CN104174824A - 板坯连铸机结晶器在线调宽系统 - Google Patents

Abstract

板坯连铸机结晶器在线调宽系统，包括结晶器的调宽控制器，结晶器的机架，驱动两块窄边铜板的四根推杆，装在各推杆上的锁紧装置，结晶器的机架上装有位移传感器，各位移传感器的测量杆端分别与结晶器上两个窄边水箱的上部箱体、下部箱体固连，各位移传感器的测量数据发送接口通过信号线分别与结晶器的调宽控制器信号连接，调宽控制器通过位移传感器检测的信号，计算窄边水箱的锥度和宽度，控制减速电机带动推杆运行，在保持窄边铜板锥度的条件下对结晶器进行在线调宽，利用锁紧装置固定窄边铜板的位置，实现在板坯连铸机拉坯的过程中连续调整铸坯的宽度，提高连铸机生产效率，降低能源消耗，使生产线的连续生产作业更顺畅。

Description

板坯连铸机结晶器在线调宽系统

技术领域

本发明涉及板坯连铸机结晶器在线调宽系统，是铸钢坯生产中的板坯连铸机结晶器的辅助配套装置。

背景技术

板坯连铸机的结晶器上宽下窄，是由两块宽边铜板和两块窄边铜板构成的梯形漏斗，两个宽边铜板之间的距离一般固定不变的，而窄边铜板之间的距离是可变的，并且两块窄边铜板之间有一个锥度，铜板的背面安装有冷却水水箱，两块窄边铜板的冷却水水箱(下称窄边水箱)通过销轴与四根推杆相联接，两块窄边水箱外部设有机械传动式结晶器调宽装置，机械式调宽装置是由电动机带动丝杆转动，丝杆上的丝母用键固定在推杆里，随着丝杆的转动，推杆带动窄边水箱沿宽边铜板移动，实现了窄边铜板宽度的调整，称之为调宽。

炼钢钢水进入结晶器后，与铜板接触的部分在铜板水箱的冷却作用下，形成一个四周封闭的钢坯壳，铸坯的心部仍然是液态的钢水，在引锭杆的牵引下，经过弯曲段辊道夹送和冷却水的喷淋，逐渐冷却成固体的连铸钢坯。现有的机械式调宽装置受到传动副零部件的制造精度和传动副零部件的材质以及机械磨损的影响，在钢水的表面张力作用下，机械传动副出现“回退”，结晶器窄边铜板的锥度会发生变化(业内称之为“跑锥”)，在铸坯的坯壳与结晶器窄边铜板之间出现了间隙，这样的铸坯在轧制时会出现气孔、裂纹，“跑锥”严重还会漏钢，造成连铸机断浇而停产。

由于结晶器存在着“跑锥”的问题，在现有技术阶段，改变连铸钢坯截面的宽度只能采用更换结晶器的办法，这既浪费能源又影响连铸机的生产效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种板坯连铸机结晶器在线调宽系统，使用本技术，能实现在板坯连铸机拉坯的过程中，连续调整铸坯的宽度，能提高连铸机生产效率，降低能源消耗，使生产线的连续生产作业更顺畅。

本发明的技术方案是：板坯连铸机结晶器在线调宽系统，包括结晶器的调宽控制器，结晶器的机架，驱动两块窄边铜板的四根推杆，装在各推杆上的锁紧装置，该锁紧装置由套装在推杆上的摩擦套和罩在摩擦套外部的涨紧套组成，摩擦套与涨紧套周边紧密连接，涨紧套为中空封闭的腔体，腔体上设有两个与液压系统连通的油口，锁紧装置的一端与结晶器的机架固连，其特征在于：结晶器的机架上装有四个位移传感器，四个位移传感器的测量杆端分别与结晶器上两个窄边水箱的上部箱体、下部箱体固连，各位移传感器的测量数据发送接口通过信号线分别与结晶器的调宽控制器信号连接。

本发明的优点是：调宽控制器通过各位移传感器交送的检测信号，计算两个窄边水箱的锥度和宽度，根据预先设定好的程序，控制驱动各推杆的减速电机运行或停止，期间调宽控制器不断校对各位移传感器即时回馈的检测信号，及时调整减速电机的运行状态，保持两个窄边水箱的锥度，实现在保持窄边铜板锥度的条件下对结晶器进行在线调宽，窄边铜板调整到位后，利用锁紧装置固定窄边铜板的位置，防止铜板跑锥和传动副出现“回退”的现象，直至完成在线调宽工序，实现在板坯连铸机拉坯的过程中可连续调整铸坯的宽度，提高连铸机生产效率，降低能源消耗，使生产线的连续生产作业更顺畅。

在线调宽技术是指在不更换结晶器，在连铸机不停机的情况下，在连铸机拉坯过程中连续变换板坯的截面宽度，在线调宽不仅能减少连铸机停机时间，还可以大大减少连铸钢坯切除坯头、坯尾的数量，提高连铸钢坯的收得率。

附图说明

图1是本发明板坯连铸机结晶器在线调宽系统的结构示意图；

图中1减速电机、2结晶器的机架、3法兰、4锁紧装置、5上部推杆、6下部推杆、7窄边水箱、8窄边铜板、9销轴、10连接装置、11丝杆、12丝母、13位移传感器、14封闭的腔体、15油口、16摩擦套、17涨紧套、18测量杆端、19控制线、20信号线、21调宽控制器。

具体实施方式

板坯连铸机结晶器在线调宽系统，包括结晶器的调宽控制器21，结晶器的机架2，所述的结晶器内壁有两块宽边铜板和两块窄边铜板8，每块铜板都安装在通水冷却的水箱上，构成一个倒锥体形状，上、下都是开口的金属容器。两块窄边铜板外部设有机械传动式结晶器调宽装置，该调宽装置采用丝杆11、丝母12传动，每侧都有两组传动机构，减速电机1带动丝杆转动，丝杆、丝母安装在推杆内，丝母通过平键与推杆连接，随着丝杆的转动，丝母就连同推杆沿着丝杆轴向水平移动，每个推杆的头部都有一个连接装置10，这个连接装置两侧开有垂直的滑槽，每侧的窄边水箱7上都装有两个与其对应的销轴9，销轴分别布置在窄边水箱的上部下部，可分别插入对应的连接装置的滑槽内，随推杆水平移动，能实现结晶器宽度的调整；

板坯连铸机结晶器在线调宽系统，还包括驱动两块窄边铜板的四根推杆，装在各推杆上的锁紧装置4，该锁紧装置由套装在推杆上的摩擦套16和罩在摩擦套外部的涨紧套17组成，摩擦套与涨紧套周边紧密连接，涨紧套为中空封闭的腔体14，腔体上设有两个与液压系统连通的油口15，锁紧装置的一端通过法兰3和螺栓与结晶器的机架固连，上述技术结构已在本发明人的在先发明专利：《防止结晶器跑锥锁紧装置》(专利号：201210083027.2)中公开，该发明专利解决了板坯连铸机结晶器“跑锥”的技术难题，原理是结晶器完成宽度调整后，在涨紧套通过一个油口注入高压液压油，高压液压油将封闭腔体内的空气从另一个油口排出，随着封闭的腔体内高压液压油压力的升高，摩擦套发生弹性变形，与推杆密贴到一起，当推杆受到钢水张力所产生的轴向推力时，摩擦套与推杆产生的摩擦力阻止推杆回退，从而防止了结晶器跑锥。

发明人在上述技术基础上增加了新的技术结构，目的是使板坯连铸机结晶器能够实现在线调宽的目的，该目的通过如下技术结构实施：在结晶器的机架上装有四个位移传感器13，四个位移传感器的测量杆端18分别与结晶器上两个窄边水箱的上部箱体、下部箱体固连，各位移传感器的测量数据发送接口通过信号线20分别与结晶器的调宽控制器信号连接，控制器通过控制线19与减速电机控制联接，该控制器是可编程逻辑控制器(PLC)或工控机(IPC)等工业控制计算机，用于控制减速电机启停，与位移传感器配套后，能根据位移传感器提供的数据自动控制结晶器窄边铜板的锥度和宽度，控制器的软件编程为成熟技术，控制器的硬件部分均为市售商品，所述的位移传感器也称线性位移传感器，属市售产品。

本发明板坯连铸机结晶器在线调宽系统的主要工作参照流程如下：

①、调零：当窄边水箱处于最小开口位置，每个窄边水箱上的两个推杆处于最大行程位置，将这个位置定义为结晶器调宽装置的零点位置记录在控制器内，此时两个线性位移传感器的检测数据调整至零位；

②、调锥度：调整结晶器的锥度是按照连铸机设计说明书给定的锥度进行调整；将两个窄边水箱下部推杆6上的锁紧装置处于锁紧状态，将上部推杆5上的防止锁紧装置处于开启状态，通过控制器启动上部推杆的减速电机，使上部推杆向外侧移动，其行程与上、下部推杆的间距的比值就是结晶器的锥度，这个数值达到连铸机设计锥度值时，两个窄边水箱上部推杆上的锁紧装置处于锁紧状态，锥度调整完成，在控制器内将这个锥度定义为结晶器锥度值。

③、向外调宽：将两个窄边水箱下部推杆上的锁紧装置处于锁紧状态，将上部推杆上的锁紧装置处于开启状态，启动上部推杆的减速电机，使上部推杆向外侧移动，达到设定的宽度值时，两个窄边水箱上部推杆上的锁紧装置处于锁紧状态；将两侧窄边水箱下部推杆上的锁紧装置处于开启状态，启动下部推杆的减速电机，使下部推杆向外侧移动，其行程与上部推杆的行程差与上、下部推杆的间距的比值达到设计的锥度值时，将两个窄边水箱上下部推杆上的锁紧装置处于锁紧状态，外调宽结束。如果调宽的行程比较大，上述的操作需要分步进行。

④、向内调宽：将两个窄边水箱上部推杆上的锁紧装置处于锁紧状态，将下部推杆上的锁紧装置处于开启状态，启动下部推杆的减速电机，使上部推杆向内侧移动，达到设定的宽度值时，将两个窄边水箱上的下部推杆上的锁紧装置处于锁紧状态，然后再将两个窄边水箱上部推杆上的锁紧装置处于开启状态，启动两个窄边水箱上部推杆的减速电机，使上部推杆向内侧移动，其行程与下部推杆的行程差与上、下部推杆的间距的比值达到设计的锥度值时，将两个窄边水箱上部推杆上的锁紧装置处于锁紧状态，内调宽结束，如果调宽的行程比较大，上述的操作需要分步进行。

⑤、调宽速度：以板坯的输出辊道变频电机的频率作为参照，使调宽系统伺服电机的频率与之相匹配，连铸机的拉坯速度与调宽速度基本相同。

本发明板坯连铸机结晶器在线调宽系统，控制器采用西门子PLC程序控制器，能自动操作，操作员通过工业电视监视操作全过程，可以手动干预、纠错。

Claims (1)

1.板坯连铸机结晶器在线调宽系统，包括结晶器的调宽控制器，结晶器的机架，驱动两块窄边铜板的四根推杆，装在各推杆上的锁紧装置，该锁紧装置由套装在推杆上的摩擦套和罩在摩擦套外部的涨紧套组成，摩擦套与涨紧套周边紧密连接，涨紧套为中空封闭的腔体，腔体上设有两个与液压系统连通的油口，锁紧装置与结晶器的机架固连，其特征在于：结晶器的机架上装有四个位移传感器，四个位移传感器的测量杆端分别与结晶器上两个窄边水箱的上部箱体、下部箱体固连，各位移传感器的测量数据发送接口通过信号线分别与结晶器的调宽控制器信号连接。