一種連鑄結(jié)晶器吹氬自動(dòng)控制方法
【專利摘要】一種連鑄結(jié)晶器吹氬自動(dòng)控制方法，其采用連鑄吹氬系統(tǒng)包括包含有可編程序邏輯控制器PLC和通訊端口的氬氣控制單元，及接收連鑄基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)送指令的連鑄結(jié)晶器吹氬集成系統(tǒng)；連鑄基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)送包括中間包預(yù)熱、連鑄自動(dòng)開澆、中間包噸位、流拉速等信息；各吹氬集成系統(tǒng)將檢測的實(shí)際氬氣流量值、壓力值和背壓值通過氬氣控制單元上傳至連鑄基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)；根據(jù)連鑄生產(chǎn)特性，將吹氬與連鑄生產(chǎn)各個(gè)環(huán)節(jié)連鎖調(diào)用的自動(dòng)控制、吹氬實(shí)績與板坯生產(chǎn)實(shí)績的關(guān)聯(lián)信息，在各個(gè)連鑄生產(chǎn)環(huán)節(jié)、特別是非穩(wěn)態(tài)澆注狀態(tài)下能自動(dòng)調(diào)用特定的氬氣配方，以達(dá)到提高結(jié)晶器液面控制穩(wěn)定度，控制結(jié)晶器彎月面流動(dòng)速度，減少鑄坯夾雜缺陷和防止異常擴(kuò)大的目的。
【專利說明】一種連鑄結(jié)晶器吹氬自動(dòng)控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及連鑄工藝，特別涉及一種連鑄結(jié)晶器吹氬自動(dòng)控制方法，用于從連鑄中間包到結(jié)晶器澆注通道進(jìn)行自動(dòng)化、定量化控制，確保在連鑄生產(chǎn)各個(gè)環(huán)節(jié)中吹氬的合理性，防止不合理吹氬造成吸氣、鋼水二次氧化、通道結(jié)堵、結(jié)晶器鋼液面異常翻動(dòng)等并造成鑄坯夾渣或粘結(jié)。

【背景技術(shù)】
[0002]板坯連鑄生產(chǎn)過程中，從中間包到結(jié)晶器鋼液面的這段澆注通道并不是充滿了鋼水，吹氬的作用主要有填充澆注通道的空隙，防止通道空隙造成的負(fù)壓吸氣現(xiàn)象，防止鋼水的二次氧化和澆注通道的結(jié)堵；同時(shí)，合理的吹氬可以促進(jìn)結(jié)晶器流場的均勻，促進(jìn)夾雜物的上浮和結(jié)晶器彎月面的熱交換，從而達(dá)到促進(jìn)保護(hù)渣熔融層的形成和流動(dòng)，提高鋼水的純凈度和防止板坯表面的夾渣缺陷的目的；另外，吹氬通道不同氬氣的流量、壓力控制還有矯正結(jié)晶器偏流的作用，而不合理的吹氬方式也是造成結(jié)晶器彎月面流動(dòng)速度過大，液面異常翻動(dòng)并造成鑄坯夾渣和皮下氣泡、夾雜缺陷的原因。
[0003]從中間包到結(jié)晶器的吹氬控制點(diǎn)一般有塞棒吹氬、上水口吹氬、滑板吹氬、浸入式水口吹氬、浸入式水口氬封、滑板氬封等多種，不同的板坯連鑄機(jī)從中間包到結(jié)晶器之間的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，特別是結(jié)晶器控流方式和浸入式水口設(shè)計(jì)，其吹氬功能的設(shè)定和實(shí)際需要各不相同，大部分鑄機(jī)采用了幾種吹氬的組合形式。
[0004]在控流方式方面，用塞棒控流的鑄機(jī)其結(jié)晶器吹氬總量相對(duì)較小，而用滑板控流的鑄機(jī)吹氬量相對(duì)較大；在浸入式水口設(shè)計(jì)方面，因水口的浸入深度，吐出孔的角度、底部形狀設(shè)計(jì)等對(duì)結(jié)晶器彎月面的流動(dòng)速度的影響很大，加上各種鑄機(jī)結(jié)晶器寬度、厚度和澆注速度方面的變化，使氬氣控制復(fù)雜程度很高；同一種浸入式水口所對(duì)應(yīng)的結(jié)晶器寬厚比和拉速范圍越廣，氬氣控制的難度越大。另外，澆注通道中耐材吹氬結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)也與吹氬量有著非常密切的關(guān)系。在其它條件均穩(wěn)定一致或無法隨機(jī)變更的情況下，氬氣的大小往往是決定結(jié)晶器彎月面流動(dòng)速度的唯一可控因素。
[0005]傳統(tǒng)的連鑄機(jī)結(jié)晶器吹氬都是人工控制的。板坯連鑄機(jī)雖然設(shè)置各有不同，包括結(jié)晶器的寬厚比、拉速控制范圍、浸入式水口設(shè)計(jì)、控流方式各有不同，每種機(jī)型的氬氣控制要求也不同，氬氣的控制均完全采用了人工調(diào)整的方式，操作工憑經(jīng)驗(yàn)調(diào)整氬氣的壓力和流量，很難進(jìn)行定量化控制，故每種機(jī)型、每個(gè)操作工生產(chǎn)的板坯的表面質(zhì)量(主要是表面夾渣和氣泡、夾雜缺陷發(fā)生率)也各不相同。
[0006]隨著對(duì)連鑄坯質(zhì)量的要求越來越高，以及連鑄自動(dòng)化、無人化的要求，除了降低勞動(dòng)強(qiáng)度外，更重要的目的是減少人為干預(yù)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性的干擾。因此，自動(dòng)化設(shè)計(jì)日益成為國內(nèi)外連鑄競相發(fā)展的目標(biāo)，通過無人化、自動(dòng)化澆注，可以在常規(guī)作業(yè)過程中，將操作控制缺陷這一對(duì)連鑄生產(chǎn)、質(zhì)量的干擾最常見也是最隱性的問題逐漸解決掉。也是在這種情況下，各種連鑄結(jié)晶器吹氬自動(dòng)化控制設(shè)備不斷被應(yīng)用到生產(chǎn)實(shí)踐中。
[0007]國外的連鑄結(jié)晶器吹氬自動(dòng)化控制技術(shù)更為注重的是計(jì)量的準(zhǔn)確性，這種設(shè)計(jì)在生產(chǎn)相對(duì)穩(wěn)定，自動(dòng)化程度較高，并在如結(jié)晶器電磁攪拌等其它相關(guān)技術(shù)配合下，采用小氬氣量控制的產(chǎn)線上取得了較好的實(shí)際效果；但在氬氣使用量相對(duì)較大，澆注斷面、鋼種、澆注速度變化頻繁等復(fù)雜的生產(chǎn)控制條件下，這種吹氬控制方式無法滿足實(shí)際需求，也需要通過人工進(jìn)行干預(yù)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是提供一種連鑄結(jié)晶器吹氬自動(dòng)控制方法，根據(jù)連鑄生產(chǎn)特性，將吹氬與連鑄生產(chǎn)各個(gè)環(huán)節(jié)連鎖調(diào)用的自動(dòng)控制方法、吹氬實(shí)績與板坯生產(chǎn)實(shí)績的關(guān)聯(lián)信息(便于查對(duì)異常板坯發(fā)生時(shí)的氬氣控制狀態(tài))，在各個(gè)連鑄生產(chǎn)環(huán)節(jié)、特別是非穩(wěn)態(tài)澆注狀態(tài)下能自動(dòng)調(diào)用特定的氬氣配方，以達(dá)到提高結(jié)晶器液面控制穩(wěn)定度，控制結(jié)晶器彎月面流動(dòng)速度，減少鑄坯夾雜缺陷和防止異常擴(kuò)大的目的。
[0009]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0010]一種連鑄結(jié)晶器吹氬自動(dòng)控制方法，其采用連鑄吹氬系統(tǒng)包括包含有可編程序邏輯控制器PLC和通訊端口的氬氣控制單元，及接收連鑄基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)送指令的連鑄結(jié)晶器吹氬集成系統(tǒng)；連鑄基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)送包括中間包預(yù)熱信息、連鑄自動(dòng)開澆信息、中間包噸位信息、流拉速信息；各連鑄結(jié)晶器吹氬集成系統(tǒng)所檢測的實(shí)際氬氣流量值、壓力值和背壓值通過氬氣控制單元收集后上傳至連鑄基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫。
[0011]連鑄結(jié)晶器吹氬集成系統(tǒng)是氬氣執(zhí)行單元，每個(gè)系統(tǒng)設(shè)有兩個(gè)以上氬氣入口管道，在每個(gè)吹氬入口管道上設(shè)置手動(dòng)切斷閥、氬氣入口壓力表、過濾干燥調(diào)壓閥、氬氣入口流量表；每個(gè)氬氣入口管道分成組共四個(gè)支路；每個(gè)氬氣入口管道的四個(gè)支路中，每兩個(gè)支路為一組，其中的一個(gè)支路為自動(dòng)控制支路，其上設(shè)一個(gè)用于自動(dòng)檢測并控制氬氣的流量的質(zhì)量流量控制器；另一個(gè)支路為手動(dòng)控制支路，其上依次設(shè)一個(gè)流量限制閥、一個(gè)手動(dòng)調(diào)節(jié)閥、一個(gè)質(zhì)量流量檢測器，該兩個(gè)支路最后又匯聚成一個(gè)氬氣出口管道，每個(gè)氬氣出口管道分別與中間包上的從中間包到結(jié)晶器的澆注通道上的上水口、滑板、浸入式水口、氬封各個(gè)吹氬用戶點(diǎn)相連接；每個(gè)氬氣出口管道上設(shè)有出口流量計(jì)，用于質(zhì)量流量檢測器和質(zhì)量流量控制器調(diào)零或檢修的出口支管切斷閥；每個(gè)吹氬集成系統(tǒng)設(shè)有一個(gè)可編程序邏輯控制器PLC，收集、上傳該工位每個(gè)氬氣入口管道壓力和支路上的氬氣背壓值和流量值到吹氬控制單元，并執(zhí)行由吹氬控制單元或吹氬集成系統(tǒng)的氬氣配方指令或手動(dòng)氬氣流量控制指令。
[0012]中間包開澆時(shí)，當(dāng)某一個(gè)結(jié)晶器流選擇了自動(dòng)開澆方式，由連鑄基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)將連鑄自動(dòng)開澆信息發(fā)給氬氣控制單元，氬氣控制單元發(fā)指令給對(duì)應(yīng)流的連鑄結(jié)晶器吹氬集成系統(tǒng)的可編程序邏輯控制器PLC執(zhí)行氬氣配方一，即上水口氬氣流量4L/min?12L/min、滑板気氣流量4L/min?8L/min、浸入式水口流量O?8L/min、lS封流量50L/min?100L/min ；
[0013]當(dāng)自動(dòng)開燒過程中鑄機(jī)的拉速0.4m/min?0.6m/min時(shí)，由連鑄基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)流拉速信息給氬氣控制單元，由氬氣控制單元發(fā)指令給對(duì)應(yīng)流的吹氬集成系統(tǒng)中可編程序邏輯控制器PLC執(zhí)行氬氣配方二，即上水口氬氣流量8L/min?12L/min、滑板氬氣流量6L/min ?10L/min、浸入式水口流量 O ?2L/min、lS封流量 50L/min ?100L/min。
[0014]當(dāng)自動(dòng)開澆結(jié)束，鑄流拉速上升到設(shè)定目標(biāo)速度后，由連鑄基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)自動(dòng)開澆結(jié)束指令給氬氣控制單元，由氬氣控制單元發(fā)指令給對(duì)應(yīng)流的吹氬集成系統(tǒng)中可編程序邏輯控制器PLC執(zhí)行氬氣配方三，即上水口氬氣流量4L/min?10L/min、滑板氬氣流量4L/min ?6L/min、浸入式水口流量 O ?10L/min、lS封流量 50L/min ?100L/min。
[0015]在正常澆注過程中，當(dāng)中間包噸位下降到目標(biāo)設(shè)定噸位值的60?80%后即大包更換或正常終澆作業(yè)，由連鑄基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)將中間包噸位信息發(fā)給氬氣控制單元，氬氣控制單元發(fā)指令給對(duì)應(yīng)流的吹氬集成系統(tǒng)中可編程序邏輯控制器PLC，上水口氬氣流量在原有的基礎(chǔ)上降低5%?30%、滑板氬氣流量在原有的基礎(chǔ)上降低5%?20%，浸入式水口和氬封流量不變；當(dāng)中間包噸位恢復(fù)正常后，再由連鑄基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)將中間包噸位信息發(fā)給氬氣控制單元，氬氣控制單元發(fā)指令給對(duì)應(yīng)流的吹氬集成系統(tǒng)中可編程序邏輯控制器PLC恢復(fù)到原有的氬氣流量配方，即氬氣配方三；
[0016]當(dāng)由于某些因素導(dǎo)致某個(gè)鑄流急降速到目標(biāo)設(shè)定拉速值80%以下時(shí)，由連鑄基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)將流拉速信息發(fā)給氬氣控制單元，氬氣控制單元發(fā)指令給對(duì)應(yīng)流的吹氬集成系統(tǒng)中可編程序邏輯控制器PLC執(zhí)行氬氣配方四，即上水口氬氣流量20L/min?30L/min、滑板IS氣流量10L/min?15L/min、浸入式水口流量O?15L/min、lS封流量50L/min?10L/
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[0017]當(dāng)一個(gè)中間包澆注結(jié)束并離開結(jié)晶器澆注位置時(shí)，由連鑄基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)中間包離開澆注位信息給氬氣控制單元，氬氣控制單元發(fā)指令給對(duì)應(yīng)流的吹氬集成系統(tǒng)中可編程序邏輯控制器PLC執(zhí)行氬氣配方五，即關(guān)閉該流吹氬集成系統(tǒng)中所有吹氬出口管道，同時(shí)，該流的吹氬集成系統(tǒng)中可編程序邏輯控制器PLC內(nèi)的所有氬氣配方自動(dòng)復(fù)歸到初始設(shè)定值，以備下次澆注調(diào)用。
[0018]當(dāng)中間包車在預(yù)熱位置開始預(yù)熱時(shí)，由連鑄基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)將中間包預(yù)熱信息發(fā)送給氬氣控制單元，氬氣控制單元發(fā)指令給預(yù)熱位吹氬集成系統(tǒng)中可編程序邏輯控制器PLC執(zhí)行氬氣配方六，即上水口氬氣流量2L/min?4L/min、滑板氬氣流量lL/min?2L/min、浸入式水口流量0L/min、lS封流量0L/min。
[0019]在吹氬控制單元或吹氬集成系統(tǒng)中可編程序邏輯控制器PLC無法正常開啟的情況下，用吹氬集成系統(tǒng)中的手動(dòng)控制支路的手動(dòng)調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)氬氣，實(shí)施應(yīng)急性吹氬作業(yè)。
[0020]當(dāng)從中間包到結(jié)晶器的澆注、控流通道設(shè)計(jì)定型后，澆注過程中吹氬點(diǎn)確定。對(duì)于每個(gè)點(diǎn)的吹氬流量，以往都采用手動(dòng)調(diào)節(jié)的方法，調(diào)節(jié)的依據(jù)是結(jié)晶器液面狀況，而結(jié)晶器液面狀況與澆注斷面尺寸、拉速、中間包鋼水靜壓力有密切的關(guān)系，在拉速較低的狀態(tài)下，通鋼量小，滑板控制開度也較小，上水口或塞棒的氬氣大部分被滑板阻擋而未能達(dá)到填充浸入式水口內(nèi)部空隙、促進(jìn)結(jié)晶器內(nèi)部熱交換和彎月面流動(dòng)速度的目的，此時(shí)需要將滑板氬氣開大一些；在拉速較高的狀態(tài)下，通鋼量大，滑板開度也較大，滑板氬氣過大容易導(dǎo)致鋼液面的穩(wěn)定性受到氬氣的干擾，且結(jié)晶器內(nèi)上下熱交換原本比較充足，過大的氬氣會(huì)導(dǎo)致液面嚴(yán)重翻動(dòng)并導(dǎo)致鑄坯表面的局部夾渣現(xiàn)象的發(fā)生，故在相同的斷面尺寸和拉速下，當(dāng)大包更換或終澆前，中間包噸位下降后，鋼水的靜壓力下降，滑板開度增大(以確保通鋼量的均衡并保證鋼液面的穩(wěn)定)，此時(shí)需要及時(shí)調(diào)小氬氣，防止因滑板增大，上水口氬氣大量涌入結(jié)晶器導(dǎo)致液面翻動(dòng)；采用了定向吹氬結(jié)構(gòu)的上水口(澆注通道中的耐火材料)，吹氬的壓力過大會(huì)導(dǎo)致氬氣在鋼水中的混合不均勻，而采用彌散性吹氬結(jié)構(gòu)的上水口，吹氬壓力偏小容易導(dǎo)致耐材表面附著冷鋼和三氧化二鋁，導(dǎo)致氬氣無法吹出等；當(dāng)結(jié)晶器發(fā)生偏流后，需要通過吹氬壓力和流量的調(diào)節(jié)糾正偏流，防止結(jié)晶器液面的局部翻動(dòng)；當(dāng)中間包澆注結(jié)束后，需要及時(shí)切斷氬氣，減少氬氣的消耗和對(duì)現(xiàn)場環(huán)境的污染；當(dāng)下一個(gè)中間包開始預(yù)熱時(shí)，特定部位需要微量氬氣控制，防止耐材中的吹氬通道受耐材膨脹等因素的影響而發(fā)生堵塞；諸多問題導(dǎo)致操作工在控制氬氣的判斷上偏差較大甚至失誤。
[0021]本發(fā)明的有益效果:
[0022]本發(fā)明根據(jù)連鑄生產(chǎn)各環(huán)節(jié)的特點(diǎn)和連鑄坯質(zhì)量控制要求以及節(jié)能降耗、保護(hù)環(huán)境等方面的要求，通過氬氣控制的功能連鎖和異常時(shí)的可介入控制，大幅度提高了鑄機(jī)自動(dòng)化控制能力，也使結(jié)晶器吹氬控制與各澆注階段結(jié)晶器液面的穩(wěn)定要求更吻合。本發(fā)明有利于結(jié)晶器吹氬模式的不斷優(yōu)化，對(duì)氬氣的定量化控制，結(jié)晶器液面穩(wěn)定性，鑄坯夾雜缺陷控制等能力都有大幅的提聞。
[0023]本發(fā)明結(jié)合板坯連鑄生產(chǎn)的工藝要求，通過對(duì)連鑄過程中結(jié)晶器吹氬的精確檢測、控制功能優(yōu)化、吹氬實(shí)績管理，為連鑄自動(dòng)化控制能力和結(jié)晶器液面控制精度的提升，鑄坯夾渣缺陷的控制打下了基礎(chǔ)；連鑄結(jié)晶器吹氬自動(dòng)控制方法在國內(nèi)外屬于首創(chuàng)，由于結(jié)晶器吹氬控制問題大量存在于國內(nèi)外各種具有吹氬功能的板坯連鑄機(jī)上，故本發(fā)明具有很大的推廣應(yīng)用前景。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1為本發(fā)明連鑄結(jié)晶器吹氬自動(dòng)控制示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0025]參見圖1，本發(fā)明的一種連鑄結(jié)晶器吹氬自動(dòng)控制方法，其采用連鑄吹氬系統(tǒng)包括包含有可編程序邏輯控制器PLC和通訊端口的氬氣控制單元20，及接收連鑄基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)10發(fā)送指令的連鑄結(jié)晶器吹氬集成系統(tǒng)30 ;連鑄基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)10發(fā)送包括中間包預(yù)熱信息a、連鑄自動(dòng)開澆信息b、中間包噸位信息C、流拉速信息d ;各連鑄結(jié)晶器吹氬集成系統(tǒng)30所檢測的實(shí)際氬氣流量值、壓力值和背壓值通過氬氣控制單元20收集后上傳至連鑄基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)10數(shù)據(jù)庫。
[0026]連鑄結(jié)晶器吹氬集成系統(tǒng)30是氬氣執(zhí)行單元，每個(gè)系統(tǒng)設(shè)有兩個(gè)以上氬氣入口管道1、I,(圖示中為兩個(gè)氬氣入口管道)，在每個(gè)吹氬入口管道上設(shè)置手動(dòng)切斷閥2 (以氬氣入口管道I為例，下同)、氬氣入口壓力表3、過濾干燥調(diào)壓閥4、氬氣入口流量表5 ;每個(gè)氬氣入口管道分成4個(gè)支路101、102、103、104，每兩個(gè)支路為一組，每一組中的一個(gè)支路為自動(dòng)控制支路101、103，其上設(shè)一個(gè)用于自動(dòng)檢測并控制氬氣的流量的質(zhì)量流量控制器6、6';另一個(gè)支路為手動(dòng)控制支路102、104，其上依次設(shè)一個(gè)流量限制閥7、7'、一個(gè)手動(dòng)調(diào)節(jié)閥8、8'、一個(gè)質(zhì)量流量檢測器9、9'，自動(dòng)控制支路101、103分別與手動(dòng)控制支路102、104匯聚成兩個(gè)氬氣出口管道201、202，并上水口、滑板、浸入式水口、氬封等用戶點(diǎn)相連接；每個(gè)氬氣出口管道201、202上設(shè)有出口流量計(jì)11、11'，用于質(zhì)量流量檢測器和質(zhì)量流量控制器調(diào)零或檢修的出口管道切斷閥12、12';每個(gè)吹氬集成系統(tǒng)30設(shè)有一個(gè)可編程序邏輯控制器PLC13，收集并上傳該工位每個(gè)氬氣入口管道壓力和支路上的氬氣背壓值和流量值，并上傳到吹IS控制單元20 ;執(zhí)行由吹IS控制單元20或吹IS集成系統(tǒng)30配方指令或手動(dòng)IS氣流量控制指令14。
[0027]中間包開澆時(shí)，當(dāng)某一個(gè)結(jié)晶器流選擇了自動(dòng)開澆方式，由連鑄基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)將連鑄自動(dòng)開澆信息發(fā)給氬氣控制單元，氬氣控制單元發(fā)指令給對(duì)應(yīng)流的連鑄結(jié)晶器吹氬集成系統(tǒng)的可編程序邏輯控制器PLC執(zhí)行氬氣配方一，即上水口氬氣流量4L/min?12L/min、滑板気氣流量4L/min?8L/min、浸入式水口流量O?8L/min、lS封流量50L/min?100L/mino
[0028]當(dāng)自動(dòng)開燒過程中鑄機(jī)的拉速0.4m/min?0.6m/min時(shí)，由連鑄基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)流拉速信息給氬氣控制單元，由氬氣控制單元發(fā)指令給對(duì)應(yīng)流的吹氬集成系統(tǒng)中可編程序邏輯控制器PLC執(zhí)行氬氣配方二，即上水口氬氣流量8L/min?12L/min、滑板氬氣流量6L/min ?10L/min、浸入式水口流量 O ?2L/min、lS封流量 50L/min ?100L/min。
[0029]當(dāng)自動(dòng)開澆結(jié)束，鑄流拉速上升到設(shè)定目標(biāo)速度后，由連鑄基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)自動(dòng)開澆結(jié)束指令給氬氣控制單元，由氬氣控制單元發(fā)指令給對(duì)應(yīng)流的吹氬集成系統(tǒng)中可編程序邏輯控制器PLC執(zhí)行氬氣配方三，即上水口氬氣流量4L/min?10L/min、滑板氬氣流量4L/min ?6L/min、浸入式水口流量 O ?10L/min、lS封流量 50L/min ?100L/min。
[0030]在正常澆注過程中，當(dāng)中間包噸位下降到目標(biāo)設(shè)定噸位值的60?80 %后即大包更換或正常終澆作業(yè)，由連鑄基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)將中間包噸位信息發(fā)給氬氣控制單元，氬氣控制單元發(fā)指令給對(duì)應(yīng)流的吹氬集成系統(tǒng)中可編程序邏輯控制器PLC，上水口氬氣流量在原有的基礎(chǔ)上降低5%?30%、滑板氬氣流量在原有的基礎(chǔ)上降低5%?20%，浸入式水口和氬封流量不變；當(dāng)中間包噸位恢復(fù)正常后，再由連鑄基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)將中間包噸位信息發(fā)給氬氣控制單元，氬氣控制單元發(fā)指令給對(duì)應(yīng)流的吹氬集成系統(tǒng)中可編程序邏輯控制器PLC恢復(fù)到原有的氬氣流量配方，即氬氣配方三。
[0031]當(dāng)由于某些因素導(dǎo)致某個(gè)鑄流急降速到目標(biāo)設(shè)定拉速值80%以下時(shí)，由連鑄基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)將流拉速信息發(fā)給氬氣控制單元，氬氣控制單元發(fā)指令給對(duì)應(yīng)流的吹氬集成系統(tǒng)中可編程序邏輯控制器PLC執(zhí)行氬氣配方四，即上水口氬氣流量20L/min?30L/min、滑板IS氣流量10L/min?15L/min、浸入式水口流量O?15L/min、lS封流量50L/min?10L/min。
[0032]當(dāng)一個(gè)中間包澆注結(jié)束并離開結(jié)晶器澆注位置時(shí)，由連鑄基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)中間包離開澆注位信息給氬氣控制單元，氬氣控制單元發(fā)指令給對(duì)應(yīng)流的吹氬集成系統(tǒng)中可編程序邏輯控制器PLC執(zhí)行氬氣配方五，即關(guān)閉該流吹氬集成系統(tǒng)中所有吹氬出口管道，同時(shí)，該流的吹氬集成系統(tǒng)中可編程序邏輯控制器PLC內(nèi)的所有氬氣配方自動(dòng)復(fù)歸到初始設(shè)定值，以備下次澆注調(diào)用。
[0033]當(dāng)中間包車在預(yù)熱位置開始預(yù)熱時(shí)，由連鑄基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)將中間包預(yù)熱信息發(fā)送給氬氣控制單元，氬氣控制單元發(fā)指令給預(yù)熱位吹氬集成系統(tǒng)中可編程序邏輯控制器PLC執(zhí)行氬氣配方六，即上水口氬氣流量2L/min?4L/min、滑板氬氣流量lL/min?2L/min、浸入式水口流量0L/min、lS封流量OL/min。
[0034]在吹氬控制單元或吹氬集成系統(tǒng)中可編程序邏輯控制器PLC無法正常開啟的情況下，用吹氬集成系統(tǒng)中的手動(dòng)控制支路的手動(dòng)調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)氬氣，實(shí)施應(yīng)急性吹氬作業(yè)。
[0035]實(shí)施例
[0036]澆注工位準(zhǔn)備澆注，吹氬控制執(zhí)行單元啟動(dòng)狀態(tài)。
[0037]澆注工位執(zhí)行自動(dòng)開澆，連鑄基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)向氬氣控制單元PLC發(fā)送指令，氬氣控制單元PLC向澆注工位吹氬集成系統(tǒng)PLC發(fā)送指令，調(diào)用氬氣配方一，澆鋼工確認(rèn)結(jié)晶器鋼流和液面情況是否正常，如有異?？芍苯咏槿肴斯ふ{(diào)整。
[0038]在澆注過程中，發(fā)現(xiàn)結(jié)晶器液面異?；蚱?，均可通過操作場所的切換，實(shí)現(xiàn)中央控制室的HMI畫面或現(xiàn)場吹氬流量控制面板上的旋鈕或觸摸屏14畫面進(jìn)行氬氣配方的調(diào)
M
iF.0
[0039]當(dāng)澆注工位對(duì)應(yīng)的鑄流拉速上升并大于一個(gè)特定值，連鑄基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)再次向氬氣控制單元PLC給出一個(gè)指令信號(hào)，氬氣控制單元向澆注工位吹氬控制執(zhí)行單元發(fā)生指令，調(diào)用氬氣配方二，現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)有異常時(shí)仍可直接介入人工調(diào)整。
[0040]當(dāng)澆注工位所對(duì)應(yīng)鑄流拉速到達(dá)目標(biāo)位置、自動(dòng)開澆程序結(jié)束，連鑄基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)再次發(fā)出一個(gè)指令給氬氣控制單元PLC，氬氣控制單元PLC向澆注工位吹氬集成系統(tǒng)PLC發(fā)送指令，調(diào)用氬氣配方三。
[0041]此后，根據(jù)實(shí)際需要操作工將操作方式切換到本地或遠(yuǎn)程，可通過本地(氬氣流量控制箱)或遠(yuǎn)程(中控HMI畫面)對(duì)當(dāng)前氬氣流量進(jìn)行微調(diào)修正。
[0042]在本實(shí)施例中，每個(gè)吹氬集成系統(tǒng)設(shè)一個(gè)可編程序邏輯控制器PLC，收集并上傳該工位每個(gè)吹氬總管和支路上的氬氣背壓和流量值，并上傳到上級(jí)吹氬控制單元，并執(zhí)行由上級(jí)吹氬控制單元或吹氬集成系統(tǒng)控制面板上觸摸屏或調(diào)整旋鈕發(fā)出的氬氣流量控制指令。
[0043]正常澆注中當(dāng)中間包噸位低到45噸，由連鑄基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)送一個(gè)指令給氬氣控制單元PLC，由中間包噸位信息系統(tǒng)向澆注工位吹氬集成系統(tǒng)PLC發(fā)送指令，上水口氬氣降低8%，滑板氬氣降低10%，其它氬氣不變，防止因鋼水靜壓力下降、滑板開度增大造成的氬氣偏大，液面波動(dòng)增大、鑄坯夾渣缺陷增多；當(dāng)中間包噸位恢復(fù)到45噸以上時(shí)，上水口IS氣和滑板IS氣恢復(fù)到原來值。
[0044]當(dāng)澆注過程中因?yàn)榘l(fā)生漏鋼預(yù)報(bào)而急降速后，由流拉速信息系統(tǒng)發(fā)送一個(gè)指令給氬氣控制單元PLC，由氬氣控制單元PLC向澆注工位吹氬集成系統(tǒng)PLC發(fā)送指令，調(diào)用氬氣配方四，防止滑板大幅關(guān)小后澆注通道的堵塞。
[0045]當(dāng)澆注結(jié)束，中間包澆注位置信號(hào)OFF后，由連鑄基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)送一個(gè)指令給氬氣控制單元PLC，由氬氣控制單元PLC向澆注工位吹氬集成系統(tǒng)PLC發(fā)送指令，調(diào)用氬氣配方五，此時(shí)氬氣全部關(guān)閉，減少氬氣量的消耗和對(duì)現(xiàn)場環(huán)境的影響，同時(shí)該吹氬站所有吹氬配方值復(fù)歸到原設(shè)定值。
[0046]當(dāng)中間包進(jìn)行預(yù)熱時(shí)，由連鑄基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)送一個(gè)指令給氬氣控制單元PLC，由氬氣控制單元PLC向澆注工位吹氬集成系統(tǒng)PLC發(fā)送指令，調(diào)用氬氣配方六，用于小流量開啟特定用戶點(diǎn)氬氣，防止預(yù)熱過程中耐材中的吹氬通道被堵塞等等。
【權(quán)利要求】
1.一種連鑄結(jié)晶器吹氬自動(dòng)控制方法，其采用連鑄吹氬系統(tǒng)包括包含有可編程序邏輯控制器PLC和通訊端口的氬氣控制單元，及接收連鑄基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)送指令的連鑄結(jié)晶器吹氬集成系統(tǒng)；連鑄基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)送包括中間包預(yù)熱信息、連鑄自動(dòng)開澆信息、中間包噸位信息、流拉速信息；各連鑄結(jié)晶器吹氬集成系統(tǒng)所檢測的實(shí)際氬氣流量值、壓力值和背壓值通過氬氣控制單元收集后上傳至連鑄基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫； 連鑄結(jié)晶器吹氬集成系統(tǒng)是氬氣執(zhí)行單元，每個(gè)系統(tǒng)設(shè)有兩個(gè)以上氬氣入口管道，在每個(gè)吹氬入口管道上設(shè)置手動(dòng)切斷閥、氬氣入口壓力表、過濾干燥調(diào)壓閥、氬氣入口流量表；每個(gè)氬氣入口管道分成組共四個(gè)支路；每個(gè)氬氣入口管道的四個(gè)支路中，每兩個(gè)支路為一組，其中的一個(gè)支路為自動(dòng)控制支路，其上設(shè)一個(gè)用于自動(dòng)檢測并控制氬氣的流量的質(zhì)量流量控制器；另一個(gè)支路為手動(dòng)控制支路，其上依次設(shè)一個(gè)流量限制閥、一個(gè)手動(dòng)調(diào)節(jié)閥、一個(gè)質(zhì)量流量檢測器，該兩個(gè)支路最后又匯聚成一個(gè)氬氣出口管道，每個(gè)氬氣出口管道分別與中間包上的從中間包到結(jié)晶器的澆注通道上的上水口、滑板、浸入式水口、氬封各個(gè)吹氬用戶點(diǎn)相連接；每個(gè)氬氣出口管道上設(shè)有出口流量計(jì)，用于質(zhì)量流量檢測器和質(zhì)量流量控制器調(diào)零或檢修的出口支管切斷閥；每個(gè)吹氬集成系統(tǒng)設(shè)有一個(gè)可編程序邏輯控制器PLC，收集、上傳該工位每個(gè)氬氣入口管道壓力和支路上的氬氣背壓值和流量值到吹氬控制單元，并執(zhí)行由吹氬控制單元或吹氬集成系統(tǒng)的氬氣配方指令或手動(dòng)氬氣流量控制指令；中間包開澆時(shí)，當(dāng)某一個(gè)結(jié)晶器流選擇了自動(dòng)開澆方式，由連鑄基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)將連鑄自動(dòng)開澆信息發(fā)給氬氣控制單元，氬氣控制單元發(fā)指令給對(duì)應(yīng)流的連鑄結(jié)晶器吹氬集成系統(tǒng)的可編程序邏輯控制器PLC執(zhí)行氬氣配方一，即上水口氬氣流量4L/min?12L/min、滑板IS氣流量4L/min?8L/min、浸入式水口流量O?8L/min、lS封流量50L/min?10L/min ； 當(dāng)自動(dòng)開燒過程中鑄機(jī)的拉速0.4m/min?0.6m/min時(shí)，由連鑄基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)流拉速信息給氬氣控制單元，由氬氣控制單元發(fā)指令給對(duì)應(yīng)流的吹氬集成系統(tǒng)中可編程序邏輯控制器PLC執(zhí)行氬氣配方二，即上水口氬氣流量8L/min?12L/min、滑板氬氣流量6L/min ?10L/min、浸入式水 口流量 O ?2L/min、lS封流量 50L/min ?100L/min ； 當(dāng)自動(dòng)開澆結(jié)束，鑄流拉速上升到設(shè)定目標(biāo)速度后，由連鑄基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)自動(dòng)開澆結(jié)束指令給氬氣控制單元，由氬氣控制單元發(fā)指令給對(duì)應(yīng)流的吹氬集成系統(tǒng)中可編程序邏輯控制器PLC執(zhí)行氬氣配方三，即上水口氬氣流量4L/min?10L/min、滑板氬氣流量4L/min ?6L/min、浸入式水口流量 O ?10L/min、lS封流量 50L/min ?100L/min ； 在正常澆注過程中，當(dāng)中間包噸位下降到目標(biāo)設(shè)定噸位值的60?80%后即大包更換或正常終澆作業(yè)，由連鑄基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)將中間包噸位信息發(fā)給氬氣控制單元，氬氣控制單元發(fā)指令給對(duì)應(yīng)流的吹氬集成系統(tǒng)中可編程序邏輯控制器PLC，上水口氬氣流量在原有的基礎(chǔ)上降低5 %?30 %、滑板氬氣流量在原有的基礎(chǔ)上降低5 %?20 %，浸入式水口和氬封流量不變；當(dāng)中間包噸位恢復(fù)正常后，再由連鑄基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)將中間包噸位信息發(fā)給氬氣控制單元，氬氣控制單元發(fā)指令給對(duì)應(yīng)流的吹氬集成系統(tǒng)中可編程序邏輯控制器PLC恢復(fù)到原有的氬氣流量配方，即氬氣配方三； 當(dāng)由于某些因素導(dǎo)致某個(gè)鑄流急降速到目標(biāo)設(shè)定拉速值80%以下時(shí)，由連鑄基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)將流拉速信息發(fā)給氬氣控制單元，氬氣控制單元發(fā)指令給對(duì)應(yīng)流的吹氬集成系統(tǒng)中可編程序邏輯控制器PLC執(zhí)行氬氣配方四，即上水口氬氣流量20L/min?30L/min、滑板氬氣流量lOL/min?15L/min、浸入式水口流量O?15L/min、lS封流量50L/min?100L/min ；當(dāng)一個(gè)中間包澆注結(jié)束并離開結(jié)晶器澆注位置時(shí)，由連鑄基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)中間包離開澆注位信息給氬氣控制單元，氬氣控制單元發(fā)指令給對(duì)應(yīng)流的吹氬集成系統(tǒng)中可編程序邏輯控制器PLC執(zhí)行氬氣配方五，即關(guān)閉該流吹氬集成系統(tǒng)中所有吹氬出口管道，同時(shí)，該流的吹氬集成系統(tǒng)中可編程序邏輯控制器PLC內(nèi)的所有氬氣配方自動(dòng)復(fù)歸到初始設(shè)定值，以備下次澆注調(diào)用； 當(dāng)中間包車在預(yù)熱位置開始預(yù)熱時(shí)，由連鑄基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)將中間包預(yù)熱信息發(fā)送給氬氣控制單元，氬氣控制單元發(fā)指令給吹氬集成系統(tǒng)中可編程序邏輯控制器PLC執(zhí)行氬氣配方六，即上水口IS氣流量2L/min?4L/min、滑板気氣流量lL/min?2L/min、浸入式水口流量 0L/min、lS封流量 OL/min ； 在吹氬控制單元或吹氬集成系統(tǒng)中可編程序邏輯控制器PLC無法正常開啟的情況下，用吹氬集成系統(tǒng)中的手動(dòng)控制支路的手動(dòng)調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)氬氣，實(shí)施應(yīng)急性吹氬作業(yè)。
【文檔編號(hào)】B22D11/117GK104249138SQ201310260833
【公開日】2014年12月31日 申請(qǐng)日期:2013年6月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月26日
【發(fā)明者】楊建華, 張菊華, 劉國強(qiáng), 陳小吉, 邱曉丹 申請(qǐng)人:寶山鋼鐵股份有限公司, 上海中冶橫天自動(dòng)化工程有限公司