轻压下控制系统在小方坯连铸机上的应用 陈良华 （中冶连铸技术工程股份有限公司 湖北 武汉４３００７３） 摘 要：介绍一种轻压下控制系统。为提高小方坯连铸机生产高碳钢的产品质量，配置了轻 压下控制系统 通过在１５０ｍｍ￣１５Ｏｍｍ断面和１６５ｍｍｘ１６５ｍｍ断面小方坯连铸机上的应用证 明，在减小铸坯变形，防止铸坯偏析，提高铸坯内部的质量，“轻压下”技术是解决高碳钢连铸坯 偏析的理想方法 关键词：连铸；小方坯；轻压下；控制系统 中图分类号：ＴＨ６９ 国外多个钢厂对小方坯连铸 机配置轻压下．取得了非常满意的 效果。近几年来．国内对小方坯连 文献标识码：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６６５—２２７２．２０１３．０５．０７０ 制．为提高伺服比例阀的控制性 水与轻压下在线控制模型。③基于 铸坯凝固传热与凝固收缩特性，开 发与完善面向质量的连铸坯动态 配水和动态轻压下综合控制模型： 能．油缸控制阀台置于拉矫机旁。 液压控制阀台设置在拉矫机设备 铸的轻压下技术的进一步研究取 得了一些新的进展 我们对炼钢厂 １５０ｍｍ×１５０ｒａｍ断面和１６５ｍｍ× 旁．拉矫机液压缸上安装内置式位 置传感器控制压下的距离．液压系 统采用闭环伺服控制．能够根据拉 矫机液压缸的位置．迅速地调节液 压流量．闭环控制压下精度，保证 拉矫机的开口度的尺寸精度，方便 实现在铸坯凝固末端合适位置进 行合理压下．以有效提高铸坯的内 部质量 １６５ｍｍ断面小方坯连铸机上采用 了轻压下技术．取得了很好的效 果。 ２设备组成 通过对过热度、拉速和二冷条 １轻压下控制技术 轻压下技术是集设备、液压、 地在线调整拉矫机的辊缝值。拉矫 机轻压下控制系统由以下硬件和 软件系统组成（见图１）。主要组成 有：拉矫机液压油缸；拉矫机液压 件以及凝固模型等工艺参数的仿 真分析．在１３ｍ １６．５ｍ之间布置多 组压下辊．以保证中心固相率 自动化、模型控制为一体的连铸集 成控制技术．掌握此项技术能够整 体提升连铸技术的装备水平和产 品质量：轻压下控制系统包含了关 键设备、控制模型与在线检测三大 部分．能精确地在线对连铸坯凝固 ０．２５～０．６０处于压下区域．并采用多 道次、均等的压下量进行压下，以 减小累积应变．防止内裂纹的产 控制阀；位置传感器、压力传感器； 现场接线盒、端子箱：一级ＰＬＣ及 一级控制站：二级控制站。 生．保证轻压 下的效果 本文轻压 末端进行动态轻压下．有效降低铸 坯中心偏析、疏松的程度，提高铸 下控制系统方 案每流采用整 体拉矫机架． 坯产品质量。该技术包括：①拉矫 机结构优化和辊缝远程控制精度 保证技术 基于液压伺服的拉矫机 每台机架上有 ６台拉矫机． 每台拉矫机对 应的液压 控制装置。拉 矫机辊缝控制 开口度控制系统研究．保证其辊缝 液压调节的灵活可调性和稳定性： 基于ＰＬＣ的辊缝远程液压控制逻 辑与优化研究．实现远程辊缝可调 的拉矫机机械、液压以及ＰＬＣ控制 系统的定型与优化 ②动态二冷配 收稿日期：２０１３—０３—１７ 采用伺服阀控 图１ 拉矫机轻压下控制系统硬件和软件系统组成 １７２科技创业月刊２０１３年第５期 轻压下控制系统在小方坯连铸机上的应用 ３控制系统配置 轻压下控制系统配置 ＳＩＥＭＥＮＳ Ｓ７—４ｏ０ ＰＬＣ（每流１ 下．设定值来 自２级过程计 算机的轻压下 模型．在１级 ＨＭ１上可以 套）．每套用于一流的６个机架的 轻压下的控制 整个轻压下控制系 监视设定值 在常规压 统包括一级ＨＭＩ系统、二级计算机 系统、与铸流ＰＬＣ通讯、轻压下 ＰＬＣ、网络系统组成，轻压下ＰＬＣ采 用ＳＩＥＭＥＮＳ Ｓ７—４００系列ＰＬＣ．９ 下时．轻压下 ＰＬＣ根据铸流 阔２轻压下控制原理方框图 ＰＬＣ的铸机操作模式和跟踪数据 析及故障处理意见。④用于专业人 槽基板电源模板ＰＳ ４０７ １０Ａ．工 确定夹送辊是以引锭杆压力打开、 员对ＰＬＣ进行程序的修改。 业以太网模板ＣＰ ４４３一１．ＣＰＵ 引锭杆压力压下或热铸坯压力压 ４１４—２．１６通道模拟输出模板（伺服 下：在轻压下模式下．根据检测液 ４结语 阀控制信号）．１６通道模拟输入模 压阀的位置反馈以及液压油的油 通过比较发现．进行轻压下后 板４３１（伺服阀反馈信号、管路压力 压信号．根据计算液相／固相区域 的铸坯中心偏析的级别比同期不 输人）．３２通道数字输入模板（开关 的计算．在２级计算机中通过轻压 进行轻压下的铸坯质量有显著改 信号输入）．２块３２通道数字输出 一 下模型计算．确定每个压下辊的压 善。其中，轻压下后的铸坯基本以 模板４２２（电磁阀控制）。网络系统 一 下量．按工艺要求把液压缸快速准 轻微的０级和０．５级为主．比例达 采用了两种协议来传递信息：一是 确定位在要求的位置范围内．实现 ６４．５％．全部达到１．０级以下：而在 １级ＨＭＩ和轻压下ＰＬＣ之间、铸流 压下量自动控制 其控制原理是根 没有进行轻压下的１７７个试样中． ＰＬＣ和轻压下ＰＬＣ之间的数据交 据位置传感器检测到的位置参数 中心偏析１．５级率较高．达到 换采用ＳＩＥＭＥＮＳ ｓ７协议：二是２ 是否在位置设定偏差内．如果在正 ７．３４％。一般情况下。拉速对中心偏 级计算机与轻压下ＰＬＣ之间的数 负偏差内，控制信号维持不变：如 析的影响很大。带轻压下铸机的平 据交换采用工业以太网协议。 果超偏差，则控制器给出使液压油 均拉速要比不带轻压下的铸机高 轻压下ＰＬＣ通过高速工业以 缸向相反效应的信号得电．以削减 ５０％以上，而其中心偏析水平仍能 太网与过程计算机进行通讯．为保 超差直到位置信号回落到偏差范 够比不带轻压下的铸机有明显改 证系统的安全性和快速性．采用了 围内．才使该伺服阀失电。 善 实践证明轻压下技术对钢坯质 ＩＳＯ通讯协议 铸流ＰＬＣ系统与轻 上位机系统主要包括工控机、 量和经济效益的提高十分有益 压下ＰＬＣ之间采用高速以太网进 显示器、打印机以及ＳＴＥＰ７软件 参考文献 行数据交换 轻ＰＬＣ与现场液压缸 包．通过串口与一个ＲＳ２３２一＞ １ 解涤尘．杨明生．ＰＬＣ控制下轻压下 位置传感器之间通过ＣＡＮ ＢＵＳ方 ＲＳ４８５模块与ＰＬＣ进行通信 主要 系统在小方坯连铸机上的的应用［Ｊ］． 式进行数据交换。 功能：①轻压下装置的动态显示。 机械与电子，２００１（５） 轻压下控制方式有２种：一是 有送引锭杆、拉坯速度、轻压下过 ２ 高钟毓，王永粱．机电控制工程［Ｍ］．北 通过１级ＨＭＩ方式．二是通过２级 程、凝固点位置等的动态显示。② 京：清华大学出版杜．１９９４ 过程计算机设定在ｌ级ＨＭＩ方式 轻压下系统的各种工作记录、查 ３廖常初．￥７－－３００／４００ ＰＬＣ应用技术 下．静态模型表储存在轻压下ＰＬＣ 询、打印。③故障报警。故障点、故 ［Ｍ］．北京：机械工业出版社，２００５ 内数据区．ＨＭＩ可以显示或修改位 障类型、故障时间等相关数据的自 （责任编辑吴汉） 置设定参数 在２级计算机方式 动记录和查询．并给出疑难故障分 Ｓｏｆｔ Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｏｎ ｔｈｅ Ｂｉｌｌｅｔ Ｃａｓｔｅｒ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ａ ｋｉｎｄ ｏｆ ｓｏｆｔ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ．Ｆｏｒ ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ｔｈｅ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｂｉｌｌｅｔ ｗｈｉｌｅ ｃａｓｔｉｎｇ ｔｈｅ ｈｉｇｈ ｃａｒｂｏｎ ｓｔｅｅ１，ｉｔ ｓｈｏｕｌｄ ｃｏｎｆｉｇｕｒｅ ｓｏｆｔ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｒｏｕｇｈ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ １５０ｍｍｘ１５０ｒａｍ ｓｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ １ ６５ｍｉｎｘ １ ６５ｍｍ ｓｅｃｔｉｏｎ．ｆｏｒ ｒｅｄｕｃｉｎｇ ｂｉｌｌｅｔ ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ＆ｓｅｇｒｅｇａｔｉｏｎ ａｎｄ ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ｔｈｅ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｂｉｌ— ｌｅｔ，ｔｈｅ ｓｏｆｔ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｓ ａｎ ｉｄｅａｌ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｔｈａｔ ｅｎａｂｌｅｓ ｔｈｅ ｂｉｌｌｅｔ ｓｅｇｒｅｇａｔｉｏｎ ｏｆ ｈｉｇｈ ｃａｒｂｏｎ ｓｔｅｅ１． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｃａｓｔｉｎｇ Ｂｉｌｌｅｔ；ｓｏｆｔ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ；ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ＰＩＯＮＥＥＲＩＮＧ ｗＩＴＨ ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＭＯＮＴＨＬＹ ＮＯ ５ ２０１３ １７３
