專利名稱：結(jié)晶器在線調(diào)寬方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及結(jié)晶器在線調(diào)寬方法。
背景技術(shù)：
在連鑄板坯生產(chǎn)中，為適應(yīng)不同規(guī)格產(chǎn)品需要，結(jié)晶器的寬待經(jīng)常需要調(diào)整。傳統(tǒng) 的調(diào)整方式是停止?jié)茶T，手動(dòng)調(diào)整結(jié)晶器寬度或更換結(jié)晶器。傳統(tǒng)的調(diào)節(jié)方式是連鑄機(jī)停 機(jī)，需二次開澆的情況下進(jìn)行的，這就造成原材料與時(shí)間上的損失。大大減低了生產(chǎn)效率， 增加了生產(chǎn)成本。為了克服過去澆注中鑄造連鑄寬度不同的板坯需改變結(jié)晶器寬度而斷澆 的缺點(diǎn)，鋼鐵廠家開發(fā)了在澆鑄過程中移動(dòng)結(jié)晶器短邊而改變板坯寬度的技術(shù)，簡(jiǎn)稱結(jié)晶 器在線調(diào)寬。本系統(tǒng)正是基于結(jié)晶器在線調(diào)寬技術(shù)構(gòu)建的系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有可連續(xù)澆鑄不 同寬度板坯，減少鑄坯寬度的幅切量及可實(shí)現(xiàn)連鑄出坯寬度與軋制順序相吻合等一系列優(yōu) 點(diǎn)，為高質(zhì)、高效、高產(chǎn)創(chuàng)造了有利條件，對(duì)于降低生產(chǎn)成本，改善環(huán)境質(zhì)量，提高產(chǎn)品的市 場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力具有極為重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種結(jié)晶器在線調(diào)寬方法。 為達(dá)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種結(jié)晶器在線調(diào)寬方法，包括以下步 驟 1)比較兩結(jié)晶器當(dāng)前的實(shí)際值和最終目標(biāo)值，判定是否為調(diào)寬或調(diào)窄，如果是調(diào) 寬，則進(jìn)入步驟2)，如果為調(diào)窄，則轉(zhuǎn)步驟3);
2)平移，即水平移動(dòng)結(jié)晶器； 3)調(diào)錐，即維持兩結(jié)晶器之間短邊或長邊的寬度，朝最終目標(biāo)值調(diào)整兩結(jié)晶器之 間的錐度； 4)調(diào)幅，即維持兩結(jié)晶器之間的錐度，朝最終目標(biāo)值調(diào)節(jié)兩結(jié)晶器之間的相對(duì)距 離； 5)調(diào)錐，即維持兩結(jié)晶器之間長邊或短邊的寬度，朝最終目標(biāo)值調(diào)整兩結(jié)晶器之 間的錐度； 6)當(dāng)實(shí)際值和最終目標(biāo)值相等時(shí)，結(jié)束調(diào)整，否則轉(zhuǎn)步驟l)。 結(jié)晶器在線調(diào)寬方法還包括臨時(shí)目標(biāo)值設(shè)定步驟，該臨時(shí)目標(biāo)值是在結(jié)晶器調(diào)寬 過程中，在每個(gè)掃描周期內(nèi)的目標(biāo)值。 本發(fā)明提供的結(jié)晶器在線調(diào)寬方法，通過將調(diào)寬分解為調(diào)錐、調(diào)幅、平移等步驟， 保證了坯殼承受的壓力既低而均勻，消除在調(diào)寬過程中鑄坯與結(jié)晶器間間產(chǎn)生的氣隙，防 止漏鋼事故和鑄坯缺陷。且控制精度大大提高，有效減小了跑火事件的發(fā)生概率和板坯缺陷。


圖1為結(jié)晶器在線調(diào)寬系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為結(jié)晶器窄邊構(gòu)造圖； 圖3為三種目標(biāo)值(最終目標(biāo)值、階段目標(biāo)值、臨時(shí)目標(biāo)值)在控制過程中的關(guān)系 圖； 圖4為結(jié)晶器調(diào)窄步驟示意圖； 圖5為結(jié)晶器調(diào)寬步驟示意圖； 圖6為調(diào)錐過程中短邊上下速度間的關(guān)系圖。
具體實(shí)施方式

實(shí)施例一 如圖1所示，一種結(jié)晶器在線調(diào)寬系統(tǒng)，包括， 兩個(gè)相向設(shè)置的結(jié)晶器，設(shè)于兩結(jié)晶器外側(cè)并接受控制信號(hào)以調(diào)節(jié)兩結(jié)晶器之間 寬度的驅(qū)動(dòng)裝置； 絕對(duì)值編碼器電路，用于采集結(jié)晶器位置的實(shí)際值并輸出； 可編程序控制器(PLC)，與絕對(duì)值編碼器電路相連，接受該實(shí)際值及外部輸入的目 標(biāo)值，根據(jù)目標(biāo)值及實(shí)際值，輸出控制信號(hào)至驅(qū)動(dòng)裝置； 其中，所述驅(qū)動(dòng)裝置包括快速應(yīng)答閥及與所述快速應(yīng)答閥氣動(dòng)連接的步進(jìn)式電動(dòng) 液壓缸(簡(jiǎn)稱步進(jìn)缸)，所述步進(jìn)缸與所述結(jié)晶器相連接。所述快速應(yīng)答閥QSV可采用日本 鋼鐵科技公司(JP Steel Plantech Co.簡(jiǎn)稱JSP)廠生產(chǎn)的型號(hào)為HS-G01-AR-D2B-1的產(chǎn)
PI
PR o 其中，所述驅(qū)動(dòng)裝置共有四套，每套分別設(shè)于兩個(gè)所述結(jié)晶器的靠近兩端處。四套 驅(qū)動(dòng)裝置各自獨(dú)立工作。 其中，還包括過程控制服務(wù)器(L2)、現(xiàn)場(chǎng)操作面板、人機(jī)接口 (HMI)，所述可編程 序控制器(PLC)包括第一可編程序控制器和第二可編程序控制器，所述第一可編程序控制 器(CP-317)與服務(wù)器(L2)、人機(jī)接口 (HMI)、現(xiàn)場(chǎng)操作面板相連接，用于完成與過程控制服 務(wù)器的數(shù)據(jù)交換，以及通過人機(jī)接口設(shè)定的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，以及與現(xiàn)場(chǎng)操作面板的通訊并在現(xiàn) 場(chǎng)操作面板上實(shí)時(shí)顯示現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)。所述第二可編程序控制器(CP-9200SH4)與第一可編程 序控制器相連接，依據(jù)CP-9200SH4速度快的特點(diǎn)，實(shí)時(shí)采集絕對(duì)值編碼器電路輸出的結(jié)晶 器位置的實(shí)際值，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備狀態(tài)和結(jié)晶器控制過程的實(shí)時(shí)監(jiān)視及對(duì)結(jié)晶器短邊的位置進(jìn) 行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)控制。即接受第一可編程序控制器輸入的目標(biāo)值，根據(jù)目標(biāo)值及實(shí)際值，輸出控 制信號(hào)至驅(qū)動(dòng)裝置。 其中，所述第一可編程序控制器(CP-317)與服務(wù)器(L2)、人機(jī)接口 (HMI)的連接 可以根據(jù)需要采用集線器(HUB)等通過以太網(wǎng)等相連接。 結(jié)晶器調(diào)寬的目標(biāo)值可由操作人員從HMI上直接輸入通過以太網(wǎng)傳給CP-317,也 可由上位機(jī)通過以太網(wǎng)將目標(biāo)值傳給CP-317, CP-317接收到數(shù)據(jù)后將目標(biāo)值換算成目標(biāo) 軸位值連同目標(biāo)值一起通過CP-215傳給CP-9200SH4，供控制使用。
—旦操作人員發(fā)出開始調(diào)寬指令，數(shù)據(jù)依據(jù)上述途徑傳至負(fù)責(zé)控制的 CP-9200SH4，該P(yáng)LC立即作出響應(yīng)，比較目標(biāo)值與實(shí)際值，做出調(diào)寬還是調(diào)窄的判斷?？刂?過程中，CP-9200SH4將由現(xiàn)場(chǎng)通過絕對(duì)值編碼器電路經(jīng)由計(jì)數(shù)器反饋回來的脈沖值換算 成步進(jìn)缸位置實(shí)際值，與通過上述公式計(jì)算所得的臨時(shí)目標(biāo)值不斷進(jìn)行比較，快速應(yīng)答閥 (QSV)根據(jù)此比較結(jié)果快速開閉，調(diào)整步進(jìn)缸移動(dòng)速度，直到兩結(jié)晶器均到達(dá)最終目標(biāo)值， 調(diào)寬過程結(jié)束。
實(shí)施例二 —種結(jié)晶器在線調(diào)寬方法，其特征在于包括以下步驟 1)比較兩結(jié)晶器當(dāng)前的實(shí)際值和最終目標(biāo)值，判定是否為調(diào)寬或調(diào)窄，如果是調(diào) 寬，則進(jìn)入步驟2)，如果為調(diào)窄，則轉(zhuǎn)步驟3);
2)平移，即水平移動(dòng)結(jié)晶器； 3)調(diào)錐，即維持兩結(jié)晶器之間短邊或長邊的寬度，朝最終目標(biāo)值調(diào)整兩結(jié)晶器之 間的錐度； 4)調(diào)幅，即維持兩結(jié)晶器之間的錐度，朝最終目標(biāo)值調(diào)節(jié)兩結(jié)晶器之間的相對(duì)距 離； 5)調(diào)錐，即維持兩結(jié)晶器之間長邊或短邊的寬度，朝最終目標(biāo)值調(diào)整兩結(jié)晶器之 間的錐度； 6)當(dāng)實(shí)際值和最終目標(biāo)值相等時(shí)，結(jié)束調(diào)整，否則轉(zhuǎn)步驟1)。 其中，最終目標(biāo)值為結(jié)晶器調(diào)寬的設(shè)定目標(biāo)值，可通過HMI輸入或者過程控制服 務(wù)器L2設(shè)定。
實(shí)施例三 —種結(jié)晶器在線調(diào)寬方法，包括以下步驟
A判定步驟 Al、根據(jù)兩結(jié)晶器當(dāng)前的實(shí)際值和最終目標(biāo)值，并根據(jù)實(shí)際值和最終目標(biāo)值設(shè)定 一個(gè)或多個(gè)階段目標(biāo)值，所述階段目標(biāo)值介于實(shí)際值和目標(biāo)值之間；通過設(shè)定的階段目標(biāo) 值，使得對(duì)結(jié)晶器的調(diào)整可以分成多個(gè)步驟完成。階段目標(biāo)值可依據(jù)機(jī)械參數(shù)、當(dāng)前的實(shí)際 值和最終目標(biāo)值等具體設(shè)定。 A2、設(shè)下一目標(biāo)值為階段目標(biāo)值和最終目標(biāo)值中朝最終目標(biāo)值方向的且與當(dāng)前實(shí) 際值最接近的值，判定是否為調(diào)寬或調(diào)窄，如果是調(diào)寬，則進(jìn)入步驟B，如果為調(diào)窄，則轉(zhuǎn)步 驟C; B調(diào)寬步驟(參見圖4)
Bl、平移，即水平移結(jié)晶器； B2、調(diào)錐，即維持兩結(jié)晶器之間短邊或長邊的寬度，朝下一目標(biāo)值調(diào)整兩結(jié)晶器之 間的錐度； B3、調(diào)幅，即維持兩結(jié)晶器之間的錐度，朝下一目標(biāo)值調(diào)節(jié)兩結(jié)晶器之間的相對(duì)距 離； B4、調(diào)錐，即維持兩結(jié)晶器之間長邊或短邊的寬度，朝下一目標(biāo)值調(diào)整兩結(jié)晶器之 間的錐度； B5、判斷是否達(dá)到最終目標(biāo)值，如果是，則結(jié)束調(diào)整；否則，設(shè)下一 目標(biāo)值為階段目標(biāo)值和最終目標(biāo)值中朝最終目標(biāo)值方向的且與當(dāng)前實(shí)際值最接近的值，轉(zhuǎn)步驟Bl 。
C調(diào)窄步驟(參見圖5) Cl、調(diào)錐，即維持兩結(jié)晶器之間短邊或長邊的寬度，朝下一目標(biāo)值調(diào)整兩結(jié)晶器之 間的錐度； C2、調(diào)幅，即維持兩結(jié)晶器之間的錐度，朝下一目標(biāo)值調(diào)節(jié)兩結(jié)晶器之間的相對(duì)距 離； C3、調(diào)錐，即維持兩結(jié)晶器之間長邊或短邊的寬度，朝下一目標(biāo)值調(diào)整兩結(jié)晶器之 間的錐度； C4、判斷是否達(dá)到最終目標(biāo)值，如果是，則結(jié)束調(diào)整；否則，設(shè)下一 目標(biāo)值為階段目 標(biāo)值和最終目標(biāo)值中朝最終目標(biāo)值方向的且與當(dāng)前實(shí)際值最接近的值，轉(zhuǎn)步驟Cl 。
其中，最終目標(biāo)值為結(jié)晶器調(diào)寬的設(shè)定目標(biāo)值，可通過HMI輸入或者過程控制服 務(wù)器L2設(shè)定。 其中，還包括臨時(shí)目標(biāo)值設(shè)定步驟，該值是在結(jié)晶器調(diào)寬過程中，在每個(gè)掃描周期 內(nèi)的目標(biāo)值，該目標(biāo)值是依據(jù)驅(qū)動(dòng)裝置(步進(jìn)缸)的設(shè)定移動(dòng)速度、結(jié)晶器短邊的移動(dòng)方向 共同確定的。 本結(jié)晶器在線調(diào)寬方法實(shí)施例為以上三種目標(biāo)值(最終目標(biāo)值、階段目標(biāo)值、臨 時(shí)目標(biāo)值)共同作用的控制過程。三種目標(biāo)值在控制過程中的關(guān)系如圖3所示。其中
PV:實(shí)際值 SV:設(shè)定值
T0 :錐度初始值 EF :最終目標(biāo)值 ET :臨時(shí)目標(biāo)值。 -步調(diào)錐為例，進(jìn)一步說明本發(fā)明。如圖6所示，其中，Vc:


W0:幅度初始值 TS :掃描周期個(gè)數(shù) EP:階段目標(biāo)值 以下以調(diào)窄過程中的第-
鑄造速度；VT為結(jié)晶器上端步進(jìn)缸速度；VB為結(jié)晶器下端步進(jìn)缸速度。 為保持結(jié)晶器下端幅度不變，上、下步進(jìn)缸需以不同的速度移動(dòng)。步進(jìn)缸速度及其 臨時(shí)目標(biāo)值的計(jì)算如以下公式所示












Vs (mm/min) Vs X V (L2+L》(n
CXVT + 60XTSX10—4(mm) CXVB + 60XTSX10—4(mm)
VT =
vB =
A t =
△b =
ET_T =
F =
射
Vs :步進(jìn)缸設(shè)定速度(
/min)
S丁
s,
'b-ori
E AT(ii E AB0]
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
/min)
vB
A. A. ET— ER—
端步進(jìn)缸移動(dòng)速度(mm/min); 每個(gè)掃描周期上端步進(jìn)缸增益G 每個(gè)掃描周期下端步進(jìn)缸增益G 各掃描周期上端步進(jìn)缸臨時(shí)目標(biāo)值；ST—。 各掃描周期下端步進(jìn)缸臨時(shí)目標(biāo)值；SB—。
VT :上端步進(jìn)缸移動(dòng)速度(mm/min) L2， L3 :為結(jié)晶器短邊的機(jī)械參數(shù)；
C :調(diào)整常數(shù)；
:掃描周期(ms); :I :上端步進(jìn)缸初始位置值； :I :下端步進(jìn)缸初始位置值；
在控制過程中，依據(jù)公式(1)、 (2)確定的上、下步進(jìn)缸的移動(dòng)速度計(jì)算出每個(gè)掃描周期內(nèi)上、下步進(jìn)缸的移動(dòng)目標(biāo)值，再依據(jù)公式(5)、 (6)分別計(jì)算出上、下步進(jìn)缸在各個(gè) 掃描周期的絕對(duì)目標(biāo)值，亦即各個(gè)掃描周期內(nèi)上、下步進(jìn)缸的臨時(shí)目標(biāo)值。將由現(xiàn)場(chǎng)反饋回 來的步進(jìn)缸實(shí)際位置值與通過上述公式計(jì)算所得的臨時(shí)目標(biāo)值不斷進(jìn)行大小比較，快速應(yīng) 答閥(QSV)根據(jù)此比較結(jié)果快速開閉，調(diào)整步進(jìn)缸移動(dòng)速度，直到上、下步進(jìn)進(jìn)缸位置值均 到達(dá)階段目標(biāo)值，調(diào)錐結(jié)束，進(jìn)入調(diào)整的第二階段，即調(diào)幅。 本實(shí)施例中的其它步驟，例如調(diào)幅等，除上、下步進(jìn)缸速度與目標(biāo)值不同外，其控 制過程基本一致，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)上述調(diào)窄過程的描述，無需創(chuàng)造性勞動(dòng)就能聯(lián)想到， 因此省略對(duì)該部分的描述。
權(quán)利要求
一種結(jié)晶器在線調(diào)寬方法，其特征在于包括以下步驟1)比較兩結(jié)晶器當(dāng)前的實(shí)際值和最終目標(biāo)值，判定是否為調(diào)寬或調(diào)窄，如果是調(diào)寬，則進(jìn)入步驟2)，如果為調(diào)窄，則轉(zhuǎn)步驟3)；2)平移，即水平移動(dòng)結(jié)晶器；3)調(diào)錐，即維持兩結(jié)晶器之間短邊或長邊的寬度，朝最終目標(biāo)值調(diào)整兩結(jié)晶器之間的錐度；4)調(diào)幅，即維持兩結(jié)晶器之間的錐度，朝最終目標(biāo)值調(diào)節(jié)兩結(jié)晶器之間的相對(duì)距離；5)調(diào)錐，即維持兩結(jié)晶器之間長邊或短邊的寬度，朝最終目標(biāo)值調(diào)整兩結(jié)晶器之間的錐度；6)當(dāng)實(shí)際值和最終目標(biāo)值相等時(shí)，結(jié)束調(diào)整，否則轉(zhuǎn)步驟1)；
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)晶器在線調(diào)寬方法，其特征在于結(jié)晶器在線調(diào)寬方法還包括臨時(shí)目標(biāo)值設(shè)定步驟，該臨時(shí)目標(biāo)值是在結(jié)晶器調(diào)寬過程中，在每個(gè)掃描周期內(nèi)的目標(biāo)值。
全文摘要
一種結(jié)晶器在線調(diào)寬方法，包括以下步驟1)比較兩結(jié)晶器當(dāng)前的實(shí)際值和最終目標(biāo)值，判定是否為調(diào)寬或調(diào)窄，如果是調(diào)寬，則進(jìn)入步驟2)，如果為調(diào)窄，則轉(zhuǎn)步驟3)；2)平移；3)調(diào)錐；4)調(diào)幅；5)調(diào)錐；6)當(dāng)實(shí)際值和最終目標(biāo)值相等時(shí)，結(jié)束調(diào)整，否則轉(zhuǎn)步驟1)。本發(fā)明可對(duì)結(jié)晶器進(jìn)行調(diào)零及將其快速調(diào)至開澆寬度；且使得在線調(diào)寬更加安全可靠，且響應(yīng)快速、精確。
文檔編號(hào)G05D3/12GK101693290SQ20091020507
公開日2010年4月14日 申請(qǐng)日期2007年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月28日
發(fā)明者林富貴, 陽玉平 申請(qǐng)人:上海寶信軟件股份有限公司;