CN110541860B - 一种结晶器在线热调宽液压控制系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种结晶器在线热调宽液压控制系统和方法，该系统由供油泄漏报警装置、结晶器窄边位置控制装置、结晶器宽边软夹紧力调节装置、窄边调宽液压缸和宽边夹紧力释放液压缸组成；供油泄漏报警装置由节流阀、单向阀、压差发讯器、电磁阀及过滤器组成；四套结晶器窄边位置控制装置分别控制结晶器两侧窄边上下位置的四套窄边调宽液压缸，由电磁阀、快速调节阀、液控单向阀、溢流阀、单向阀、顺序阀及压力传感器组成；结晶器宽边软夹紧力调节装置分别控制结晶器宽边的上部和下部四套宽边夹紧力释放液压缸，由电磁阀、电磁提动阀、比例减压阀阀、液控单向阀、桥式回路单向阀、减压阀、单向节流阀及压力传感器组成；该系统和方法具有窄边位置及宽边压力控制准确、使用可靠性高、系统安全性突出、故障率低等优点。

Description

一种结晶器在线热调宽液压控制系统和方法
技术领域
本发明涉及连续铸钢的液压控制技术领域，具体涉及一种高可靠性结晶器在线热调宽液压控制系统和方法。
背景技术
在线热调宽技术是通过在钢水浇铸过程中协同控制结晶器窄边位置和调节宽边夹紧力来实现。控制结晶器窄边的位置来改变铸坯的宽度，结晶器窄边的位置控制方式有伺服电机驱动蜗轮蜗杆传动装置和液压伺服阀驱动液压缸两种型式。前者机械传动中的蜗轮蜗杆传动副、各齿轮传动副及关节轴承连接处不可避免存在机械加工间隙及使用磨损，所以经常出现窄边位置有较大误差而导致漏钢的安生生产事故；液压伺服控制方式由其高功率密度比、中间传动部件少、控制精度高等优点逐步推广应用于结晶器在线热调宽系统中。同时，为了保证上述结晶器窄边实现无级调节功能，另一核心技术是窄边调整时宽边对窄边夹紧力的精确控制。根据工艺要求在调宽过程中,结晶器上部和下部宽边对窄边的夹紧力将跟随铸坯宽度的变化而实时精准改变,使宽边对窄边的夹紧力一方面要保证结晶器的角缝值,防止漏钢事故的发生；另一方面又要减少宽边与窄边的摩擦力,减少伺服液压缸移动窄边时的负荷。但目前的结晶器窄边位置控制采用伺服阀对液压缸进行控制从而调节结晶器窄边的位置，由于伺服阀在高温、高湿及高粉尘恶劣工况下可靠性低，容易造成结晶器窄边锥度非正常改变，导致高温钢水泄漏，引发重大设备及人员安全生产事故，影响连铸机的生产作业率。另外，根据铸坯的鼓肚力实现宽边对窄边的分组夹紧力控制，可以实现压力的分组比例自动调节，但是比例阀出现故障时，系统不能快速泄压，导致结晶器宽边非正常打开造成高温钢水泄漏，引发重大设备及人员安全生产事故。如中国专利申请号：201610184259.5结构的一种结晶器锥度在线保持液压控制系统，能根据工艺设定的结晶器锥度，通过伺服阀实现给定锥度信号所要求的结晶器锥度在线位置控制功能，由于伺服阀在高温、高湿及高粉尘恶劣工况下可靠性低，造成结晶器窄边锥度非正常改变，可靠性低从而导致高温钢水泄漏，引发重大设备及人员安全生产事故，影响连铸机的生产作业率。如中国专利申请号：201310252591.7结构的板坯连铸机结晶器宽边夹紧压力调节液压控制系统，其结晶器宽边液压缸根据铸坯的鼓肚力实现上下部的夹紧力的分组控制，可以实现压力的分组比例自动调节，但这种结构在比例阀出现故障时，比如比例减压阀卡阻，系统压力不但不能快速释压且将迅速升高，导致结晶器宽边非正常打开造成高温钢水泄漏，引发重大设备及人员安全生产事故，造成非正常停机从而影响连铸机的生产作业率。
发明内容
为了克服现有技术中存在的缺陷,本发明的目的在于提供一种高可靠性结晶器在线热调宽液压控制系统和方法，具有窄边位置及宽边压力控制准确、使用可靠性高、系统安全性突出、故障率低等特点。
为了达到上述目的，本发明的技术解决方案为：
一种结晶器在线热调宽液压控制系统，至少包含一套供油泄漏报警装置23，一套结晶器宽边软夹紧力调节装置22，四套宽边夹紧力释放液压缸，分别为第一宽边夹紧力释放液压缸1001、第二宽边夹紧力释放液压缸1002、第三宽边夹紧力释放液压缸1003及第四宽边夹紧力释放液压缸1004，四套结晶器窄边位置控制装置，分别为第一结晶器窄边位置控制装置2101、第二结晶器窄边位置控制装置2102、第三结晶器窄边位置控制装置2103及第四结晶器窄边位置控制装置2014，四套窄边调宽液压缸，分别为第一窄边调宽液压缸1701、第二窄边调宽液压缸1702、第三窄边调宽液压缸1703及第四窄边调宽液压缸1704；
主压力管路P0通过球阀1分别与供油泄漏报警装置23的油口P、电磁阀4的油口P相连接；主回油管路T0通过第一单向阀201分别与供油泄漏报警装置23的第一电磁换向阀1101的油口T、第一结晶器窄边位置控制装置2101的油口T、第二结晶器窄边位置控制装置2102的油口T、第三结晶器窄边位置控制装置2103的油口T、第四结晶器窄边位置控制装置2104的油口T、结晶器宽边软夹紧力调节装置22的第一比例减压阀501和第二比例减压阀502的油口T、结晶器宽边软夹紧力调节装置22的电磁球座阀3的油口T和油口A及结晶器宽边软夹紧力调节装置22的电磁阀4的油口T相连接；主泄油管路L0分别与结晶器宽边软夹紧力调节装置22的第一液控单向阀701和第二液控单向阀702的泄油口Y、结晶器宽边软夹紧力调节装置22的第一比例减压阀501和第二比例减压阀502的泄油口Y及减压阀6的泄油口Y相连接；
供油泄漏报警装置23的油口P分别与压差发讯器20的油口A、第二单向阀202的油口A、节流阀19的油口A相连接；第一电磁换向阀1101的油口P分别与压差发讯器20的油口B、第二单向阀202的油口B、节流阀19的油口B相连接；第一电磁换向阀1101的油口B通过过滤器12分别与第一结晶器窄边位置控制装置2101的油口P、第二结晶器窄边位置控制装置2102的油口P、第三结晶器窄边位置控制装置2103的油口P、第四结晶器窄边位置控制装置2104的油口P相连接；
结晶器宽边软夹紧力调节装置22的电磁阀4的油口A分别与第一比例减压阀501的油口P、第二比例减压阀502的油口P、第一液控单向阀701的油口X及第二液控单向阀702的油口X相连接，电磁阀4的油口B与减压阀6的油口P相连接；第一比例减压阀501的油口A与第一液控单向阀701的油口A连接，第一液控单向阀701的油口B分别与第一可调节流阀801的油口A、第三单向阀203的油口A、第五单向阀205的油口B相连接；第一可调节流阀801的油口B设置有第一压力传感器901并分别与第一宽边夹紧力释放液压缸1001的塞腔、第二宽边夹紧力释放液压缸1002的塞腔相连接；第二比例减压阀502的油口A与第二液控单向阀702的油口A连接，第二液控单向阀702的油口B分别与第二可调节流阀802的油口A、第四单向阀204的油口A、第六单向阀206的油口B相连接；第二可调节流阀802的油口B设置有第二压力传感器902并分别与第三宽边夹紧力释放液压缸1003的塞腔、第四宽边夹紧力释放液压缸1004的塞腔相连接；减压阀6的油口A分别与第四单向阀205的油口A、第六单向阀206的油口A相连接；电磁球座阀3的油口P分别与第三单向阀203的油口B、第四单向阀204的油口B相连接；
第一结晶器窄边位置控制装置2101与第二结晶器窄边位置控制装置2102分别通过控制第一窄边调宽液压缸1701与第二窄边调宽液压缸1702实现结晶器的一侧窄边位置的精准控制，第三结晶器窄边位置控制装置2103与第四结晶器窄边位置控制装置2104分别通过控制第三窄边调宽液压缸1703与第四窄边调宽液压缸1704实现控制结晶器的另一侧窄边位置的精准控制；所述第一结晶器窄边位置控制装置2101中的第二电磁换向阀1102油口B分别与第一快速调节阀1301的油口P、第三液控单向阀703的油口X、第四液控单向阀704的油口X相连接；第一结晶器窄边位置控制装置2101中回油口T分别与第二电磁换向阀1102的油口T、第一快速调节阀1301的油口T、第三液控单向阀703的油口Y、第四液控单向阀704的油口Y、第一溢流阀1601的油口T及第七单向阀207的油口A相连接；第一快速调节阀1301的油口A与第三液控单向阀703的油口A相连接，第三液控单向阀703的油口B设置有第三压力传感器903并分别与第一溢流阀1601的油口P、第一顺序阀1501的油口T及第一窄边调宽液压缸1701的塞腔相连接；第四液控单向阀704的油口B设置有第四压力传感器904并分别与第第一溢流阀1601的油口P、第七单向阀207的油口B及第一窄边调宽液压缸1701的杆腔相连接；第一窄边调宽液压缸1701设置有第一位移传感器1801；所述第二结晶器窄边位置控制装置2102、第三结晶器窄边位置控制装置2103和第四结晶器窄边位置控制装置2014与第一结晶器窄边位置控制装置2101的结构和功能完全相同。
窄边调宽液压缸由对应的快速调节阀进行位置闭环控制，每个快速调节阀由四个独立电磁铁控制，第一电磁铁1301a控制第一快速调节阀1301的油口P通油口A、第二电磁铁1301b控制第一快速调节阀1301的油口A通油口T、第三电磁铁1301c控制第一快速调节阀1301的油口P通油口B、第四电磁铁1301d控制第一快速调节阀1301的油口B通油口T，通过逻辑控制快速调节阀的四个电磁铁能分别实现不同的控制功能；当某一个快速调节阀的电磁铁得电，控制快速调节阀的相应油口快速接通；当某一个快速调节阀的电磁铁断电，该快速调节阀的相应油口快速无泄漏关闭，实现可靠的油路无泄漏切断功能，使结晶器窄边位置保持在锥度要求的误差允许范围内时停止工作，依靠快速调节阀的无泄漏截止特性，且由液压开关通断控制取代复杂的液压实时伺服控制方式，系统工作可靠性高、能耗低、故障率低。
第一宽边夹紧力释放液压缸1001塞腔及第二宽边夹紧力释放液压缸1002塞腔压力由第一比例减压阀501根据工艺要求并通过检测第一压力传感器901的反馈值实现闭环自动控制，第三宽边夹紧力释放液压缸1003塞腔及第四宽边夹紧力释放液压缸1004塞腔压力由第二比例减压阀502根据工艺要求并通过检测第二压力传感器902的反馈值实现闭环自动控制；当比例减压阀出现故障导致第一压力传感器901及第二压力传感器902的反馈值出现异常时，电磁提动阀3迅速自动失电，第一比例减压阀501的第三单向阀203、电磁球座阀3迅速释压，第二比例减压阀502的第四单向阀204、电磁球座阀3迅速释压，从而保障结晶器的宽边可靠夹紧窄边，防止高温高压水泄漏事故的发生。
当外部管路发生泄漏时，泄漏流量大于供油泄漏报警装置23中的节流阀19的额定流量时，并联第二单向阀202打开，压差发讯器20动作，提示管路泄漏，同时自动切断供油用第一电磁换向阀1101，实现可靠的油路切断，防止发生火灾及其他重大安全生产事故。
所述的一种结晶器在线热调宽液压控制系统的工作方法，在系统热调宽工作时，结晶器宽边软夹紧力调节装置22的电磁阀电磁铁b得电，电磁球座阀3得电，第一宽边夹紧力释放液压缸1001塞腔及第二宽边夹紧力释放液压缸1002塞腔压力由第一比例减压阀501根据工艺要求并通过检测第一压力传感器901的反馈值实现闭环自动控制，第三宽边夹紧力释放液压缸1003塞腔及第四宽边夹紧力释放液压缸1004塞腔压力由第二比例减压阀502根据工艺要求并通过检测第二压力传感器902的反馈值实现闭环自动控制；保证第一窄边调宽液压缸1701、第二窄边调宽液压缸1702、第三窄边调宽液压缸1703及第四窄边调宽液压缸1704的可靠运行；当第一比例减压阀501及第二比例减压阀502出现故障导致第一压力传感器901及第二压力传感器902的反馈值出现异常时，电磁球座阀3迅速自动失电，第一比例减压阀501的压力经第三单向阀203、电磁球座阀3迅速释压，第二比例减压阀502的压力经第四单向阀204、电磁球座阀3迅速释压，保障结晶器的宽边可靠夹紧窄边，防止高温钢水泄漏事故的发生；
当结晶器宽边软夹紧力调节装置22工作压力达到设定值时，四套结晶器窄边位置控制装置分别控制四套对应的窄边调宽液压缸；其中四套结晶器窄边位置控制装置的动作完全相同，第一结晶器窄边位置控制装置2101控制第一窄边调宽液压缸1701的过程为：第二电磁换向阀1102得电，第三液控单向阀703、第四液控单向阀704打开，系统通过第一位移传感器1801自动检测第一窄边调宽液压缸1701的位置；当第一窄边调宽液压缸1701需要伸出时，自动控制第一快速调节阀1301的第一电磁铁1301a、第四电磁铁1301d，第一窄边调宽液压缸1701伸出；当第一窄边调宽液压缸1701需要缩回时，自动控制第一快速调节阀1301的第二电磁铁1301b、第三电磁铁1301c，第一窄边调宽液压缸1701缩回；当第一窄边调宽液压缸1701的位置在允许的误差范围内时，第一快速调节阀1301所有电磁铁断电，通过第一快速调节阀1301的无泄漏截止功能，使第一窄边调宽液压缸1701的位置长时间保持在误差范围内；
在系统冷调宽工作时，结晶器宽边软夹紧力调节装置22的电磁阀电磁铁a得电，电磁球座阀3得电，第一宽边夹紧力释放液压缸1001塞腔、第二宽边夹紧力释放液压缸1002塞腔、第三宽边夹紧力释放液压缸1003塞腔及第四宽边夹紧力释放液压缸1004塞腔压力由减压阀6并经第五单向阀205及第六单向阀206控制；
系统工作时，高压油液经供油泄漏报警装置23流向四套结晶器窄边位置控制装置，当四套窄边位置控制装置及四套窄边调宽液压缸由于管路发生外泄漏，泄漏流量大于供油泄漏报警装置23中的节流阀19设定的额定流量时，并联第二单向阀202打开，压差发讯器20动作，提示管路泄漏，同时自动切断供油用第一电磁换向阀1101，实现可靠的油路切断，防止发生火灾及重大安全生产事故。
本发明与现有技术相比的优点在于：本发明结晶器窄边位置控制系统由于采用的快速调节阀具有无泄漏通断特性，能使结晶器窄边位置保持在锥度要求的误差允许范围内时停止工作，依靠快速调节阀的无泄漏截止特性，由普通液压开关通断控制取代复杂的液压实时伺服控制方式，因此系统工作可靠性高、能耗低、故障率低。同时，宽边软夹紧力调节装置在热调宽过程中，上下部夹紧力能根据工艺要求自动实时调节，保障窄边调宽液压缸的可靠运行，当夹紧力发生故障时，通过桥式单向阀回路，电磁提动阀自动快速卸荷，保障结晶器宽边可靠夹紧窄边，防止发生高温钢水泄漏事故；再者结晶器冷调宽时，减压阀通过桥式回路单向阀调节夹紧力，系统原理简单、工作可靠。
高可靠性结晶器在线热调宽液压控制系统和方法具有窄边位置及宽边压力控制准确、使用可靠性高、系统安全性突出、故障率低等特点。
附图说明
图1为本发明的原理示意图。
图中：1为球阀，201为第一单向阀，202为第二单向阀，203为第三单向阀，204为第四单向阀，205为第五单向阀，206为第六单向阀，207为第七单向阀，208为第八单向阀，209为第九单向阀，2010为第十单向阀，3为电磁球座阀，4为电磁阀，501为第一比例减压阀，502为第二比例减压阀，6为减压阀，701为第一液控单向阀，702为第二液控单向阀，703为第三液控单向阀，704为第四液控单向阀，705为第五液控单向阀，706为第六液控单向阀，707为第七液控单向阀，708为第八液控单向阀，709为第九液控单向阀，7010为第十液控单向阀，801为第一可调节流阀，802为第二可调节流阀，901为第一压力传感器，902为第二压力传感器，903为第三压力传感器，904为第四压力传感器，905为第五压力传感器，906为第六压力传感器，907为第七压力传感器，908为第八压力传感器，909为第九压力传感器，9010为第十压力传感器，1001为第一宽边夹紧力释放液压缸，1002为第二宽边夹紧力释放液压缸，1003为第三宽边夹紧力释放液压缸，1004为第四宽边夹紧力释放液压缸，1101为第一电磁换向阀，1102为第二电磁换向阀，1103为第三电磁换向阀，1104为第四电磁换向阀，1105为第五电磁换向阀，12为过滤器，1301为第一快速调节阀，1302为第二快速调节阀，1303为第三快速调节阀，1304为第四快速调节阀，1501为第一顺序阀，1502为第二顺序阀，1503为第三顺序阀，1504为第四顺序阀，1601为第一溢流阀，1602为第二溢流阀，1603为第三溢流阀，1604为第四溢流阀，1701为第一窄边调宽液压缸，1702为第二窄边调宽液压缸，1703为第三窄边调宽液压缸，1704为第四窄边调宽液压缸，1801为第一位移传感器，1802为第二位移传感器，1803为第三位移传感器，1804为第四位移传感器，19为节流阀，20为压差发讯器，2101为第一结晶器窄边位置控制装置，2102为第二结晶器窄边位置控制装置，2103为第三结晶器窄边位置控制装置，2104为第四结晶器窄边位置控制装置，22为结晶器宽边软夹紧力调节装置，23为供油泄漏报警装置。
具体实施方式
如图1所示，本发明涉及的一种高可靠性结晶器在线热调宽液压控制系统，具体结构为：至少包含一套供油泄漏报警装置23，一套结晶器宽边软夹紧力调节装置22，四套宽边夹紧力释放液压缸，分别为第一宽边夹紧力释放液压缸1001、第二宽边夹紧力释放液压缸1002、第三宽边夹紧力释放液压缸1003及第四宽边夹紧力释放液压缸1004，四套结晶器窄边位置控制装置，分别为第一结晶器窄边位置控制装置2101、第二结晶器窄边位置控制装置2102、第三结晶器窄边位置控制装置2103及第四结晶器窄边位置控制装置2014，四套窄边调宽液压缸，分别为第一窄边调宽液压缸1701、第二窄边调宽液压缸1702、第三窄边调宽液压缸1703及第四窄边调宽液压缸1704。
主压力管路P0通过球阀1分别与供油泄漏报警装置23的油口P、电磁阀4的油口P相连接；主回油管路T0通过第一单向阀201分别与供油泄漏报警装置23的第一电磁换向阀1101的油口T、第一结晶器窄边位置控制装置2101的油口T、第二结晶器窄边位置控制装置2102的油口T、第三结晶器窄边位置控制装置2103的油口T、第四结晶器窄边位置控制装置2104的油口T、结晶器宽边软夹紧力调节装置22的第一比例减压阀501和第二比例减压阀502的油口T、结晶器宽边软夹紧力调节装置22的电磁球座阀3的油口T和油口A及结晶器宽边软夹紧力调节装置22的电磁阀4的油口T相连接；主泄油管路L0分别与结晶器宽边软夹紧力调节装置22的第一液控单向阀701和第二液控单向阀702的泄油口Y、结晶器宽边软夹紧力调节装置22的第一比例减压阀501和第二比例减压阀502的泄油口Y及减压阀6的泄油口Y相连接；
供油泄漏报警装置23的油口P分别与压差发讯器20的油口A、第二单向阀202的油口A、节流阀19的油口A相连接；第一电磁换向阀1101的油口P分别与压差发讯器20的油口B、第二单向阀202的油口B、节流阀19的油口B相连接；第一电磁换向阀1101的油口B通过过滤器12分别与第一结晶器窄边位置控制装置2101的油口P、第二结晶器窄边位置控制装置2102的油口P、第三结晶器窄边位置控制装置2103的油口P、第四结晶器窄边位置控制装置2104的油口P相连接；
结晶器宽边软夹紧力调节装置22的电磁阀4的油口A分别与第一比例减压阀501的油口P、第二比例减压阀502的油口P、第一液控单向阀701的油口X及第二液控单向阀702的油口X相连接，电磁阀4的油口B与减压阀6的油口P相连接；第一比例减压阀501的油口A与第一液控单向阀701的油口A连接，第一液控单向阀701的油口B分别与第一可调节流阀801的油口A、第三单向阀203的油口A、第五单向阀205的油口B相连接；第一可调节流阀801的油口B设置有第一压力传感器901并分别与第一宽边夹紧力释放液压缸1001的塞腔、第二宽边夹紧力释放液压缸1002的塞腔相连接；第二比例减压阀502的油口A与第二液控单向阀702的油口A连接，第二液控单向阀702的油口B分别与第二可调节流阀802的油口A、第四单向阀204的油口A、第六单向阀206的油口B相连接；第二可调节流阀802的油口B设置有第二压力传感器902并分别与第三宽边夹紧力释放液压缸1003的塞腔、第四宽边夹紧力释放液压缸1004的塞腔相连接；减压阀6的油口A分别与第四单向阀205的油口A、第六单向阀206的油口A相连接；电磁球座阀3的油口P分别与第三单向阀203的油口B、第四单向阀204的油口B相连接；
第一结晶器窄边位置控制装置2101与第二结晶器窄边位置控制装置2102分别通过控制第一窄边调宽液压缸1701与第二窄边调宽液压缸1702实现结晶器的一侧窄边位置的精准控制，第三结晶器窄边位置控制装置2103与第四结晶器窄边位置控制装置2104分别通过控制第三窄边调宽液压缸1703与第四窄边调宽液压缸1704实现控制结晶器的另一侧窄边位置的精准控制；所述第一结晶器窄边位置控制装置2101中的第二电磁换向阀1102油口B分别与第一快速调节阀1301的油口P、第三液控单向阀703的油口X、第四液控单向阀704的油口X相连接；第一结晶器窄边位置控制装置2101中回油口T分别与第二电磁换向阀1102的油口T、第一快速调节阀1301的油口T、第三液控单向阀703的油口Y、第四液控单向阀704的油口Y、第一溢流阀1601的油口T及第七单向阀207的油口A相连接；第一快速调节阀1301的油口A与第三液控单向阀703的油口A相连接，第三液控单向阀703的油口B设置有第三压力传感器903并分别与第一溢流阀1601的油口P、第一顺序阀1501的油口T及第一窄边调宽液压缸1701的塞腔相连接；第四液控单向阀704的油口B设置有第四压力传感器904并分别与第第一溢流阀1601的油口P、第七单向阀207的油口B及第一窄边调宽液压缸1701的杆腔相连接；第一窄边调宽液压缸1701设置有第一位移传感器1801；所述第二结晶器窄边位置控制装置2102、第三结晶器窄边位置控制装置2103和第四结晶器窄边位置控制装置2014与第一结晶器窄边位置控制装置2101的结构和功能完全相同。窄边调宽液压缸由对应的快速调节阀进行位置闭环控制，每个快速调节阀由四个独立电磁铁控制，第一电磁铁1301a控制第一快速调节阀1301的油口P通油口A、第二电磁铁1301b控制第一快速调节阀1301的油口A通油口T、第三电磁铁1301c控制第一快速调节阀1301的油口P通油口B、第四电磁铁1301d控制第一快速调节阀1301的油口B通油口T，通过逻辑控制快速调节阀的四个电磁铁能分别实现不同的控制功能；当某一个快速调节阀的电磁铁得电，控制快速调节阀的相应油口快速接通；当某一个快速调节阀的电磁铁断电，该快速调节阀的相应油口快速无泄漏关闭，实现可靠的油路无泄漏切断功能，使结晶器窄边位置保持在锥度要求的误差允许范围内时停止工作，依靠快速调节阀的无泄漏截止特性，且由液压开关通断控制取代复杂的液压实时伺服控制方式，系统工作可靠性高、能耗低、故障率低。
所述过滤器12用于油液的过滤，由于结晶器经常需要下线维修，管路的拆卸容易导致脏物进入液压系统管路中，设置过滤器12防止后部液压元器件由于污物进入管路导致出现卡阻现象，防止出现液压元器件故障。
所述第一单向阀201用于防止总回油管路的油液进入本控制系统中；第二单向阀202用于系统冷调宽工况窄边调宽液压缸快速运动时高压油液的供给；第三单向阀203、第四单向阀204、第五单向阀205、第六单向阀206用于组成桥式回路，实现油液的单向供给功能；第七单向阀207、第八单向阀208、第九单向阀209、第十单向阀2010分别实现第一窄边调宽液压缸1701、第二窄边调宽液压缸1702、第三窄边调宽液压缸1703、第四窄边调宽液压缸1704活塞杆腔的补油作用，防止调宽液压缸的活塞杆腔产生吸空现象，导致密封损坏。
所述第一溢流阀1601、第二溢流阀1602、第三溢流阀1603、第四溢流阀1604分别用于第一窄边调宽液压缸1701、第二窄边调宽液压缸1702、第三窄边调宽液压缸1703、第四窄边调宽液压缸1704活塞腔的压力保护，防止由于压力过高造成调宽液压缸的损坏。
所述第一顺序阀1501、第二顺序阀1502、第三顺序阀1503、第四顺序阀1504分别用于第一窄边调宽液压缸1701、第二窄边调宽液压缸1702、第三窄边调宽液压缸1703、第四窄边调宽液压缸1704活塞杆腔的超压保护，防止由于压力过高造成液压缸的损坏；由于第一顺序阀1501、第二顺序阀1502、第三顺序阀1503、第四顺序阀1504的弹簧侧连接通气口CA，所以该顺序阀的压力设定值只与弹簧的预紧力有关而与次级管路的压力无关。
第一快速调节阀1301、第二快速调节阀1302、第三快速调节阀1303、第四快速调节阀1304分别用于第一窄边调宽液压缸1701、第二窄边调宽液压缸1702、第三窄边调宽液压缸1703、第四窄边调宽液压缸1704的位置闭环自动控制。每个快速调节阀由四个独立电磁铁控制，以第一快速调节阀1301为例，其中第一电磁铁1301a控制第一快速调节阀1301的油口P通油口A、第二电磁铁1301b控制第一快速调节阀1301的油口A通油口T、第三电磁铁1301c控制第一快速调节阀1301的油口P通油口B、第四电磁铁1301d控制第一快速调节阀1301的油口B通油口T；当某一个电磁铁得电，控制相应的油口快速接通；当某一个电磁铁断电，该相应油口快速无泄漏关闭，实现可靠的油路无泄漏切断功能；通过逻辑控制第一快速调节阀1301的四个电磁铁能分别实现不同的控制功能。
所述第一液控单向阀701、第二液控单向阀702分别用于结晶器宽边软夹紧控制装置22冷调宽时油路的关闭，实现冷调宽功能；第三液控单向阀703、第四液控单向阀704、第五液控单向阀705、第六液控单向阀706、第七液控单向阀707、第八液控单向阀708、第九液控单向阀709分别用于第一快速调节阀1301、第二快速调节阀1302、第三快速调节阀1303、第四快速调节阀1304故障状态下的第一窄边调宽液压缸1701、第二窄边调宽液压缸1702、第三窄边调宽液压缸1703、第四窄边调宽液压缸1704的位置可靠锁定。
本发明的工作原理是：
本发明在系统热调宽工作时，结晶器宽边软夹紧力调节装置22的电磁阀电磁铁b得电，电磁球座阀3得电，第一宽边夹紧力释放液压缸1001塞腔及第二宽边夹紧力释放液压缸1002塞腔压力由第一比例减压阀501根据工艺要求并通过检测第一压力传感器901的反馈值实现闭环自动控制，第三宽边夹紧力释放液压缸1003塞腔及第四宽边夹紧力释放液压缸1004塞腔压力由第二比例减压阀502根据工艺要求并通过检测第二压力传感器902的反馈值实现闭环自动控制；保证第一窄边调宽液压缸1701、第二窄边调宽液压缸1702、第三窄边调宽液压缸1703及第四窄边调宽液压缸1704的可靠运行；当第一比例减压阀501及第二比例减压阀502出现故障导致第一压力传感器901及第二压力传感器902的反馈值出现异常时，电磁球座阀3迅速自动失电，第一比例减压阀501的压力经第三单向阀203、电磁球座阀3迅速释压，第二比例减压阀502的压力经第四单向阀204、电磁球座阀3迅速释压，保障结晶器的宽边可靠夹紧窄边，防止高温钢水泄漏事故的发生。
当结晶器宽边软夹紧力调节装置22工作压力达到设定值时，四套结晶器窄边位置控制装置分别控制四套对应的窄边调宽液压缸；其中四套结晶器窄边位置控制装置的动作完全相同，第一结晶器窄边位置控制装置2101控制第一窄边调宽液压缸1701的过程为：第二电磁换向阀1102得电，第三液控单向阀703、第四液控单向阀704打开，系统通过第一位移传感器1801自动检测第一窄边调宽液压缸1701的位置；当第一窄边调宽液压缸1701需要伸出时，自动控制第一快速调节阀1301的第一电磁铁1301a、第四电磁铁1301d，第一窄边调宽液压缸1701伸出；当第一窄边调宽液压缸1701需要缩回时，自动控制第一快速调节阀1301的第二电磁铁1301b、第三电磁铁1301c，第一窄边调宽液压缸1701缩回；当第一窄边调宽液压缸1701的位置在允许的误差范围内时，第一快速调节阀1301所有电磁铁断电，通过第一快速调节阀1301的无泄漏截止功能，使第一窄边调宽液压缸1701的位置长时间保持在误差范围内。
本发明在系统冷调宽工作时，结晶器宽边软夹紧力调节装置22的电磁阀电磁铁a得电，电磁球座阀3得电，第一宽边夹紧力释放液压缸1001塞腔、第二宽边夹紧力释放液压缸1002塞腔、第三宽边夹紧力释放液压缸1003塞腔及第四宽边夹紧力释放液压缸1004塞腔压力由减压阀6并经第五单向阀205及第六单向阀206控制。
系统工作时，高压油液经供油泄漏报警装置23流向四套结晶器窄边位置控制装置，当四套窄边位置控制装置及四套窄边调宽液压缸由于管路发生外泄漏，泄漏流量大于供油泄漏报警装置23中的节流阀19设定的额定流量时，并联第二单向阀202打开，压差发讯器20动作，提示管路泄漏，同时自动切断供油用第一电磁换向阀1101，实现可靠的油路切断，防止发生火灾及重大安全生产事故。
本发明的结晶器窄边位置控制系统由于采用的快速调节阀具有无泄漏通断特性，能使结晶器窄边位置保持在锥度要求的误差允许范围内时停止工作，依靠快速调节阀的无泄漏截止特性，且由普通液压开关通断控制取代复杂的液压实时伺服控制方式，因此系统工作可靠性高、能耗低、故障率低。同时，宽边软夹紧力调节装置在热调宽过程中，上下部夹紧力能根据工艺要求自动实时调节，保障窄边调宽液压缸的可靠运行，当夹紧力发生故障时，通过桥式单向阀回路，电磁提动阀自动快速卸荷，保障结晶器宽边可靠夹紧窄边，防止发生高温钢水泄漏事故；再者结晶器冷调宽时，减压阀通过桥式回路单向阀调节夹紧力，系统原理简单、工作可靠。
高可靠性结晶器在线热调宽液压控制系统和方法具有窄边位置及宽边压力控制准确、使用可靠性高、系统安全性突出、故障率低等特点。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。

Claims (1)

1.一种结晶器在线热调宽液压控制系统，至少包含一套供油泄漏报警装置(23)，一套结晶器宽边软夹紧力调节装置(22)，四套宽边夹紧力释放液压缸，分别为第一宽边夹紧力释放液压缸(1001)、第二宽边夹紧力释放液压缸(1002)、第三宽边夹紧力释放液压缸(1003)及第四宽边夹紧力释放液压缸(1004)，四套结晶器窄边位置控制装置，分别为第一结晶器窄边位置控制装置(2101)、第二结晶器窄边位置控制装置(2102)、第三结晶器窄边位置控制装置(2103)及第四结晶器窄边位置控制装置(2104)，四套窄边调宽液压缸，分别为第一窄边调宽液压缸(1701)、第二窄边调宽液压缸(1702)、第三窄边调宽液压缸(1703)及第四窄边调宽液压缸(1704)；其特征在于：
主压力管路P0通过球阀(1)分别与供油泄漏报警装置(23)的油口P、电磁阀(4)的油口P相连接；主回油管路T0通过第一单向阀(201)分别与供油泄漏报警装置(23)的第一电磁换向阀(1101)的油口T、第一结晶器窄边位置控制装置(2101)的油口T、第二结晶器窄边位置控制装置(2102)的油口T、第三结晶器窄边位置控制装置(2103)的油口T、第四结晶器窄边位置控制装置(2104)的油口T、结晶器宽边软夹紧力调节装置(22)的第一比例减压阀(501)和第二比例减压阀(502)的油口T、结晶器宽边软夹紧力调节装置(22)的电磁球座阀(3)的油口T和油口A及结晶器宽边软夹紧力调节装置(22)的电磁阀(4)的油口T相连接；主泄油管路L0分别与结晶器宽边软夹紧力调节装置(22)的第一液控单向阀(701)和第二液控单向阀(702)的泄油口Y、结晶器宽边软夹紧力调节装置(22)的第一比例减压阀(501)和第二比例减压阀(502)的泄油口Y及减压阀(6)的泄油口Y相连接；
供油泄漏报警装置(23)的油口P分别与压差发讯器(20)的油口A、第二单向阀(202)的油口A、节流阀(19)的油口A相连接；第一电磁换向阀(1101)的油口P分别与压差发讯器(20)的油口B、第二单向阀(202)的油口B、节流阀(19)的油口B相连接；第一电磁换向阀(1101)的油口B通过过滤器(12)分别与第一结晶器窄边位置控制装置(2101)的油口P、第二结晶器窄边位置控制装置(2102)的油口P、第三结晶器窄边位置控制装置(2103)的油口P、第四结晶器窄边位置控制装置(2104)的油口P相连接；
结晶器宽边软夹紧力调节装置(22)的电磁阀(4)的油口A分别与第一比例减压阀(501)的油口P、第二比例减压阀(502)的油口P、第一液控单向阀(701)的控制油口X及第二液控单向阀(702)的控制油口X相连接，电磁阀(4)的油口B与减压阀(6)的油口P相连接；第一比例减压阀(501)的油口A与第一液控单向阀(701)的油口A连接，第一液控单向阀(701)的油口B分别与第一可调节流阀(801)的油口A、第三单向阀(203)的油口A、第五单向阀(205)的油口B相连接；第一可调节流阀(801)的油口B设置有第一压力传感器(901)并分别与第一宽边夹紧力释放液压缸(1001)的塞腔、第二宽边夹紧力释放液压缸(1002)的塞腔相连接；第二比例减压阀(502)的油口A与第二液控单向阀(702)的油口A连接，第二液控单向阀(702)的油口B分别与第二可调节流阀(802)的油口A、第四单向阀(204)的油口A、第六单向阀(206)的油口B相连接；第二可调节流阀(802)的油口B设置有第二压力传感器(902)并分别与第三宽边夹紧力释放液压缸(1003)的塞腔、第四宽边夹紧力释放液压缸(1004)的塞腔相连接；减压阀(6)的油口A分别与第五单向阀(205)的油口A、第六单向阀(206)的油口A相连接；电磁球座阀(3)的油口P分别与第三单向阀(203)的油口B、第四单向阀(204)的油口B相连接；
第一结晶器窄边位置控制装置(2101)与第二结晶器窄边位置控制装置(2102)分别通过控制第一窄边调宽液压缸(1701)与第二窄边调宽液压缸(1702)实现结晶器的一侧窄边位置的精准控制，第三结晶器窄边位置控制装置(2103)与第四结晶器窄边位置控制装置(2104)分别通过控制第三窄边调宽液压缸(1703)与第四窄边调宽液压缸(1704)实现控制结晶器的另一侧窄边位置的精准控制；所述第一结晶器窄边位置控制装置(2101)中的第二电磁换向阀(1102)油口B分别与第一快速调节阀(1301)的油口P、第三液控单向阀(703)的控制油口X、第四液控单向阀(704)的控制油口X相连接；第一结晶器窄边位置控制装置(2101)中回油口T分别与第二电磁换向阀(1102)的油口T、第一快速调节阀(1301)的油口T、第三液控单向阀(703)的油口Y、第四液控单向阀(704)的油口Y、第一溢流阀(1601)的油口T及第七单向阀(207)的油口A相连接；第一快速调节阀(1301)的油口A与第三液控单向阀(703)的油口A相连接，第三液控单向阀(703)的油口B设置有第三压力传感器(903)并分别与第一溢流阀(1601)的油口P、第一顺序阀(1501)的油口T及第一窄边调宽液压缸(1701)的塞腔相连接；第四液控单向阀(704)的油口B设置有第四压力传感器(904)并分别与第一顺序阀(1501)的油口P、第七单向阀(207)的油口B及第一窄边调宽液压缸(1701)的杆腔相连接；第一窄边调宽液压缸(1701)设置有第一位移传感器(1801)；所述第二结晶器窄边位置控制装置(2102)、第三结晶器窄边位置控制装置(2103)和第四结晶器窄边位置控制装置（2104）与第一结晶器窄边位置控制装置(2101)的结构和功能完全相同；
窄边调宽液压缸由对应的快速调节阀进行位置闭环控制，每个快速调节阀由四个独立电磁铁控制，第一电磁铁(1301a)控制第一快速调节阀(1301)的油口P通油口A、第二电磁铁(1301b)控制第一快速调节阀(1301)的油口A通油口T、第三电磁铁(1301c)控制第一快速调节阀(1301)的油口P通油口B、第四电磁铁(1301d)控制第一快速调节阀(1301)的油口B通油口T，通过逻辑控制快速调节阀的四个电磁铁能分别实现不同的控制功能；当某一个快速调节阀的电磁铁得电，控制快速调节阀的相应油口快速接通；当某一个快速调节阀的电磁铁断电，该快速调节阀的相应油口快速无泄漏关闭，实现可靠的油路无泄漏切断功能，使结晶器窄边位置保持在锥度要求的误差允许范围内时停止工作；
在系统热调宽工作时，结晶器宽边软夹紧力调节装置(22)的电磁阀电磁铁b得电，电磁球座阀(3)得电，第一宽边夹紧力释放液压缸(1001)塞腔及第二宽边夹紧力释放液压缸(1002)塞腔压力由第一比例减压阀(501)根据工艺要求并通过检测第一压力传感器(901)的反馈值实现闭环自动控制，第三宽边夹紧力释放液压缸(1003)塞腔及第四宽边夹紧力释放液压缸(1004)塞腔压力由第二比例减压阀(502)根据工艺要求并通过检测第二压力传感器(902)的反馈值实现闭环自动控制；保证第一窄边调宽液压缸(1701)、第二窄边调宽液压缸(1702)、第三窄边调宽液压缸(1703)及第四窄边调宽液压缸(1704)的可靠运行；当第一比例减压阀(501)及第二比例减压阀(502)出现故障导致第一压力传感器(901)及第二压力传感器(902)的反馈值出现异常时，电磁球座阀(3)迅速自动失电，第一比例减压阀(501)的压力经第三单向阀(203)、电磁球座阀(3)迅速释压，第二比例减压阀(502)的压力经第四单向阀(204)、电磁球座阀(3)迅速释压，保障结晶器的宽边可靠夹紧窄边；
当结晶器宽边软夹紧力调节装置(22)工作压力达到设定值时，四套结晶器窄边位置控制装置分别控制四套对应的窄边调宽液压缸；其中四套结晶器窄边位置控制装置的动作完全相同，第一结晶器窄边位置控制装置(2101)控制第一窄边调宽液压缸(1701)的过程为：第二电磁换向阀(1102)得电，第三液控单向阀(703)、第四液控单向阀(704)打开，系统通过第一位移传感器(1801)自动检测第一窄边调宽液压缸(1701)的位置；当第一窄边调宽液压缸(1701)需要伸出时，自动控制第一快速调节阀(1301)的第一电磁铁(1301a)、第四电磁铁(1301d)，第一窄边调宽液压缸(1701)伸出；当第一窄边调宽液压缸(1701)需要缩回时，自动控制第一快速调节阀(1301)的第二电磁铁(1301b)、第三电磁铁(1301c)，第一窄边调宽液压缸(1701)缩回；当第一窄边调宽液压缸(1701)的位置在允许的误差范围内时，第一快速调节阀(1301)所有电磁铁断电，通过第一快速调节阀(1301)的无泄漏截止功能，使第一窄边调宽液压缸(1701)的位置长时间保持在误差范围内；
在系统冷调宽工作时，结晶器宽边软夹紧力调节装置(22)的电磁阀电磁铁a得电，电磁球座阀(3)得电，第一宽边夹紧力释放液压缸(1001)塞腔、第二宽边夹紧力释放液压缸(1002)塞腔、第三宽边夹紧力释放液压缸(1003)塞腔及第四宽边夹紧力释放液压缸(1004)塞腔压力由减压阀(6)并经第五单向阀(205)及第六单向阀(206)控制；
系统工作时，高压油液经供油泄漏报警装置(23)流向四套结晶器窄边位置控制装置，当四套窄边位置控制装置及四套窄边调宽液压缸由于管路发生外泄漏，泄漏流量大于供油泄漏报警装置(23)中的节流阀(19)设定的额定流量时，并联第二单向阀(202)打开，压差发讯器(20)动作，提示管路泄漏，同时自动切断供油用第一电磁换向阀(1101)，实现可靠的油路切断。
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