CN109290541B - 一种连铸浇钢降速装置及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种连铸浇钢降速装置，包括电源Vcc、电阻R、开关S、消除抖动电路、整形电路、数据采集卡、计算机分析处理系统、连铸机夹送辊控制系统、中间包塞棒或滑动水口控制系统、中间包氩气流量控制系统、结晶器冷却水控制系统、二次冷却水控制系统。本发明装置能及时确保避免事故发生，让操作工能有足够的时间、从容不迫的进行相关处置，减少安全事故，提高铸机产品质量和生产率，保障了生产的稳定顺行；本发明控制方法在连铸生产过程中，发生异常浇铸时，操作人员只需要按下一个按钮就可以实现多个控制系统协同工作，使连铸浇钢设备安全过度到工艺要求的工作状态；能自动、精准地将滑板或塞棒控制在给定开度，把拉速降至给定目标。

Description

一种连铸浇钢降速装置及控制方法

技术领域

本发明涉及连铸浇钢工艺流程异常现象分析和处理技术领域，具体涉及一种连铸浇钢降速装置及控制方法。

背景技术

连续铸造是将流动的钢水制造成为固体钢坯。在冶金生产流程中，连续铸造是重要的生产环节，也是冶金生产流程风险系数最大的工段。在钢水浇铸过程中，总是会发生各类异常情况，如果处置不及时，轻则发生结晶器液面溢钢，重则发生BO、滞坯事故，严重影响生产的正常顺行。

目前，连续浇铸的钢水普遍采用两种控流方式，即滑板控流和塞棒控流。但无论是哪种控流方式，发生异常时，正确的处置方式都是先关滑板、或者先关塞棒，然后再降速。异常发生时的处理过程，都是人工操作控制，首先，需要人工判断结晶器液面高低，控制塞棒或滑板在合理的开度，按照生产工艺要求，操作一系列设备，把连铸机的拉速从目标降低至0.2m/min。人工控制机电设备存在以下几个问题：1)人反应慢，可能会错过处理的最佳时机，导致事故发生；2)异常突发时，可能操作人员不在操作盘(在处理其它作业)，错过处理机会，导致事故发生扩大化；3)突发异常，操作工紧张，极有可能发生误操作，本开按滑板“关”的，结果因为着急，手忙脚乱的按成“开”，导致事故扩大；4)异常发生时，及时采取相应的措施，把拉速精准地降低至0.2m/min，才能避免事故的发生，而人工操作时，往往不能将拉速精准的降低至0.2m/min，要么是高了，降至0.4m/min，结果还是发生溢钢事故；要么一下子降至低0，导致滞坯事故。

发明内容

(一)解决的技术问题

本发明为了克服上述连铸浇钢工艺人工控制机电设备存在的缺陷问题，提出了一种连铸浇钢降速装置及控制方法，可以实现对连铸生产过程中，发生异常浇铸时，操作人员只需要按下一个按钮就可以实现多个控制系统协同工作，使连铸浇钢设备安全过度到工艺要求的工作状态，能自动、精准地将滑板或塞棒开度，以及拉速降至目标。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种连铸浇钢降速装置，包括电源Vcc、电阻R、开关S、消除抖动电路、整形电路、数据采集卡、计算机分析处理系统、连铸机夹送辊控制系统、中间包塞棒或滑动水口控制系统、中间包氩气流量控制系统、结晶器冷却水控制系统、二次冷却水控制系统，所述电源Vcc通过电阻R与开关S相连，所述开关S依次通过消除抖动电路、整形电路、数据采集卡与计算机分析处理系统相连，所述连铸机夹送辊控制系统、中间包塞棒或滑动水口控制系统、中间包氩气流量控制系统、结晶器冷却水控制系统、二次冷却水控制系统分别与计算机分析处理系统相连。

进一步地，所述消除抖动电路通过电缆线与整形电路相连。

进一步地，所述整形电路通过电缆线与数据采集卡相连。

进一步地，所述计算机分析处理系统包括PLC处理模块。

进一步地，所述PLC处理模块包括PLC，所述PLC为S7-400。

一种连铸浇钢降速控制方法，包括以下步骤：

S1、连铸生产过程发生结晶器液面突然上涨、结晶器液面突然下跌或结晶器液面异常翻动时，操作人员按下降速控装置中的开关S，电源Vcc经过电阻R把低电平信号馈给消除抖动电路，消除抖动电路把开关闭合时弹簧产生的抖动消除后，把信号馈给整形电路，整形电路把低电平信号转换为高电平信号，并且把信号的前后沿变的陡峭后馈给数据采集卡，数据采集卡把信号转换成为计算机可以接收的数据并送到计算机分析处理系统；

S2、计算机分析处理系统判断当前连铸浇钢生产是否在正常浇铸生产过程中，不是正常浇铸生产过程，在步骤S2中等待，是正常浇铸生产过程，进行下一步骤；

S3、计算机分析处理系统向连铸机夹送辊控制系统发出指令，要求连铸机夹送辊控制系统的拉速以加速度α2下降，设定时间为T2，开始计时，计时时间没有到，在步骤S3中等待，计时时间到达T2值，进行下一步骤；

S4、计算机分析处理系统向中间包塞棒控制系统或者滑动水口控制系统发出指令，关闭滑动水口或关闭塞棒，判断滑动水口或塞棒是否完全关闭，滑动水口或塞棒没有完全关闭在步骤S4中等待，滑动水口或塞棒完全关闭，进行下一步骤；

S5、计算机分析处理系统向中间包车控制系统发出指令，使中间包水口盲板保持打开；

S6、计算机分析处理系统读取连铸机夹送辊控制系统数据，判断连铸机拉速是否降到V2，连铸机拉速没有降到V2，在步骤S6中等待，连铸机拉速降到V2设定值，进入下一步骤；

S7、计算机分析处理系统向连铸机夹送辊控制系统发出指令，保持连铸机拉速等于V2；

S8、计算机分析处理系统向结晶器冷却水控制系发出指令，使结晶器冷却水控制方式切换到弱冷模式，二冷水设定值自动调小到δ₂值，判断二冷水设定值是否到达δ₂值，二冷水设定值没有到达δ₂值，在步骤S8中等待，二冷水设定值到达δ₂值，进入下一步骤；

S9、计算机分析处理系统读取中间包氩气控制系统数据，向中间包氩气控制系统发出指令，使中间包氩气控制系统式切换到急降速模式，计算机分析处理系统读取中间包氩气控制系统数据，判断中间包氩气控制系统的流量是否达到“0”，中间包氩气控制系统的流量没有达到“0”值，在步骤S9中等待，中间包氩气控制系统的流量达到“0”值，完成连铸浇钢降速控制。

进一步地，所述步骤S3加速度α2大小为0.003。

进一步地，所述步骤S3设定时间T2为5秒。

进一步地，所述步骤S6连铸机拉速V2为0.2米/分钟。

进一步地，所述步骤S8二冷水设定值δ₂为0.3。

(三)有益效果

本发明的有益效果：一种连铸浇钢降速装置及控制方法，本发明装置能及时确保避免事故发生，让操作工能有足够的时间、从容不迫的进行相关处置，减少安全事故，提高铸机产品质量和生产率，保障了生产的稳定顺行；本发明控制方法在连铸生产过程中，发生异常浇铸时，操作人员只需要按下一个按钮就可以实现多个控制系统协同工作，使连铸浇钢设备安全过度到工艺要求的工作状态；能自动、精准地将滑板或塞棒控制在给定开度，把拉速降至给定目标。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明装置原理框图；

图2为本发明控制方法流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

结合图1，一种连铸浇钢降速装置，包括电源Vcc、电阻R、开关S、消除抖动电路、整形电路、数据采集卡、计算机分析处理系统、连铸机夹送辊控制系统、中间包塞棒或滑动水口控制系统、中间包氩气流量控制系统、结晶器冷却水控制系统、二次冷却水控制系统。电源Vcc通过电阻R与开关S相连，开关S依次通过消除抖动电路、整形电路、数据采集卡与计算机分析处理系统相连。连铸机夹送辊控制系统、中间包塞棒或滑动水口控制系统、中间包氩气流量控制系统、结晶器冷却水控制系统、二次冷却水控制系统分别与计算机分析处理系统相连。

消除抖动电路通过电缆线与整形电路相连。整形电路通过电缆线与数据采集卡相连。计算机分析处理系统包括PLC处理模块，PLC处理模块包括PLC，PLC可以为S7-400。

按下开关S1，开关S从1位置转动到2位置，电源VCC经过电阻R把低电平信号馈给消除抖动电路，在消除抖动电路的输入端产生一个低电平信号，消除抖动电路对输入信号进行去“毛刺”处理后，输出信号馈给整形电路，整形电路对起输入信号的前沿和后沿进行处理后，把信号馈给数据采集卡，数据采集卡把输入信号转换成计算机能够接收的信号馈给计算机分析处理系统。

结合流程图2，一种连铸浇钢降速控制方法，包括以下步骤：

S1、连铸生产过程发生结晶器液面突然上涨、结晶器液面突然下跌或结晶器液面异常翻动时，操作人员按下降速控装置中的开关S，电源Vcc经过电阻R把低电平信号馈给消除抖动电路，消除抖动电路把开关闭合时弹簧产生的抖动消除后，把信号馈给整形电路，整形电路把低电平信号转换为高电平信号，并且把信号的前后沿变的陡峭后馈给数据采集卡，数据采集卡把信号转换成为计算机可以接收的数据并送到计算机分析处理系统；

S2、计算机分析处理系统判断当前连铸浇钢生产是否在正常浇铸生产过程中，不是正常浇铸生产过程，在步骤S2中等待，是正常浇铸生产过程，进行下一步骤；

S3、计算机分析处理系统向连铸机夹送辊控制系统发出指令，要求连铸机夹送辊控制系统的拉速以加速度α2(mm/min^2)下降，α2大小可以为0.003设定时间为T2，设定时间T2为5秒，开始计时，计时时间没有到，在步骤S3中等待，计时时间到达T2值，进行下一步骤；

S4、计算机分析处理系统向中间包塞棒控制系统或者滑动水口控制系统发出指令，关闭滑动水口或关闭塞棒，判断滑动水口或塞棒是否完全关闭，滑动水口或塞棒没有完全关闭在步骤S4中等待，滑动水口或塞棒完全关闭，进行下一步骤；

S5、计算机分析处理系统向中间包车控制系统发出指令，使中间包水口盲板保持打开；

S6、计算机分析处理系统读取连铸机夹送辊控制系统数据，判断连铸机拉速是否降到V2(m/min)，连铸机拉速V2可以为0.2米/分钟，连铸机拉速没有降到V2(m/min)，在步骤S6中等待，连铸机拉速降到V2(m/min)设定值，进入下一步骤；

S7、计算机分析处理系统向连铸机夹送辊控制系统发出指令，保持连铸机拉速等于V2(m/min)；

S8、计算机分析处理系统向结晶器冷却水控制系发出指令，使结晶器冷却水控制方式切换到弱冷模式，二冷水设定值自动调小到δ₂值，判断二冷水设定值是否到达δ₂值，二冷水设定值δ₂可以为0.3，二冷水设定值没有到达δ₂值，在步骤S8中等待，二冷水设定值到达δ₂值，进入下一步骤；

S9、计算机分析处理系统读取中间包氩气控制系统数据，向中间包氩气控制系统发出指令，使中间包氩气控制系统式切换到急降速模式，计算机分析处理系统读取中间包氩气控制系统数据，判断中间包氩气控制系统的流量是否达到“0”，中间包氩气控制系统的流量没有达到“0”值，在步骤S9中等待，中间包氩气控制系统的流量达到“0”值，完成连铸浇钢降速控制。

综上所述，本发明实施例装置能及时确保避免事故发生，让操作工能有足够的时间、从容不迫的进行相关处置，减少安全事故，提高铸机产品质量和生产率，保障了生产的稳定顺行；本发明实施例控制方法在连铸生产过程中，发生异常浇铸时，操作人员只需要按下一个按钮就可以实现多个控制系统协同工作，使连铸浇钢设备安全过度到工艺要求的工作状态；能自动、精准地将滑板或塞棒控制在给定开度，把拉速降至给定目标。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种连铸浇钢降速装置，其特征在于：包括电源Vcc、电阻R、开关S、消除抖动电路、整形电路、数据采集卡、计算机分析处理系统、连铸机夹送辊控制系统、中间包塞棒或滑动水口控制系统、中间包氩气流量控制系统、结晶器冷却水控制系统、二次冷却水控制系统，所述电源Vcc通过电阻R与开关S相连，所述开关S依次通过消除抖动电路、整形电路、数据采集卡与计算机分析处理系统相连，所述连铸机夹送辊控制系统、中间包塞棒或滑动水口控制系统、中间包氩气流量控制系统、结晶器冷却水控制系统、二次冷却水控制系统分别与计算机分析处理系统相连，

其中，计算机分析处理系统判断当前连铸浇钢生产是否在正常浇铸生产过程中，如不是正常浇铸生产过程，在该操作中等待，当是正常浇铸生产过程，则进行下一步操作；

计算机分析处理系统向连铸机夹送辊控制系统发出指令，要求连铸机夹送辊控制系统的拉速以加速度α2下降，设定时间为T2，开始计时，当计时时间没有到时，在该操作中等待，当计时时间到达T2值时，进行下一步操作；

计算机分析处理系统向中间包塞棒控制系统或者滑动水口控制系统发出指令，关闭滑动水口或关闭塞棒，判断滑动水口或塞棒是否完全关闭，当滑动水口或塞棒没有完全关闭时在该操作中等待，当滑动水口或塞棒完全关闭，进行下一步操作；

计算机分析处理系统向中间包车控制系统发出指令，使中间包水口盲板保持打开；

计算机分析处理系统读取连铸机夹送辊控制系统数据，判断连铸机拉速是否降到V2，当连铸机拉速没有降到V2时在该操作中等待，当连铸机拉速降到V2设定值时，进入下一步操作；

计算机分析处理系统向连铸机夹送辊控制系统发出指令，保持连铸机拉速等于V2；

计算机分析处理系统向结晶器冷却水控制系发出指令，使结晶器冷却水控制方式切换到弱冷模式，二冷水设定值自动调小到δ₂值，判断二冷水设定值是否到达δ₂值，当二冷水设定值没有到达δ₂值时，在该操作中等待，当二冷水设定值到达δ₂值时，进入下一步操作；

计算机分析处理系统读取中间包氩气控制系统数据，向中间包氩气控制系统发出指令，使中间包氩气控制系统切换到急降速模式，计算机分析处理系统读取中间包氩气控制系统数据，判断中间包氩气控制系统的流量是否达到“0”，当中间包氩气控制系统的流量没有达到“0”值时，在该操作中等待，当中间包氩气控制系统的流量达到“0”值时，完成连铸浇钢降速控制。

2.如权利要求1所述的一种连铸浇钢降速装置，其特征在于：所述消除抖动电路通过电缆线与整形电路相连。

3.如权利要求1所述的一种连铸浇钢降速装置，其特征在于：所述整形电路通过电缆线与数据采集卡相连。

4.如权利要求1所述的一种连铸浇钢降速装置，其特征在于：所述计算机分析处理系统包括PLC处理模块。

5.如权利要求4所述的一种连铸浇钢降速装置，其特征在于：所述PLC处理模块包括PLC，所述PLC为S7-400。

6.一种连铸浇钢降速控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、连铸生产过程发生结晶器液面突然上涨、结晶器液面突然下跌或结晶器液面异常翻动时，操作人员按下降速控装置中的开关S，电源Vcc经过电阻R把低电平信号馈给消除抖动电路，消除抖动电路把开关闭合时弹簧产生的抖动消除后，把信号馈给整形电路，整形电路把低电平信号转换为高电平信号，并且把信号的前后沿变的陡峭后馈给数据采集卡，数据采集卡把信号转换成为计算机可以接收的数据并送到计算机分析处理系统；

S2、计算机分析处理系统判断当前连铸浇钢生产是否在正常浇铸生产过程中，不是正常浇铸生产过程，在步骤S2中等待，是正常浇铸生产过程，进行下一步骤；

S3、计算机分析处理系统向连铸机夹送辊控制系统发出指令，要求连铸机夹送辊控制系统的拉速以加速度α2下降，设定时间为T2，开始计时，计时时间没有到，在步骤S3中等待，计时时间到达T2值，进行下一步骤；

S4、计算机分析处理系统向中间包塞棒控制系统或者滑动水口控制系统发出指令，关闭滑动水口或关闭塞棒，判断滑动水口或塞棒是否完全关闭，滑动水口或塞棒没有完全关闭在步骤S4中等待，滑动水口或塞棒完全关闭，进行下一步骤；

S5、计算机分析处理系统向中间包车控制系统发出指令，使中间包水口盲板保持打开；

S6、计算机分析处理系统读取连铸机夹送辊控制系统数据，判断连铸机拉速是否降到V2，连铸机拉速没有降到V2，在步骤S6中等待，连铸机拉速降到V2设定值，进入下一步骤；

S7、计算机分析处理系统向连铸机夹送辊控制系统发出指令，保持连铸机拉速等于V2；

S8、计算机分析处理系统向结晶器冷却水控制系发出指令，使结晶器冷却水控制方式切换到弱冷模式，二冷水设定值自动调小到δ₂值，判断二冷水设定值是否到达δ₂值，二冷水设定值没有到达δ₂值，在步骤S8中等待，二冷水设定值到达δ₂值，进入下一步骤；

S9、计算机分析处理系统读取中间包氩气控制系统数据，向中间包氩气控制系统发出指令，使中间包氩气控制系统切换到急降速模式，计算机分析处理系统读取中间包氩气控制系统数据，判断中间包氩气控制系统的流量是否达到“0”，中间包氩气控制系统的流量没有达到“0”值，在步骤S9中等待，中间包氩气控制系统的流量达到“0”值，完成连铸浇钢降速控制。

7.如权利要求6所述的一种连铸浇钢降速控制方法，其特征在于，所述步骤S3加速度α2大小为0.003 mm/min^2。

8.如权利要求6所述的一种连铸浇钢降速控制方法，其特征在于，所述步骤S3设定时间T2为5秒。

9.如权利要求6所述的一种连铸浇钢降速控制方法，其特征在于，所述步骤S6连铸机拉速V2为0.2米/分钟。

10.如权利要求6所述的一种连铸浇钢降速控制方法，其特征在于，所述步骤S8二冷水设定值δ₂为0.3。

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