宽厚板连铸机扇形段软压下离线测试系统

【摘 要】 本文概括介绍了宽厚板连铸机扇形段软压下离线测试系统的开发和应用， 是对原有线上扇形段软压下控制系统功能的完善和发展。本系统是通过对连铸机扇形段软压下控制系统在线生产及校准过程的研究而开发的。系统的应用将结束宽厚板扇型段软压下系统下线后维修测试困难的落后状况。提高了扇形段下线维修校准的精度，为连铸机的正常生产提供了保障。

【关键词】 扇形段 软压下 位置传感器 伺服阀 比例阀

1 前言

随着连铸技术的不断发展，诞生了扇形段动态软压下技术。通过对虚拟连接的扇形段进行位置调节，根据不同的拉速选取相应的压下量，在板坯快要凝固的过程中对其施加压下力，实现动态软压下。板坯连铸机的铸坯冷却成形的过程，主要是在扇形段内进行的，各个扇形段夹滚之间的间隙对板坯成形起到了决定性作用。所以，保证扇形段的可靠使用，显得尤为重要。在连铸机的维修区，离线对扇形段的校准维修工作理所当然的成为重中之重。

2 使用前存在的问题

原有的离线测试系统是通过人为手动控制液压阀来控制液压缸动作，压下辊随之动作，与此同时进行测量和调整开口度。由于人为操作存在着各种误差，所以经过调整的扇形段压下辊间开口度并不是很精确。此外，由于是人为控制的阀精度不高，所以对周围的环境要求也不是很严格，这就会造成灰尘、油污等赃物通过液压系统进入扇形段液压缸内部，造成设备的磨损。

3 解决方案

本次技术改造就是要在扇形段下线的情况下，在维修间经过维修处理后，通过与在线同样的条件，将液压缸上安装的位置传感器采集来的数值接入PLC，再由PLC来控制液压阀，来对其进行测弧校准，及时发现问题，确保其在上线后能正常使用。省去上线发现问题后动用的人力物力，使连铸机的生产更加高效快捷。

通过与在线的宽厚板连铸机扇形段软压下系统进行比较，建立一个与在线生产时相同的离线测试系统来检验扇形段液压机构以及电气传感器工作情况的正常与否。用非常方便直观的西门子操作面板来显示扇形段的辊间距，以及各液压缸的压力，并且进行一系列的校准操作。使经过维修的扇形段通过测试可直接上线，节省大量时间，保证备用设备质量。

该套系统的建立位置在宽厚板铸机维修间，主要设备包括：一套西门子S7-300的PLC系统，各模块主要采集数据包括（扇形段液压缸位置传感器的位置，伺服阀及比例阀输出给液压缸的压力值）；输出控制数据包括（控制伺服阀及比例阀按照给定位置来进行动作）；一套西门子OP270的操作面板，用PROTOOL来进行编程。主要PID调节控制通过S7-300PLC来进行编程给定。

所有的软压下扇形段都配有4个液压缸，2个液压缸位于入口侧，2个液压缸位于出口侧，且入口和出口辊缝可以调节。在软压下区的辊缝是通过4个液压缸驱动的扇形段支架自动调节而确定的。每个液压缸的动作通过线性变送器和伺服阀控制。通过对驱动力和位置进行控制而确定辊缝的大小。根据液压系统上安装的压力传感器给出的测量信号可以确定液芯的端部位置。设备液压系统图如图1所示。

具置控制数学模型如图2所示。

通过对上述数学模型进行研究分析，编制逻辑程序，由PLC对位置传感器的采集值带入公式计算出扇型段的开口度。用计算出的开口度与维修人员的现场实际测量值进行对比，就可以找出系统中存在的误差。尽量解决液压缸内部磨损缺陷或位置传感器故障，从而达到设备的测量精度。上线后设备直接可以进行浇铸生产，提高生产效率。

4 改造后的效果

（1）明显提高了扇形段的校准精度：原来校准误差在5mm左右，现在校准误差控制到了2mm以内。在上线后可以马上达到校准要求，出现液压缸不动作或动作不正常的情况，可以很快判断是位置传感器电气线路有问题还是现场阀台上的液压阀动作有问题。能及时排除故障，在减少了事故时间的同时，提高了铸坯的质量。

（2）延长了设备使用寿命：原来由于手动控制的液压阀台没有良好的清洁防护措施，导致外部灰尘等赃物进入扇形段液压缸内，造成设备磨损。现在采用伺服阀，周围的防护进行了一定的改造，保证精度的同时，也保证了设备的清洁，减少了不必要的磨损，使用寿命明显提高。

（3）减少了人员消耗：以前测量不直观，至少要有三个人配合才能完成校准工序。现在可以通过触摸屏直观的操作进行校准，只需要一个人就可以独立完成。节省了人力资源。

5 结语

通过对在线设备的学习以及对原离线测试系统测试不精确的分析，发现了许多人为操作产生的问题。为了达到离线测量的精度，进行了有针对性的技术改造。通过一些适当的投入，在离线的情况下模拟在线校准，保证了设备的精度，为改善设备上线运行条件提高设备使用寿命提供了保证和支撑。随着板材市场的持续快速发展，热轧宽厚板材的市场需求不断增长，采用软压下技术研制、开发多用途热轧宽厚板带，将取得显著的经济效益。

参考文献

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