种配置与控制方法不能满足工艺需求，存在较大不足：由于幅切支路配置只配置气动切断阀，只起开、闭功能，无法控制、调节幅切支路水量；中部支路只配有手动阀门，无法无法控制、调节中部支路水量；而且，当铸坯宽度尺寸变化后，幅切支路无法根据铸坯宽度尺寸进行合理水量调节。因此，这就使得铸坯中部和边部的冷却强度不均匀，铸坯横向温度梯度较大，增加了角部裂纹的几率。
发明内容
为了克服上述现有系统的缺陷，本发明的目的在于提供一种配有幅切支路的二冷水支路系统，本系统有效地解决了铸坯角部冷却不均匀的问题，大大提高了铸坯角部质量。
为达到上述目的，本发明技术方案如下：
一种配有幅切支路的二冷水支路系统，包括至少一个支路，每个支路的配置相同，每个支路均包含一个支干路，支干路的下游并联有一个中部支路和至少一个幅切支路；每个幅切支路的配置均相同；
所述的支干路配置第一手动球阀1，第一手动球阀1下游配置Y行过滤器2，Y行过滤器2下游配置第二手动球阀3，在第一手动球阀1上游和第二手动阀门3下游设置旁通，旁通上配置第三手动球阀4；
所述的中部支路配置有第四手动球阀5，第四手动球阀5下游配置第一电磁流量计6，第一电磁流量计6下游配置第一气动调节阀7，第一电磁流量计6和第一气动调节阀7的信号控制端均与第一PLC控制模块13相连，第一气动调节阀7下游配置第一压力变送器8，第一压力变送器8外接带有喷嘴的设备配管；
所述的幅切支路配置第五手动球阀9，第五手动球阀9下游配置第二电磁流量计10，第二电磁流量计10下游配置第二气动调节阀11，第二电磁流量计10与第二气动调节阀11的信号控制端均与第二PLC控制模块14相连，第二气动调节阀11下游配置第二压力变送器12；第二压力变送器12外接带有喷嘴的设备配管。
本发明将中部支路配置第一电磁流量计6，第一电磁流量计6下游配置第一气动调节阀7；对中部支路设置宽度修正系数fw，根据浇注铸坯宽度的不同，调节该系数，fw范围为0.8<fw≤1。通过该系数对中部支路水量进行修正，将修正后的水量通过第一PLC控制模块13以模拟量信号传给第一气动调节阀7，第一电磁流量计6反馈信号给第一PLC控制模块13，与第一气动调节阀7实现PID闭环控制。将幅切支路均配置第二电磁流量计10，第二电磁流量计10下游配置第二气动调节阀11；对每一个幅切支路设置宽度修正系数fw，通过该系数对幅切支路水量进行修正，将修正后的水量通过第二PLC控制模块14传送给第二气动调节阀11，第二电磁流量计10反馈信号给第二PLC控制模块14，与第二气动调节阀11实现PID闭环控制，可以根据工艺需求精确控制、调节幅切支路水量。这就使得铸坯中部和边部的冷却强度更加均匀，大大减少角部裂纹的几率。
附图说明
附图是本发明的支路系统图。
具体实施方法
下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。
一种配有幅切支路的二冷水支路系统，包括至少一个支路，每个支路的配置相同，每个支路均包含一个支干路，支干路的下游并联有一个中部支路和至少一个幅切支路；每个幅切支路的配置均相同；
所述的支干路配置第一手动球阀1，第一手动球阀1下游配置Y行过滤器2，Y行过滤器2下游配置第二手动球阀3，在第一手动球阀1上游和第二手动阀门3下游设置旁通，旁通上配置第三手动球阀4；
所述的中部支路配置有第四手动球阀5，第四手动球阀5下游配置第一电磁流量计6，第一电磁流量计6下游配置第一气动调节阀7，第一电磁流量计6和第一气动调节阀7的信号控制端均与PLC控制模块相连，第一气动调节阀7下游配置第一压力变送器8，第一压力变送器8外接带有喷嘴的设备配管；
对中部支路设置宽度修正系数fw，根据浇注铸坯宽度的不同，调节该系数，fw范围为0.8<fw≤1。通过该系数对中部支路水量进行修正，将修正后的水量通过PLC以模拟量信号传给气动调节阀7，电磁流量计6反馈信号给PLC，与气动调节阀7实现PID闭环控制；
所述的幅切支路配置第五手动球阀9，第五手动球阀9下游配置第二电磁流量计10，第二电磁流量计10下游配置第二气动调节阀11，第二气动调节阀11下游配置第二压力变送器12；第二压力变送器12外接带有喷嘴的设备配管；
对每一个幅切支路设置宽度修正系数fw，根据浇注铸坯宽度的不同，调节该系数，fw范围为0≤fw≤1。通过该系数对幅切支路水量进行修正，将修正后的水量通过PLC以模拟量信号传给气动调节阀11，电磁流量计10反馈信号给PLC，与气动调节阀11实现PID闭环控制。
本发明的工作原理为：
本发明分为以下情况：首先，通过计算计算机得出支干路水量理论值Q理论。
第一种情况，当浇注铸坯宽度W≤W中时。
此种情况下，幅切支路宽度修正系数fw1、fw2……fwn均为0，即幅切支路水量Q1、Q2……Qn为0，幅切支路1、2……n气动调节阀11处于完全关闭位置。
计算中部支路水量Q中＝fw中*Q理论，Q中＝Q实际≤Q理论；当W＝W中时，fw中＝1，Q中＝Q实际＝Q理论。
对于中部支路。计算机将中部支路水量Q中输送给第一PLC控制模块13，第一PLC控制模块13将信号输送给中部支路第一气动调节阀7，第一气动调节阀7打开一定的开口度，此时，中部支路第一电磁流量计6反馈一个信号给第一PLC控制模块13，第一气动调节阀7与第一电磁流量计6实现PID闭环控制，直至第一电磁流量计6反馈值与中部支路水量Q中的差值绝对值在一定范围内。
第二种情况，当浇注铸坯宽度W中<W≤W1时。
此种情况下，幅切支路宽度修正系数fw2……fwn均为0，即幅切支路水量Q2……Qn为0，幅切支路2……n的第二气动调节阀11处于完全关闭位置。
计算中部支路水量：fw中＝1，
计算幅切支路1水量：0<fw1≤1，
Q中+Q1＝Q实际≤Q理论；当W＝W1时，fw中＝fw1＝1，Q中+Q1＝Q实际＝Q理论。
对于中部支路。计算机将中部支路水量Q中输送给第一PLC控制模块13，经过转换，第一PLC控制模块13将信号输送给中部支路第一气动调节阀7，第一气动调节阀7打开一定的开口度，此时，中部支路第一电磁流量计6反馈一个信号给第一PLC控制模块13，第一气动调节阀7与第一电磁流量计6实现PID闭环控制，直至第一电磁流量计6反馈值与中部支路水量Q中的差值绝对值在一定范围内。
对于幅切支路1。计算机将幅切支路1水量Q1输送给第二PLC控制模块14，第二PLC控制模块14将信号输送给幅切支路1第二气动调节阀11，第一气动调节阀7打开一定的开口度，此时，幅切支路1第二电磁流量计10反馈一个信号给第二PLC控制模块14，第二气动调节阀11与第二电磁流量计10实现PID闭环控制，直至第二电磁流量计10反馈值与幅切支路1水量Q1的差值绝对值在一定范围内。
第三种情况，当浇注铸坯宽度W1<W≤W2时。
此种情况下，幅切支路宽度修正系数fw3……fwn均为0，即幅切支路水量Q3……Qn为0，幅切支路3……n第二气动调节阀11处于完全关闭位置。
计算中部支路水量：fw中＝1，
计算幅切支路1水量：fw1＝1，
计算幅切支路2水量：0<fw2≤1，
Q中+Q1+Q2＝Q实际≤Q理论；当W＝W2时，fw中＝fw1＝fw2＝1，Q中+Q1+Q2＝Q实际＝Q理论。
对于中部支路。计算机将中部支路水量Q中输送给第一PLC控制模块13，经过转换，第一PLC控制模块13将信号输送给中部支路第一气动调节阀7，第一气动调节阀7打开一定的开口度，此时，中部支路第一电磁流量计6反馈一个信号给第一PLC控制模块13，第一气动调节阀7与第一电磁流量计6实现PID闭环控制，直至第一电磁流量计6反馈值与中部支路水量Q中的差值绝对值在一定范围内。
对于幅切支路1。计算机将幅切支路1水量Q1输送给第二PLC控制模块14，第二PLC控制模块14将信号输送给幅切支路1第二气动调节阀11，第二气动调节阀11打开一定的开口度，此时，幅切支路1电磁流量计10反馈一个信号给PLC，第二气动调节阀11与第二电磁流量计10实现PID闭环控制，直至第二电磁流量计10反馈值与幅切支路1水量Q1的差值绝对值在一定范围内。
对于幅切支路2。计算机将幅切支路2水量Q2输送给第二PLC控制模块14，第二PLC控制模块14将信号输送给幅切支路2第二气动调节阀11，第二气动调节阀11打开一定的开口度，此时，幅切支路2第二电磁流量计10反馈一个信号给第二PLC控制模块14，第二气动调节阀11与第二电磁流量计10实现PID闭环控制，直至第二电磁流量计10反馈值与幅切支路2水量Q2的差值绝对值在一定范围内。
同上述原理，当浇注铸坯宽度Wn-1<W≤Wn时，控制原理与上述原理形同。
通过对上述情况的描述，本发明能够对中部支路和幅切支路单独控制、精确调节水量；而且，可以根据浇注铸坯宽度的不同，调节不同支路的宽度修正系数，使得铸坯冷却更均匀，有效地减少了铸坯角部裂纹发生几率。
图中：1—第一手动球阀，2—Y行过滤器，3—第二手动球阀，4—第三手动球阀，5—第四手动球阀，6—第一电磁流量计，7—第一气动调节阀，8—第一压力变送器，9—第五手动球阀，10—第二电磁流量计，11—第二气动调节阀，12—第二压力变送器，
W—浇注铸坯宽度
W中—中部支路能够覆盖的最大铸坯宽度
W1—中部支路和幅切支路1能够覆盖的最大铸坯宽度
W2—中部支路、幅切支路1和幅切支路2能够覆盖的最大铸坯宽度
Wn—中部支路、幅切支路1、幅切支路2……幅切支路n能够覆盖的最大铸坯宽度(即能够浇注的最大铸坯宽度)
Q理论—支干路理论计算总流量
Q实际—支干路实际总流量
Q中—中部支路水量
Q1—幅切支路1水量
Q2—幅切支路2水量
Qn—幅切支路n水量
fw中—中部支路设定的铸坯宽度修正系数，0.8≤fw中≤1
fw1—幅切支路1设定的铸坯宽度修正系数，0≤fw1≤1
fw2—幅切支路2设定的铸坯宽度修正系数，0≤fw2≤1
fwn—幅切支路n设定的铸坯宽度修正系数，0≤fwn≤1

Claims (1)

1.一种配有幅切支路的二冷水支路系统，其特征在于，包括至少一个支路，每个支路的配置相同，每个支路均包含一个支干路，支干路的下游并联有一个中部支路和至少一个幅切支路；每个幅切支路的配置均相同；
所述的支干路配置第一手动球阀(1)，第一手动球阀(1)下游配置Y行过滤器(2)，Y行过滤器(2)下游配置第二手动球阀(3)，在第一手动球阀(1)上游和第二手动球阀(3)下游设置旁通，旁通上配置第三手动球阀(4)；
所述的中部支路配置有第四手动球阀(5)，第四手动球阀(5)下游配置第一电磁流量计(6)，第一电磁流量计(6)下游配置第一气动调节阀(7)，第一电磁流量计(6)和第一气动调节阀(7)的信号控制端均与第一PLC控制模块(13)相连，第一气动调节阀(7)下游配置第一压力变送器(8)，第一压力变送器(8)外接带有喷嘴的设备配管；
所述的幅切支路配置第五手动球阀(9)，第五手动球阀(9)下游配置第二电磁流量计(10)，第二电磁流量计(10)下游配置第二气动调节阀(11)，第二电磁流量计(10)与第二气动调节阀(11)的信号控制端均与第二PLC控制模块(14)相连，第二气动调节阀(11)下游配置第二压力变送器(12)；第二压力变送器(12)外接带有喷嘴的设备配管；
第一种情况，当浇注铸坯宽度W≤W中时：
此种情况下，幅切支路宽度修正系数fw1、fw2……fwn均为0，即幅切支路水量Q1、Q2……Qn为0，幅切支路1、2……n气动调节阀(11)处于完全关闭位置；
计算中部支路水量Q中＝fw中*Q理论，Q中＝Q实际≤Q理论；当W＝W中时，fw中＝1，Q中＝Q实际＝Q理论；
对于中部支路，计算机将中部支路水量Q中输送给第一PLC控制模块(13)，第一PLC控制模块(13)将信号输送给中部支路第一气动调节阀(7)，第一气动调节阀(7)打开一定的开口度，此时，中部支路第一电磁流量计(6)反馈一个信号给第一PLC控制模块(13)，第一气动调节阀(7)与第一电磁流量计(6)实现PID闭环控制，直至第一电磁流量计(6)反馈值与中部支路水量Q中的差值绝对值在一定范围内；
第二种情况，当浇注铸坯宽度W中<W≤W1时；
此种情况下，幅切支路宽度修正系数fw2……fwn均为0，即幅切支路水量Q2……Qn为0，幅切支路2……n的第二气动调节阀(11)处于完全关闭位置；
计算中部支路水量：fw中＝1，
计算幅切支路1水量：0<fw1≤1，
Q中+Q1＝Q实际≤Q理论；当W＝W1时，fw中＝fw1＝1，Q中+Q1＝Q实际＝Q理论；
对于中部支路，计算机将中部支路水量Q中输送给第一PLC控制模块(13)，经过转换，第一PLC控制模块(13)将信号输送给中部支路第一气动调节阀(7)，第一气动调节阀(7)打开一定的开口度，此时，中部支路第一电磁流量计(6)反馈一个信号给第一PLC控制模块(13)，第一气动调节阀(7)与第一电磁流量计(6)实现PID闭环控制，直至第一电磁流量计(6)反馈值与中部支路水量Q中的差值绝对值在一定范围内；
对于幅切支路1，计算机将幅切支路1水量Q1输送给第二PLC控制模块(14)，第二PLC控制模块(14)将信号输送给幅切支路1第二气动调节阀(11)，第一气动调节阀(7)打开一定的开口度，此时，幅切支路1第二电磁流量计(10)反馈一个信号给第二PLC控制模块(14)，第二气动调节阀(11)与第二电磁流量计(10)实现PID闭环控制，直至第二电磁流量计(10)反馈值与幅切支路1水量Q1的差值绝对值在一定范围内；
第三种情况，当浇注铸坯宽度W1<W≤W2时；
此种情况下，幅切支路宽度修正系数fw3……fwn均为0，即幅切支路水量Q3……Qn为0，幅切支路3……n第二气动调节阀(11)处于完全关闭位置；
计算中部支路水量：fw中＝1，
计算幅切支路1水量：fw1＝1，
计算幅切支路2水量：0<fw2≤1，
Q中+Q1+Q2＝Q实际≤Q理论；当W＝W2时，fw中＝fw1＝fw2＝1，Q中+Q1+Q2＝Q实际＝Q理论；
对于中部支路，计算机将中部支路水量Q中输送给第一PLC控制模块(13)，经过转换，第一PLC控制模块(13)将信号输送给中部支路第一气动调节阀(7)，第一气动调节阀(7)打开一定的开口度，此时，中部支路第一电磁流量计(6)反馈一个信号给第一PLC控制模块(13)，第一气动调节阀(7)与第一电磁流量计(6)实现PID闭环控制，直至第一电磁流量计(6)反馈值与中部支路水量Q中的差值绝对值在一定范围内；
对于幅切支路1，计算机将幅切支路1水量Q1输送给第二PLC控制模块(14)，第二PLC控制模块(14)将信号输送给幅切支路1第二气动调节阀(11)，第二气动调节阀(11)打开一定的开口度，此时，幅切支路1电磁流量计(10)反馈一个信号给PLC，第二气动调节阀(11)与第二电磁流量计(10)实现PID闭环控制，直至第二电磁流量计(10)反馈值与幅切支路1水量Q1的差值绝对值在一定范围内；
对于幅切支路2，计算机将幅切支路2水量Q2输送给第二PLC控制模块(14)，第二PLC控制模块(14)将信号输送给幅切支路2第二气动调节阀(11)，第二气动调节阀(11)打开一定的开口度，此时，幅切支路2第二电磁流量计(10)反馈一个信号给第二PLC控制模块(14)，第二气动调节阀(11)与第二电磁流量计(10)实现PID闭环控制，直至第二电磁流量计(10)反馈值与幅切支路2水量Q2的差值绝对值在一定范围内；
W中—中部支路能够覆盖的最大铸坯宽度
W1—中部支路和幅切支路1能够覆盖的最大铸坯宽度
W2—中部支路、幅切支路1和幅切支路2能够覆盖的最大铸坯宽度
Q理论—支干路理论计算总流量
Q实际—支干路实际总流量
fw中—中部支路设定的铸坯宽度修正系数，0.8≤fw中≤1。
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