浅析连铸机高效基础自动化技术

盛先达 李 峰

(1、邯钢集团邯宝公司炼钢厂设备室，河北 邯郸 056003 2、邯钢集团邯宝公司热轧厂设备室，河北 邯郸 056003)

钢厂的生产根据技术的要求进行了细致的分工，电气部门、自动化控制部门以及计算机等多个部门共同组成了钢厂的连铸机自动化系统。自动化设备对于提高连铸机的工作效率以及产品质量的改善有着直接的影响。笔者根据自身多年的工作经验，对连铸机自动化技术展开探讨，从而挖掘连铸机的潜力，提升钢厂的经济效益。

1 连铸机自动化技术评估

1.1 大包中包自动称重

连铸机自动控制的首要任务就是进行自动称重，否则，后续的生产只能有工作按照自身的经验来进行，无法有效保证产品质量。当前常用的技术是大包秤和中包秤技术，这两项技术已经非常成熟。西门子称重模块通过桥式端子盒接收申克传感器发送的毫伏信号，最终完成称重。

1.2 大包中包测温

当前国内的绝大多数的连铸机都采用人工方式进行点测，其中很大部分都是使用贺利氏仪表系统，不仅仅可以对湿度值就地显示而且本身具有多种功能的接口，方便与其他设备连接，实现不同的功能。在钢厂，为了方便工人在生产的时候进行测温，工厂一般都习惯在打包操作室外面设置测温表，这也给自动化设备维护人员的工作带来了不便。这个问题在夏季和冬季这两个季节最为严重，导致很大的温度偏差。由于没有考虑仪表自身的工作温度，而在实验室以及校验的过程中所测的温度都是准确的。这就有可能导致十分严重的质量问题。针对这个问题，可以在大包操作室内设置仪表，并预留观察窗。除此之外，为了保证仪表的工作温度，应该保持在其工作的范围之内。

1.3 结晶器温度流量检测与连锁

在现在的大多数工厂之中，都是通过人工观察安装在结晶器回水支管以及进水总管的电磁流量计来对结晶器冷却情况进行判断。在流量低的情况要会自动报警或者直接连接PLC，只有满足相应的条件才可以开机或者停机，从而有效的防止人工的失误。随着相应技术的进步，有些设计在进水管和出水管上分别设置了感热电阻，可以实现温度报警。在实际的操作过程中常常会遇到流量不稳定或者一直很小的问题，这大多是由于电磁流量计内部过脏，可在检修的时候对其进行清洗，平时也可以进行震打，暂时缓解一下。

1.4 自动润滑系统

产品质量的高低在很大程度上受到自动润滑系统的影响。一旦辊道顺滑不足，随时都可能出现变形以及停转的情况，最终导致铸坯划痕。在实际的维护过程中，润滑不充分大多是由于润滑油凝固或者回路出现了漏油。对此应该定期对润滑回路进行检查，并对润滑管适当的进行加热。

1.5 中包烘烤控制

随着节能减排成为人们的共识，能耗较大的传统烘烤方式正快速的被能耗相对较低的蓄热式中包烘烤器所取代。蓄热式中包烘烤器不仅仅能够大量的减少煤气的消耗，而且烘烤速度也有很大提升。烘烤器在本质上只是一个单体设备，因此在设计中没有必要贪大求全，更多的要考虑就地操作的简单性，避免原本简单的问题复杂化。充分考虑实际的操作感受，对于实用性低的部分进行精简，只保留有用的部分，在保证烘烤器功能的前提下，接受投资。

2 连铸机自动化技术潜力挖掘

很多控制手段相对于自动化仪表控制技术来说，对于生产效率的提升效果更加的显著，下面对已经在生产实践中得到检验的技术进行探讨。

2.1 结晶器漏钢预报

连铸机工作效率的提高，目前为止最为有效的方法就是结晶器漏钢预报技术，但是该技术由于维护复杂，在国内的应用不是特别的广泛。但是随着维护技术的不断成熟，相信日后会有更广泛的使用。

对于结晶器铜板之间的摩擦力可以依据根据结晶器振动系统的压力反馈进行计算。漏钢时，粘结处铜板的摩擦力会增加，温度也会相应的上升，利用这一原理，可以在漏钢时发出警报。操作人员接到漏钢信号之后可以采用手动的方式将拉速减小，从而有效预防漏钢的出现。

2.2 结晶器液面自控

铸坯裂纹的产生很大一部分原因是由于结晶器内液面的波动造成的，可以采用电磁式方法进行检测，此项技术在国内已经非常成熟。很多工厂在设计之初对液面自控缺乏足够的认识，只是将重点放在了正常情况下的信号传输与处理，这就导致一段之间之后没有办法进行正常的使用，只能采用人工的方式。在实际使用过程中，高温、潮湿等环境对于放射源发出的脉冲信号有很强的干扰能力，造成其不断的衰减，造成计数模块无法接收信号。为了保证信号能够进行实时的传递，这就需要设置中继箱。

2.3 辊缝仪应用

连铸机的辊道间距、喷水量以及辊子转动变化超过允许值时,一般会造成铸坯表面裂纹缺陷、中心疏松甚至拉漏等质量问题。辊缝仪是一种由充电电池供电的、由计算机控制的、用来自动测量连铸机物理参数的测量装置。辊缝的测量原理在于在辊缝仪平稳地通过连铸机时,在辊缝仪外弧侧和内弧侧上的辊缝测量传感器与夹辊接触时采集辊缝的测量结果。外弧侧传感器用来确保夹辊的正确计数和给出开始测量的信号。辊缝仪的设计保证了在测量时辊缝传感器平稳地沿直线通过被测量的夹辊。当测得的辊缝达到最小值时,计算机将内弧侧和外弧侧辊缝传感器的测量数据储存起来。通过与传感器校验结果对比可以将各个传感器的储存值转化成长度值,因而可以决定在那点处传感器被压缩了多少距离。再加上辊缝仪各个传感器法兰到法兰的厚度值和计算出的偏差值来获得总的辊缝值。所获得的辊缝值再与此处辊缝的理论目标值对比,辊缝测量结果以对比后的误差值显示出。大型铸机虽然通过人工方法测量调节辊缝间距,但耗时、耗力以及人为误差等问题的有一种专门的工具一辊缝仪,利用它所获得的测量结果可由连铸机维修维护人员分析来识别出连铸机内部存在的区域。

2.4 更多的自动化控制技术

电磁搅拌。针对结晶器简单的搅拌国内有部分钢厂在使用,但包含扇形段在内针对整个铸机的大型搅拌技术使用很少。一是投资规模大,二是长期维护难度大。连续测温。当前国内有一种中包连续测温技术,它是一种基于黑腔测温理论的实时温度测量手段,通过把探头和测温管放在中间包钢液中进行热交换获得实际温度,一般情况下探头可以使用两天,这样相比原来的人工点测可以避免每炉消耗大量纸质探头。利用测温信号参与配水修正,可以改善铸坯质量。自动加渣。也是一项新兴的减轻人工劳动强度的技术,有气动阀门控制和变频调节两种控制方式。但此技术并不是完全取消人工干预,像捞渣和观察渣面等还需要操作人员留心。

3 结束语

在钢厂的实际生产过程中，很多技术虽然具有十分好的效果，但是由于其自身不够成熟，因而不能大范围的被各个钢厂所采用，即使有些企业在采用了相关的技术，由于配套设备以及后期高昂的维护成本造成该技术无法长期使用。例如出坯秤计量技术，在辊道的下面设置传感器，传感器的线路在高温、水雾的作用之下很快会遭到损坏，要想顺利的运行，必须对原有设计进行改造，外延称重测量点。传统的大包下渣检测技术将线圈安装在钢包的底部，再和检测控制仪表系统之间使用专用电缆进行连接，线圈价格十分昂贵，在拆包的时候很容易被损坏，因此长期使用给工厂带来很大的负担。只有改进检测方式,进一步考虑现场环境条件,不成熟的技术才能满足现场需要,连铸基础自动化技术潜力才能得到充分释放。

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