CN207122455U - 一种保持倒角板坯二次压角液压稳定的系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种保持倒角板坯二次压角液压稳定的系统，该系统包括液压装置、液压检测装置和液压控制装置；通过液压检测装置检测液压装置中液压缸下腔的油压，并及时传递给液压控制装置，当油压超出正常范围时，由液压检测装置中的计算机控制相关电磁开关阀在主液压泵和备用液压泵之间进行切换，从而确保液压装置中液压缸下腔的油压保持在正常范围内，确保活塞推动压边辊对板坯边部进行二次压角操作。本实用新型能够避免钢板边直裂缺陷的发生，提升产品质量；同时本实用新型最大限度实现了对液压设备的智能化控制，极大降低了现场工作人员的劳动强度，有助于现场的高效化生产。

Description

一种保持倒角板坯二次压角液压稳定的系统

技术领域

本实用新型涉及一种在连铸生产过程中，能够保持倒角板坯二次压角液压稳定，确保二次压角操作稳定进行的系统，属于连铸生产控制设备领域。

背景技术

近年来，各炼钢企业普遍采用了大倒角结晶器设备，通过生产角部进行倒角处理的板坯（以下简称：倒角板坯）来解决板坯角部横裂缺陷。其主要工作原理是：利用大倒角结晶器对板坯角部进行倒角处理，从而优化板坯角部温度，避免其在矫直扇形段区间落入第三脆性区范围内，从而有效消除板坯角部横裂缺陷。但在后续生产中发现，尽管倒角板坯的角部横裂缺陷已基本消除，但成材的边部直裂缺陷却十分明显。钢板边部直裂是一种板坯轧制后出现在板材边部的直线型表面缺陷，产生位置距板材边缘约10～50mm，裂纹深度为200μm~2mm，外观形貌与板坯表面纵裂引起的板带缺陷相似；该缺陷容易在轧制后的管线钢、船板钢、高强机械用钢、汽车用钢等产品中出现，其发生率高达80%以上，会对产品质量造成严重的影响。经过系统性研究发现，钢板边部直裂缺陷产生的主要原因为：在生产过程中，板坯角部温度降低相对更快，角部优先发生γ→α组织转变，由于其变形抗力大，在轧制过程中角部金属的变形量相对较小，铸坯窄面中部及角部的变形差异大，从而造成铸坯窄面形成折叠，在后续的轧制过程中，这种折叠形成的纵向裂纹会翻转到宽面的边部，最终形成板坯边直裂缺陷。针对这种缺陷，国内许多冶金企业从连铸、轧制工艺及技术装备优化等方面提出了多种解决措施，但均未产生实质性的控制效果。

为彻底解决钢板边部直裂缺陷，邯钢与北京钢铁研究总院经过长期研究，首创了板坯二次压角技术，通过对倒角板坯进行二次压边处理，大幅降低了边直裂缺陷的发生率，发生率由工艺优化前的80%以上，稳定降至0.1%以下，效果十分明显。二次压角技术主要是通过在连铸机末端扇形段出口位置设置压边辊，利用液压装置控制压边辊对板坯边部倒角做进一步压边处理，使边部金属发生高温塑性变形，从而优化其表面形貌，进而使板坯角部温度的均匀性进一步提升，缓解因板坯角部区域因冷却温度不均而造成的金属折叠现象，有效消除钢板边部直裂缺陷的发生。

由以上分析可知，在二次压角技术中，液压装置起着关键作用；只有液压装置向压边辊提供足够且稳定的液压，才能保证板坯边部金属产生足够、稳定的塑性变形，从而大幅降低钢板边直裂缺陷发生率，确保钢板质量。通过长期的现场跟踪调研发现：当液压装置提供的液压稳定达到0.4～0.5MPa时，就可以确保压边辊能够对板坯边部金属产生足够的作用力，从而避免钢板边部直裂缺陷的发生；反之，当液压装置提供的液压小于0.4MPa时，压边辊作用到板坯边部的压力无法确保板坯边部金属发生有效的塑性变形，进而无法消除钢板边部直裂缺陷；而当液压装置提供的液压大于0.5MPa时，尽管能够确保对板坯的二次压角效果，但会对液压装置的使用寿命造成较大的影响。在实际生产过程中，由于液压装置靠近板坯，高温环境往往会导致该装置发生故障，如液压泵无法正常工作或是供油管破损等，使得油压会突然下降，进而影响后续的产品质量。针对这一问题，工作现场的通常应对方法是：设置两套液压装置，一套用于生产（即：主液压装置），另一套则备用（即：备用液压装置）。当一套液压装置发生故障时，现场工作人员会手动将备用液压装置启动起来，从而确保二次压角操作的正常进行。这种做法的优点是能够确保连铸生产的正常进行，但缺点是时间较为滞后，即：现场工作人员通常很难会在主液压装置发生故障的第一时间启动备用液压装置，而是往往在设备点检或是后道工序的产品质量出现明显问题的时候，才会手动启动备用液压装置，这样就会给企业造成不必要的经济损失；而通过增加点检次数的办法，加强对液压装置工作状态的监控，尽管能够确保后续产品质量，但也会提高现场工作人员的劳动强度和工作负担。因此，开发出一套能够对二次压角液压装置的工作状态及工作模式进行智能化监控及调整的系统，对于将液压装置的输出液压稳定控制在0.4～0.5MPa范围内，确保二次压角效果，进而有效消除钢板边部直裂缺陷，提升产品质量，并相应降低现场工作人员劳动强度具有十分重要的意义。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种保持倒角板坯二次压角液压稳定的系统，该系统能够对液压装置进行智能化管理，从而确保液压装置输出压力值稳定控制在0.4~0.5MPa范围内，避免钢板边直裂缺陷的发生，提升产品质量，降低现场工作人员的劳动强度。

解决上述技术问题的技术方案是：

一种保持倒角板坯二次压角液压稳定的系统，包括液压装置、液压检测装置和液压控制装置；其中：

液压装置包括液压油箱、主液压泵、备用液压泵、电磁换向阀、溢流阀、液压缸和活塞；活塞将液压缸分为上腔和下腔，上腔连接有上腔进油管和上腔出油管，下腔连接有下腔进油管和下腔出油管；上腔进油管、上腔出油管上分别安装有上腔进油电磁开关阀和上腔出油电磁开关阀，下腔进油管、下腔出油管上分别安装有下腔进油电磁开关阀和下腔出油电磁开关阀；液压油箱通过2根输油管分别与主液压泵和备用液压泵连接，主液压泵和备用液压泵分别通过输油管与电磁换向阀连接，电磁换向阀和溢流阀通过输油管连接；溢流阀与上腔进油管、下腔进油管连接；上腔出油管、下腔出油管与回油管连接，回油管分别与溢流阀和液压油箱连接；确保溢流阀溢出的液压油返回到液压油箱；活塞通过活塞杆与压边辊连接；

液压检测装置包括压力传感器、信号发射源和信号接收源，压力传感器安装于液压缸底部，信号发射源和信号接收源分别位于板坯宽度方向的两侧；

液压控制装置包括计算机和分别与计算机电连接的主液压泵PLC、备用液压泵PLC、液压缸下腔进油电磁开关阀PLC、液压缸上腔进油电磁开关阀PLC、液压缸下腔出油电磁开关阀PLC、液压缸上腔出油电磁开关阀PLC、主液压泵故障显示灯、备用液压泵故障显示灯和电磁换向阀PLC；计算机分别与压力传感器、信号发射源、信号接收源电连接。

上述的一种保持倒角板坯二次压角液压稳定的系统，所述液压装置中的回油管为三通结构，上腔出油管与下腔出油管连接后与回油管的上端口连接，回油管中部端口与溢流阀连接，下端口与液压油箱连接；所述液压检测装置的信号发射源和信号接收源分别布置于液压装置的两侧；信号发射源包括前端激光发射源和后端激光发射源，信号接收源包括前端激光接收源和后端激光接收源。

本实用新型的使用方法包括以下步骤：

步骤一、在计算机上点击启动按钮，计算机将启动前端激光发射源和后端激光发射源，所发射出的激光束将会分别被前端激光接收源和后端激光接收源所接收；

步骤二、连铸生产正式开始后，当板坯坯头运行到前端激光发射源和前端激光接收源之间时，则会阻挡住前端激光发射源射向前端激光接收源的激光和后端激光发射源射向后端激光接收源的激光，此时，前端激光接收源自动向计算机发出信号，计算机在接收到这一信号后，会同时进行以下一系列操作：

向主液压泵PLC发送信号，启动主液压泵；向液压缸下腔进油电磁开关阀PLC发送信号，打开液压缸下腔进油电磁开关阀；向液压缸上腔出油电磁开关阀PLC发送信号，打开液压缸上腔出油电磁开关阀；液压油从液压油箱进入主液压泵，通过下腔进油管进入液压缸下腔，推动活塞向上运动，使活塞杆带动压边辊向板坯一侧移动，完成对板坯的二次压角操作；

步骤三、在对板坯进行二次压角操作时，压力传感器实时监测液压缸下腔的液压，并实时向计算机反馈；当压力传感器检测到液压缸下腔的液压＜0.4MPa，并向计算机反馈后，计算机开始累计液压故障状态持续时间，当液压故障状态持续时间≤30s且计算机检测到液压缸下腔的液压已经达到0.4MPa以上时，计算机将对所累计的时间自动清零；当液压故障状态持续时间＞30s时，计算机将同时进行以下操作：

打开主液压泵故障显示灯，提醒现场工作人员及时维修；向备用液压泵PLC发出信号，启动备用液压泵；同时向主液压泵PLC发出信号，关闭主液压泵；向电磁换向阀PLC发出信号，启动电磁换向阀，改变供油方向，由备用液压泵供油，从而确保液压系统的压力能够稳定控制在0.4~0.5MPa范围内；

在连铸正常生产阶段，重复本步骤进行液压缸下腔液压的检测，保证液压系统的压力能够稳定控制在0.4~0.5MPa范围内；

步骤四、当后端激光接收源重新接收到后端激光发射源所发射的激光时，表明连铸浇钢已经结束；此时，后端激光接收源会向计算机发出反馈信号，计算机在接收到反馈信号后，通过控制相关的电磁开关阀PLC，在打开液压缸上腔进油电磁开关阀、液压缸下腔出油电磁开关阀的同时，关闭液压缸下腔进油电磁开关阀和液压缸上腔出油电磁开关阀，从而控制活塞杆带动压边辊向远离板坯的方向移动，计算机自动开始累计活塞杆向远离板坯方向的移动时间；当移动时间达到60s时，计算机会关闭前端激光发射源、后端激光发射源、主液压泵、备用液压泵、液压缸下腔进油电磁开关阀、液压缸上腔进油电磁开关阀、液压缸下腔出油电磁开关阀、液压缸上腔出油电磁开关阀、电磁换向阀、主液压泵故障显示灯和备用液压泵故障显示灯，同时将液压故障状态持续时间和活塞杆向远离板坯方向的移动时间清零，系统完成全部操作，并等待下一个连铸浇次的开始。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型能够自动监测液压缸下腔压力，当下腔压力超出正常范围一定时间后，可自动在主液压泵和备用液压泵之间进行切换，从而确保液压装置输出压力值稳定控制在0.4~0.5MPa范围内，避免钢板边直裂缺陷的发生，提升产品质量；同时本实用新型最大限度实现了对液压设备的智能化控制，极大降低了现场工作人员的劳动强度，有助于现场的高效化生产。

本实用新型是液压稳定控制技术的首创，解决了液压系统难以高效稳定运行、影响产品质量和维护劳动强度大的难题，对于有效解决钢板边直裂缺陷，提升产品质量起到了至关重要的作用，具有显著的经济效益，在行业内有极大的推广使用价值。

附图说明

图1是本实用新型液压装置的结构示意图；

图2是本实用新型部分液压检测装置结构示意图；

图3是本实用新型液压控制装置结构示意图；

图中标记为：液压油箱1、主液压泵2、备用液压泵3、电磁换向阀4、溢流阀5、液压缸6、活塞7、上腔进油管8、上腔出油管9、下腔进油管10、下腔出油管11、上腔进油电磁开关阀12、上腔出油电磁开关阀13、下腔进油电磁开关阀14、下腔出油电磁开关阀15、输油管16、活塞杆17、压边辊18、压力传感器19、板坯20、计算机21、主液压泵PLC22、备用液压泵PLC23、液压缸下腔进油电磁开关阀PLC24、液压缸上腔进油电磁开关阀PLC25、液压缸下腔出油电磁开关阀PLC26、液压缸上腔出油电磁开关阀PLC27、主液压泵故障显示灯28、备用液压泵故障显示灯29、前端激光发射源30、后端激光发射源31、前端激光接收源32、后端激光接收源33、电磁换向阀PLC34、回油管35。

具体实施方式

本实用新型一种保持倒角板坯二次压角液压稳定的系统，包括液压装置、液压检测装置和液压控制装置；其中：

图1显示，液压装置包括液压油箱1、主液压泵2、备用液压泵3、电磁换向阀4、溢流阀5、液压缸6和活塞7；活塞7将液压缸6分为上腔和下腔，上腔连接有上腔进油管8和上腔出油管9，下腔连接有下腔进油管10和下腔出油管11；上腔进油管8、上腔出油管9上分别安装有上腔进油电磁开关阀12和上腔出油电磁开关阀13，下腔进油管10、下腔出油管11上分别安装有下腔进油电磁开关阀13和下腔出油电磁开关阀15；液压油箱1通过2根输油管16分别与主液压泵2和备用液压泵3连接，主液压泵2和备用液压泵3分别通过输油管16与电磁换向阀4连接，电磁换向阀4和溢流阀5通过输油管16连接；溢流阀5与上腔进油管8、下腔进油管10连接；回油管35为三通结构，上腔出油管9、下腔出油管11的出口合并连接后与回油管35的上端口连接，液压油箱1与回油管35的下端口连接，溢流阀5与回油管35的中间端口连接，这样确保溢出的液压油返回到液压油箱1；活塞7通过活塞杆17与压边辊18连接；溢流阀5的作用是确保液压系统中的液压能够稳定控制在0.5MPa以内；

图2显示，液压检测装置包括压力传感器19、信号发射源和信号接收源；压力传感器19安装于液压缸6的底部，用于监测液压缸6下腔内的液压；信号发射源和信号接收源分别位于板坯20宽度方向的两侧，而且布置于液压装置的两侧；信号发射源包括前端激光发射源30和后端激光发射源31，信号接收源包括前端激光接收源32和后端激光接收源33；前端激光发射源30和前端激光接收源32布置在拉坯方向的前方，而后端激光发射源31和后端激光接收源33布置在拉坯方向的后方，以此判断铸坯浇铸的开始和结束；

图3显示，液压控制装置包括计算机21和分别与计算机21电连接的主液压泵PLC22、备用液压泵PLC23、液压缸下腔进油电磁开关阀PLC24、液压缸上腔进油电磁开关阀PLC25、液压缸下腔出油电磁开关阀PLC26、液压缸上腔出油电磁开关阀PLC27、主液压泵故障显示灯28、备用液压泵故障显示灯29和电磁换向阀PLC34；计算机21还分别与压力传感器19、前端激光发射源30、后端激光发射源31、前端激光接收源32和后端激光接收源33电连接；主液压泵PLC22用于控制主液压泵2，备用液压泵PLC23用于控制备用液压泵3，液压缸下腔进油电磁开关阀PLC24用于控制下腔进油电磁开关阀14、液压缸上腔进油电磁开关阀PLC25用于控制上腔进油电磁开关阀12，液压缸下腔出油电磁开关阀PLC26用于控制下腔出油电磁开关阀15，液压缸上腔出油电磁开关阀PLC27用于控制上腔出油电磁开关阀13；主液压泵故障显示灯28、备用液压泵故障显示灯29则分别显示主液压泵2和备用液压泵3的工作状态，当相关显示灯是熄灭状态时，表明相关液压泵工作状态正常；而当相关显示灯是发光状态时，表明相关液压泵工作状态异常，需要现场工作人员及时处理。

本实用新型的使用方法包括以下步骤：

步骤一、在计算机21上点击启动按钮，计算机21将启动前端激光发射源30和后端激光发射源31，所发射出的激光束将会分别被前端激光接收源32和后端激光接收源33所接收；

步骤二、连铸生产正式开始后，当板坯20的坯头运行到前端激光发射源30和前端激光接收源32之间时，则会阻挡住前端激光发射源30射向前端激光接收源32的激光和后端激光发射源31射向后端激光接收源33的激光，此时，前端激光接收源32自动向计算机21发出信号，计算机21在接收到这一信号后，会同时进行以下一系列操作：

向主液压泵PLC22发送信号，启动主液压泵2；向液压缸下腔进油电磁开关阀PLC24发送信号，打开液压缸下腔进油电磁开关阀14；向液压缸上腔出油电磁开关阀PLC27发送信号，打开液压缸上腔出油电磁开关阀13；液压油从液压油箱1进入主液压泵2，经电磁换向阀4、溢流阀5后，通过下腔进油管10进入液压缸6的下腔，推动活塞7向上运动，使活塞杆17带动压边辊18向板坯20的一侧移动，完成对板坯20的二次压角操作；

步骤三、在对板坯20进行二次压角操作时，压力传感器19实时监测液压缸6下腔的液压，并实时向计算机21反馈；当压力传感器19检测到液压缸6下腔的液压＜0.4MPa，并向计算机21反馈后，计算机21开始累计液压故障状态持续时间，当液压故障状态持续时间≤30s且计算机21检测到液压缸6下腔的液压已经达到0.4MPa以上时，计算机21将对所累计的时间自动清零，主液压泵2仍然持续工作；当液压故障状态持续时间＞30s时，计算机21将同时进行以下操作：

打开主液压泵故障显示灯28，提醒现场工作人员及时维修；向备用液压泵PLC23发出信号，启动备用液压泵3；同时向主液压泵PLC22发出信号，关闭主液压泵2；向电磁换向阀PLC34发出信号，启动电磁换向阀4，改变供油方向，从而使启动的备用液压泵3能够确保液压系统的压力仍然稳定控制在0.4~0.5MPa范围内。

在连铸正常生产阶段，本实用新型通过重复步骤三来确保液压系统的压力能够稳定控制在0.4~0.5MPa范围内。

步骤四、当后端激光接收源33重新接收到后端激光发射源31所发射的激光时，表明连铸浇钢已经结束；此时，后端激光接收源33会向计算机21发出反馈信号，计算机21在接收到反馈信号后，通过启动液压缸上腔进油电磁开关阀PLC25、液压缸下腔出油电磁开关阀PLC26，打开液压缸上腔进油电磁开关阀12和液压缸下腔出油电磁开关阀15，同时，关闭液压缸下腔进油电磁开关阀14和液压缸上腔出油电磁开关阀13，从而控制活塞杆17带动压边辊18向远离板坯20的方向移动；与此同时，计算机21自动开始累计活塞杆17向远离板坯20方向的移动时间；当移动时间达到60s时，计算机21会关闭前端激光发射源30、后端激光发射源31、主液压泵2、备用液压泵3、液压缸下腔进油电磁开关阀14、液压缸上腔进油电磁开关阀12、液压缸下腔出油电磁开关阀15、液压缸上腔出油电磁开关阀13、电磁换向阀4、主液压泵故障显示灯28和备用液压泵故障显示灯29，同时将液压故障状态持续时间和活塞杆17向远离板坯20方向的移动时间清零，系统完成全部操作，并等待下一个连铸浇次的开始。

Claims (2)

1.一种保持倒角板坯二次压角液压稳定的系统，其特征在于：它包括液压装置、液压检测装置和液压控制装置；其中：

液压装置包括液压油箱（1）、主液压泵（2）、备用液压泵（3）、电磁换向阀（4）、溢流阀（5）、液压缸（6）和活塞（7）；活塞（7）将液压缸（6）分为上腔和下腔，上腔连接有上腔进油管（8）和上腔出油管（9），下腔连接有下腔进油管（10）和下腔出油管（11）；上腔进油管（8）、上腔出油管（9）上分别安装有上腔进油电磁开关阀（12）和上腔出油电磁开关阀（13），下腔进油管（10）、下腔出油管（11）上分别安装有下腔进油电磁开关阀（14）和下腔出油电磁开关阀（15）；液压油箱（1）通过2根输油管（16）分别与主液压泵（2）和备用液压泵（3）连接，主液压泵（2）和备用液压泵（3）分别通过输油管（16）与电磁换向阀（4）连接，电磁换向阀（4）和溢流阀（5）通过输油管（16）连接；溢流阀（5）与上腔进油管（8）、下腔进油管（10）连接；上腔出油管（9）、下腔出油管（11）与回油管（35）连接，回油管（35）分别与溢流阀（5）和液压油箱（1）连接；活塞（7）通过活塞杆（17）与压边辊（18）连接；

液压检测装置包括压力传感器（19）、信号发射源和信号接收源，压力传感器（19）安装于液压缸（6）的底部，信号发射源和信号接收源分别位于板坯（20）宽度方向的两侧；

液压控制装置包括计算机（21）和分别与计算机（21）电连接的主液压泵PLC（22）、备用液压泵PLC（23）、液压缸下腔进油电磁开关阀PLC（24）、液压缸上腔进油电磁开关阀PLC（25）、液压缸下腔出油电磁开关阀PLC（26）、液压缸上腔出油电磁开关阀PLC（27）、主液压泵故障显示灯（28）、备用液压泵故障显示灯（29）和电磁换向阀PLC（34）；计算机（21）分别与压力传感器（19）、信号发射源和信号接收源电连接。

2.如权利要求1所述的一种保持倒角板坯二次压角液压稳定的系统，其特征在于：所述液压装置中的回油管（35）为三通结构，上腔出油管（9）与下腔出油管（11）连接后与回油管（35）的上端口连接，回油管（35）中部端口与溢流阀（5）连接，下端口与液压油箱（1）连接；所述液压检测装置的信号发射源和信号接收源分别布置于液压装置的两侧；信号发射源包括前端激光发射源（30）和后端激光发射源（31），信号接收源包括前端激光接收源（32）和后端激光接收源（33）。