CN210587068U - 一种控制结晶器热调宽软夹紧力的智能系统 - Google Patents
一种控制结晶器热调宽软夹紧力的智能系统 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型涉及冶金连铸设备领域，具体涉及一种控制结晶器热调宽软夹紧力的智能系统，当结晶器内、外弧宽面铜板出现磨损后，结晶器夹紧装置的预紧力就会变小，通过在线调整释放油缸的液压压力，即释放油缸会释放压力，由于导向杆直接通过侧框架固定板6连接在结晶器侧框架上，而结晶器侧框架是固定不动的，因此释放油缸的反作用力就会作用在碟簧套筒，从而该力就会传递到碟簧上，又因为碟簧套筒固定在结晶器内弧框架上，结晶器内弧铜板固定在结晶器内弧框架上，因此结晶器内弧框架带动结晶器内弧铜板有远离结晶器外弧铜板的趋势，从而达到热调过程的微调，避免了热调宽过程的因铜板磨损造成软夹紧力变小，生产过程漏钢等事故发生。
Description
技术领域
本实用新型涉及冶金连铸设备领域，具体涉及一种控制结晶器热调宽软夹紧力的智能系统。
背景技术
针对板坯连铸机结晶器热调宽生产过程中，随着浇钢过程中宽面铜板的磨损，宽面铜板厚度减小，结晶器夹紧装置的碟簧预软夹紧力就会随之减小。针对于热调宽的板坯结晶器，为了便于液压释放油缸压力控制的稳定性和可靠性，预软夹紧力设计的基数比较大，预软夹紧力因铜板磨损而变小并不影响非热调宽的结晶器正常浇钢；但是在热调过程，软夹紧力仅仅约为钢水静压力的1.2～ 1.3倍，如果在铜板磨损后，结晶器热调过程还按照原设定的软夹紧力参数、释放油缸恒压控制模型，那么热调宽过程的软夹紧力将会变小，甚至出现热调宽过程软夹紧力小于钢水静压力等问题，热调浇钢过程就会出现漏钢等大型事故风险。
在国内外，钢铁企业针对热调宽结晶器宽面铜板磨损后，均要求结晶器下线到维修区解体后，按照结晶器夹紧装置的图纸设计要求，进行重新标定碟簧的预软夹紧力，耗时耗工，费时费力，影响整个连铸生产的连续性和生产效率，严重降低企业的经济效益。
实用新型内容
本实用新型克服了现有技术的不足，提供了一种控制结晶器热调宽软夹紧力的智能系统，具有保证新型结晶器夹紧装置释放油缸压力相对宽面铜板厚度变化的在线实时更新、保证结晶器热调过程软夹紧力稳定性，最终保障结晶器热调生产过程安全、可靠的优点。
本实用新型所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：
一种控制结晶器热调宽软夹紧力的智能系统，包括
结晶器侧框架；
侧框架固定板，侧框架固定板连接在结晶器侧框架上；
结晶器内弧框架；
结晶器外弧框架，结晶器内弧框架和结晶器外弧框架相对设置，且结晶器内弧框架和结晶器外弧框架两侧均连接有结晶器侧框架；
结晶器夹紧松开装置，结晶器夹紧松开装置连接在侧框架固定板上；
结晶器内弧铜板，结晶器内弧铜板设置在结晶器内弧框架上；
结晶器外弧铜板，结晶器外弧铜板设置在结晶器外弧框架上；
红外检测装置，红外检测装置设置在结晶器内弧框架和结晶器外弧框架下面相对的位置，结晶器内弧框架和结晶器外弧框架均设置有红外检测装置；
结晶器释放油缸阀台，结晶器释放油缸阀台通过管路与结晶器夹紧松开装置连接；
结晶器软夹紧力运算模块，结晶器软夹紧力运算模块通过信号电缆与红外检测装置连接；
结晶器软夹紧力PLC控制模块，结晶器软夹紧力PLC控制模块与结晶器软夹紧力运算模块之间电信号连接，所述结晶器软夹紧力PLC控制模块与结晶器释放油缸阀台之间通过电缆连接。
所述的结晶器夹紧松开装置包括
释放油缸；
碟簧套筒，碟簧套筒与释放油缸的缸体一端可拆卸连接，碟簧套筒一侧还固定连接在结晶器内弧框架上；
碟簧，碟簧设置在碟簧套筒内；
导向杆，导向杆一端与碟簧可拆卸连接，导向杆另一端与侧框架固定板连接；
所述释放油缸另一端通过管路与结晶器释放油缸阀台连接。
所述的结晶器夹紧松开装置设置有四个，四个结晶器夹紧松开装置均连接在结晶器内弧框架上，且结晶器内弧框架上侧安装两个，下侧安装两个结晶器夹紧松开装置。
所述的结晶器软夹紧力运算模块为计算机内部运行计算模块。
所述的红外检测装置为红外检测器。
所述的结晶器软夹紧力PLC控制模块为结晶器软夹紧力PLC控制器。
本实用新型的有益效果是：
与现有技术相比，本实用新型通过结晶器在线浇钢生产过程中，宽面结晶器内弧铜板和结晶器外弧铜板会有磨损，使其厚度变薄，这时结晶器内弧框架和结晶器外弧框架上连接的红外检测装置进行自动检测，且将检测的信号通过信号电缆将结晶器内弧铜板和结晶器外弧铜板的实时厚度尺寸传输给结晶器软夹紧力运算模块进行计算释放油缸的释放压力，计算出的释放压力值信号传递给结晶器软夹紧力PLC控制模块，结晶器软夹紧力PLC控制模块控制结晶器释放油缸阀台上的阀开口度，结晶器释放油缸阀台在通过阀开口度的变化控制调整结晶器夹紧松开装置内的释放油缸的液压压力，从而调整结晶器夹紧松开装置的预软夹紧力，当释放油缸的液压压力发生变化时，释放缸会释放压力，由于导向杆直接通过侧框架固定板连接在结晶器侧框架上，而结晶器侧框架是固定不动的，因此释放油缸的反作用力就会作用在碟簧套筒，从而该力就会传递到碟簧上，又因为碟簧套筒固定在结晶器内弧框架上，结晶器内弧铜板固定在结晶器内弧框架上，因此结晶器内弧框架带动结晶器内弧铜板有远离结晶器外弧铜板的趋势，从而达到热调过程的微调，满足热调宽软夹紧力的一致性和稳定性，避免了热调宽过程的因铜板磨损造成软夹紧力变小，生产过程漏钢等事故发生，同时减少了维修区工人对结晶器夹紧装置重复标定的劳动量，省时省力，提高了连铸生产的连续性和生产效率。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型的结晶器热调宽软夹紧力的智能装置A-A旋转面结构示意图。
图2为本实用新型的结晶器热调宽软夹紧力的智能装置B-B面结构示意图。
图3为本实用新型的控制结晶器热调宽软夹紧力的智能装置整体结构示意图。
图4为本实用新型的控制结晶器热调宽软夹紧力的智能装置系统的示意图。图中：1-结晶器内弧框架、2-结晶器外弧框架、3-结晶器侧框架、4-结晶器内弧铜板、5-结晶器外弧铜板、6-侧框架固定板、7-碟簧、8-碟簧套筒、9-释放油缸、10-红外检测装置、11-导向杆。
具体实施方式
实施例1:
参照图1、图2、图3和图4，一种控制结晶器热调宽软夹紧力的智能系统，包括
结晶器侧框架3；
侧框架固定板6，侧框架固定板6连接在结晶器侧框架3上；
结晶器内弧框架1；
结晶器外弧框架2，结晶器内弧框架1和结晶器外弧框架2相对设置，且结晶器内弧框架1和结晶器外弧框架2两侧均连接有结晶器侧框架3；
结晶器夹紧松开装置，结晶器夹紧松开装置连接在侧框架固定板6上；
结晶器内弧铜板4，结晶器内弧铜板4设置在结晶器内弧框架1上；
结晶器外弧铜板5，结晶器外弧铜板5设置在结晶器外弧框架2上；
红外检测装置10，红外检测装置10设置在结晶器内弧框架1和结晶器外弧框架2下面相对的位置，结晶器内弧框架1和结晶器外弧框架2均设置有红外检测装置10；
结晶器释放油缸阀台，结晶器释放油缸阀台通过管路与结晶器夹紧松开装置连接；
结晶器软夹紧力运算模块，结晶器软夹紧力运算模块通过信号电缆与红外检测装置10连接；
结晶器软夹紧力PLC控制模块，结晶器软夹紧力PLC控制模块与结晶器软夹紧力运算模块之间电信号连接，所述结晶器软夹紧力PLC控制模块与结晶器释放油缸阀台之间通过电缆连接。
实际使用时：结晶器在线浇钢生产过程中，宽面结晶器内弧铜板4和结晶器外弧铜板5会有磨损，使其厚度变薄，这时结晶器内弧框架1和结晶器外弧框架2 上连接的红外检测装置10进行自动检测，且将检测的信号通过信号电缆将结晶器内弧铜板4和结晶器外弧铜板5的实时厚度尺寸传输给结晶器软夹紧力运算模块进行计算释放油缸9的释放压力；计算出的释放压力值信号传递给结晶器软夹紧力PLC控制模块，结晶器软夹紧力PLC控制模块控制结晶器释放油缸阀台上的阀开口度，结晶器释放油缸阀台在通过阀开口度的变化控制调整结晶器夹紧松开装置内的释放油缸9的液压压力，从而调整结晶器夹紧松开装置的预软夹紧力；通过该系统满足热调宽软夹紧力的一致性和稳定性，避免了热调宽过程的因铜板磨损造成软夹紧力变小，生产过程漏钢等事故发生，同时减少了维修区工人对结晶器夹紧装置重复标定的劳动量，省时省力，提高了连铸生产的连续性和生产效率。
实施例2:
参照图1和图2，与实施例1相比，本实施例的不同之处在于：所述的结晶器夹紧松开装置包括
释放油缸9；
碟簧套筒8，碟簧套筒8与释放油缸9的缸体一端可拆卸连接，碟簧套筒8一侧还固定连接在结晶器内弧框架1上；
碟簧7，碟簧7设置在碟簧套筒8内；
导向杆11，导向杆11一端与碟簧7可拆卸连接，导向杆11另一端与侧框架固定板6连接；
所述释放油缸9另一端通过管路与结晶器释放油缸阀台连接。
实际使用时：当释放油缸9的液压压力发生变化时，释放缸9会释放压力，由于导向杆11直接通过侧框架固定板6连接在结晶器侧框架3上，而结晶器侧框架3是固定不动的，因此释放油缸9的反作用力就会作用在碟簧套筒8，从而该力就会传递到碟簧7上，又因为碟簧套筒8固定在结晶器内弧框架1上，结晶器内弧铜板4固定在结晶器内弧框架1上，因此结晶器内弧框架1带动结晶器内弧铜板4 有远离结晶器外弧铜板5的趋势，从而达到热调过程的微调，满足热调宽软夹紧力的一致性和稳定性，避免了热调宽过程的因铜板磨损造成软夹紧力变小，生产过程漏钢等事故发生。
实施例3:
与实施例2相比，本实施例的不同之处在于：所述的结晶器夹紧松开装置设置有四个，四个结晶器夹紧松开装置均连接在结晶器内弧框架1上，且结晶器内弧框架1上侧安装两个，下侧安装两个结晶器夹紧松开装置。
实际使用时：在结晶器内弧框架1上侧安装两个，下侧安装两个结晶器夹紧松开装置同时对结晶器内弧框架1带动结晶器内弧铜板4有远离结晶器外弧铜板 5的趋势，达到热调过程的微调，微调效果最佳。
实施例4:
与实施例1相比，本实施例的不同之处在于：所述的结晶器软夹紧力运算模块为计算机内部运行计算模块。
优选的是所述的红外检测装置10为红外检测器。
优选的是所述的结晶器软夹紧力PLC控制模块为结晶器软夹紧力PLC控制器。
实际使用时：结晶器软夹紧力运算模块为计算机内部运行计算模块，为已经现有的自行开发的运算模块安装在计算机内使用，还运算模块程序属于现有技术，具体计算方法在以下实施例中具体叙述，其中只要运算模块程序可以实现本实用新型专利中计算方法的程序均可适用于本专利，红外检测装置10为红外检测器，红外检测器为现有技术，只要可以实现本实用新型中检测铜板厚度的红外检测器均适用于本实用新型，结晶器软夹紧力PLC控制模块为结晶器软夹紧力PLC控制器，其中结晶器软夹紧力PLC控制器属于现有技术，只要现有的 PLC控制器可现实本实用新型中结晶器软夹紧力PLC控制器的功能均适用于本实用新型。
实施例5:
一种控制结晶器热调宽软夹紧力的智能系统的使用方法包括实施例1-4所述的一种控制结晶器热调宽软夹紧力的智能系统，包括以下步骤
步骤一：结晶器在线浇钢生产过程中，宽面结晶器内弧铜板4和结晶器外弧铜板5会有磨损，铜板厚度变薄，这时结晶器内弧框架1和结晶器外弧框架2 上连接的红外检测装置10进行自动检测，且将检测的信号通过信号电缆将结晶器内弧铜板4和结晶器外弧铜板5的实时厚度尺寸传输给结晶器软夹紧力运算模块进行计算释放油缸9的释放压力；
步骤二：在步骤一的基础上，将步骤一中计算出的释放压力值信号传递给结晶器软夹紧力PLC控制模块，结晶器软夹紧力PLC控制模块控制结晶器释放油缸阀台上的阀开口度，结晶器释放油缸阀台在通过阀开口度的变化控制调整结晶器夹紧松开装置内的释放油缸9的液压压力，从而调整结晶器夹紧松开装置的预软夹紧力；
步骤三：在步骤二的基础上，当释放油缸9的液压压力发生变化时，释放缸9会释放压力，由于导向杆11直接通过侧框架固定板6连接在结晶器侧框架3上，而结晶器侧框架3是固定不动的，因此释放油缸9的反作用力就会作用在碟簧套筒8，从而该力就会传递到碟簧7上，又因为碟簧套筒8固定在结晶器内弧框架1上，结晶器内弧铜板4固定在结晶器内弧框架1上，因此结晶器内弧框架1带动结晶器内弧铜板4有远离结晶器外弧铜板5的趋势，从而达到热调过程的微调。
通过上述方法使结晶器夹紧松开装置可以自动调整释放油缸压力，从而调整结晶器夹紧松开装置的预软夹紧力，满足热调宽软夹紧力的一致性和稳定性，避免了热调宽过程的因铜板磨损造成软夹紧力变小，生产过程漏钢等事故发生；同时减少了维修区工人对结晶器夹紧装置重复标定的劳动量，省时省力，提高了连铸生产的连续性和生产效率，提高了整个连铸生产的连续性和生产效率以及企业的经济效益。
实施例6:
与实施例5相比，本实施例的不同之处在于：所述的步骤一中结晶器软夹紧力运算模块的计算方法如下：
步骤一：预设结晶器夹紧松开装置的初始预软夹紧力为F，新的结晶器内弧铜板4和结晶器外弧铜板5的厚度均为D，结晶器工作过程中，红外检测装置 10对宽面结晶器内弧铜板4和结晶器外弧铜板5使用后的实际厚度尺寸进行检测，将检测后的宽面结晶器内弧铜板4和结晶器外弧铜板5的实际厚度分别为D1和D2；
步骤二：在步骤一的基础上，将检测后的宽面结晶器内弧铜板4和结晶器外弧铜板5的实际厚度分别为D1和D2信号数据传输给结晶器软夹紧力运算模块计算得出结晶器内弧铜板4和结晶器外弧铜板5磨损后的结晶器夹紧松开装置的实时预软夹紧力F1；
其中，
D，为新宽面铜板厚度，mm；
F，为设计时四个结晶器夹紧松开装置的初始预软夹紧力相同，N；
D1，为外弧铜板使用一段时间后，在线检测的厚度，mm；
D2，为内弧铜板使用一段时间后，在线检测的厚度，mm；
F1，为宽面铜板磨损后的每个结晶器夹紧松开装置实时预软夹紧力，N；
δ，为结晶器夹紧松开装置的初始预软夹紧力F下的原始压缩量，mm；
步骤三：在步骤二的基础上，由于上下结晶器夹紧松开装置的钢水静压力不同，已知上下两个结晶器夹紧松开装置内释放油缸(9)结构参数，计算出上结晶器夹紧松开装置内释放油缸(9)的压力为P上和下结晶器夹紧松开装置内释放缸(9)的压力为P下，调整过后上结晶器夹紧松开装置的软夹紧力为F上0，上结晶器夹紧松开装置的软夹紧力为F下0；
步骤四：根据步骤一到步骤三中的值，计算方程公式分别如下公式(2)(3) (4)(5)(6)和公式(7)：
F上0＝K×F上 (2)
F下0＝K×F下 (3)
f上＝F1-F上0 (4)
f下＝F1-F下0 (5)
方程公式中参数表示：
F上0，正常浇钢过程中每个上结晶器夹紧松开装置的软夹紧力，N；
F下0，正常浇钢过程中每个下结晶器夹紧松开装置的软夹紧力，N；
F上，正常浇钢过程中作用到每个上结晶器夹紧松开装置的钢水静压力，N；
F下，正常浇钢过程中作用到每个下结晶器夹紧松开装置的钢水静压力，N；
f上，由于宽面铜板磨损后，每个上结晶器夹紧松开装置释放缸的释放力，N；
f下，由于宽面铜板磨损后，每个下结晶器夹紧松开装置释放缸的释放力，N；
K，钢水静压力的有效系数，一般为1.2～13；
P上，每个上部释放油缸的释放压力，Pa；
P下，每个下部释放油缸的释放压力，Pa。
通过上述计算方法求出调整过后上结晶器夹紧松开装置的软夹紧力为 F上0，上结晶器夹紧松开装置的软夹紧力为F下0后通过结晶器软夹紧力PLC控制模块控制结晶器释放油缸阀台上的阀开口度，结晶器释放油缸阀台在通过阀开口度的变化控制调整结晶器夹紧松开装置内的释放油缸9的液压压力，当释放油缸9的液压压力发生变化时，释放缸9会释放压力，由于导向杆11直接通过侧框架固定板6连接在结晶器侧框架3上，而结晶器侧框架3是固定不动的，因此释放油缸9的反作用力就会作用在碟簧套筒8，从而该力就会传递到碟簧7上，又因为碟簧套筒8固定在结晶器内弧框架1上，结晶器内弧铜板4固定在结晶器内弧框架1上，因此结晶器内弧框架1带动结晶器内弧铜板4有远离结晶器外弧铜板5的趋势，从而达到热调过程的微调，满足热调宽软夹紧力的一致性和稳定性，避免了热调宽过程的因铜板磨损造成软夹紧力变小，生产过程漏钢等事故发生，同时减少了维修区工人对结晶器夹紧装置重复标定的劳动量，省时省力，提高了连铸生产的连续性和生产效率，提高了整个连铸生产的连续性和生产效率以及企业的经济效益。
上面结合附图对本实用新型的实施方式作了详细的说明，但本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化，其都在该技术的保护范围内。
需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种控制结晶器热调宽软夹紧力的智能系统，其特征是：包括
结晶器侧框架(3)；
侧框架固定板(6)，侧框架固定板(6)连接在结晶器侧框架(3)上；
结晶器内弧框架(1)；
结晶器外弧框架(2)，结晶器内弧框架(1)和结晶器外弧框架(2)相对设置，且结晶器内弧框架(1)和结晶器外弧框架(2)两侧均连接有结晶器侧框架(3)；
结晶器夹紧松开装置，结晶器夹紧松开装置连接在侧框架固定板(6)上；
结晶器内弧铜板(4)，结晶器内弧铜板(4)设置在结晶器内弧框架(1)上；
结晶器外弧铜板(5)，结晶器外弧铜板(5)设置在结晶器外弧框架(2)上；
红外检测装置(10)，红外检测装置(10)设置在结晶器内弧框架(1)和结晶器外弧框架(2)下面相对的位置，结晶器内弧框架(1)和结晶器外弧框架(2)均设置有红外检测装置(10)；
结晶器释放油缸阀台，结晶器释放油缸阀台通过管路与结晶器夹紧松开装置连接；
结晶器软夹紧力运算模块，结晶器软夹紧力运算模块通过信号电缆与红外检测装置(10)连接；
结晶器软夹紧力PLC控制模块，结晶器软夹紧力PLC控制模块与结晶器软夹紧力运算模块之间电信号连接，所述结晶器软夹紧力PLC控制模块与结晶器释放油缸阀台之间通过电缆连接。
2.根据权利要求1所述的一种控制结晶器热调宽软夹紧力的智能系统，其特征是：所述的结晶器夹紧松开装置包括
释放油缸(9)；
碟簧套筒(8)，碟簧套筒(8)与释放油缸(9)的缸体一端可拆卸连接，碟簧套筒(8)一侧还固定连接在结晶器内弧框架(1)上；
碟簧(7)，碟簧(7)设置在碟簧套筒(8)内；
导向杆(11)，导向杆(11)一端与碟簧(7)可拆卸连接，导向杆(11)另一端与侧框架固定板(6)连接；
所述释放油缸(9)另一端通过管路与结晶器释放油缸阀台连接。
3.根据权利要求2所述的一种控制结晶器热调宽软夹紧力的智能系统，其特征是：所述的结晶器夹紧松开装置设置有四个，四个结晶器夹紧松开装置均连接在结晶器内弧框架(1)上，且结晶器内弧框架(1)上侧安装两个，下侧安装两个结晶器夹紧松开装置。
4.根据权利要求1所述的一种控制结晶器热调宽软夹紧力的智能系统，其特征是：所述的结晶器软夹紧力运算模块为计算机内部运行计算模块。
5.根据权利要求1所述的一种控制结晶器热调宽软夹紧力的智能系统，其特征是：所述的红外检测装置(10)为红外检测器。
6.根据权利要求1所述的一种控制结晶器热调宽软夹紧力的智能系统，其特征是：所述的结晶器软夹紧力PLC控制模块为结晶器软夹紧力PLC控制器。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN110355340A (zh) * | 2019-08-14 | 2019-10-22 | 中国重型机械研究院股份公司 | 一种控制结晶器热调宽软夹紧力的智能系统及其使用方法 |
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2019
- 2019-08-14 CN CN201921313038.9U patent/CN210587068U/zh active Active
Cited By (2)
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| CN110355340A (zh) * | 2019-08-14 | 2019-10-22 | 中国重型机械研究院股份公司 | 一种控制结晶器热调宽软夹紧力的智能系统及其使用方法 |
| CN110355340B (zh) * | 2019-08-14 | 2024-06-18 | 中国重型机械研究院股份公司 | 一种控制结晶器热调宽软夹紧力的智能系统及其使用方法 |
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