半连续铸造机采用闭环控制提高铸锭质量

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1、半连续铸造机采用闭环控制提高铸锭质量　　摘要：半连续铸造机在铸造过程中，如果铸造速度发生较大波动，会影响铸锭的质量，在轧制过程中可能出现断带、损坏设备并且降低带材的成品率.通过改造电控系统，采用比例阀及脉冲流量计，进行闭环控制来稳定铸造速度，可以提高铸锭的质量.　　关键词：半连续铸造机;闭环控制;比例阀;铸造速度　　中图分类号：TG233.6　　文献标志码：A　　SlabQualityImprovementThroughClosedloopControl　　ofSemicontinuousCastingMachine　　WUXiaoyuan　　（Tong

2、lingJinviCopperCo.，Tongling244000，China）　　Abstract：　　Inthecastingprocessthehighfluctuationofcastingspeedofthesemicontinuouscastingmachineaffectstheslabquality，whichusuallyresultsinfaultbelt，doesdamagetotheequipmentandreducestheyieldofstrip.Byreformingtheelectriccontrolsystemusing

3、proportionalvalveandpulseflowmeter，thecastingspeedisstabilizedthroughclosedloopcontrolsothattheslabqualityimproves.　　Keywords：　　semicontinuouscastingmachine;closedloopcontrol;proportionalvalve;castingspeed　　0前言　　黄铜炉铸造机生产的铸锭，经热轧、铣面后进入粗轧机轧制，在轧制过程中有时会频繁出现断带现象.断带造成带卷成品率降低，影响产量和综合成品率.

4、同时，由于带材较厚，张力大，断带时经常打坏测厚仪安全销，影响测厚仪的测量精度.在排除轧机自身问题后，向上道工序追查，均未发现问题;但发现铸锭在生产过程中，铸造速度不稳定，有时波动幅度较大，达到±20%.　　文中被改造的铸造设备于2004年安装调试后投入生产，铸造速度采用开环控制，受液压单元中各环节变化因素的影响，铸造过程中速度波动较大时，塞棒人为调节速度跟不上变化，会影响结晶器中液面高度的稳定性.调节好的冷却强度也会随之发生变化，这样可能引起结晶组织不均匀，造成铸锭内应力增大，增加了内部裂纹倾向.内部问题表面不容易发现，但从轧制过程中出现的断带现象表明：

5、铸锭内部有时出现了裂纹.因此，从稳定铸造速度入手，对该设备的控制系统进行改造，引入闭环控制理论，解决设备在使用过程中因各种扰动引进的速度波动，对改善和提高铸锭质量有积极作用.　　1铸造机结构及工作原理　　铸造机由铸造井、结晶器小车、液压系统及　　电控系统组成.结晶器小车安放于铸造井上部，可以往复移动.保温炉中的铜液通过浇铸前室经浇铸管流入结晶器，由塞棒调节结晶器内的液面高度，经过一次、二次冷却结晶后形成固态铜，固态铜通过引锭头，连续向下引出成为铸锭.引锭头采用铸造油缸驱动，由比例阀控制其向下的牵引速度，即铸造速度.电控系统作为主控单元，采用PLC进行控制

6、，通过设定冷却水流量及压力来控制冷却强度，通过设定比例阀的开度来控制铸造速度.当铸造速度一定时，铜液温度保持不变，液面高度应保持恒定，冷却强度不能发生变化，铸造过程中这些参数的变化对铸锭影响至关重要.因此铸造速度的稳定，是生产出合格铸锭的基础.　　2改造方案　　对原控制系统进行了改造.主要分为两部分：液压控制系统和电气控制系统.　　上海有色金属第35卷　　第4期　　吴小渊：半连续铸造机采用闭环控制提高铸锭质量　　2.1液压控制系统　　液压系统如图1所示.在铸造油缸的回油管路上安装比例阀和流量计.调节比例阀的开度控制油缸下降速度，流量计用于测量和计算铸造速

7、度.比例阀选用意大利阿托斯QVHZ0系列，该比例阀输入为标准4～20mA模拟信号，对应的阀芯位置从0～100%，因此方便PLC模拟量模块控制，其功率放大板集成于阀体，便于安装维护.流量计采用德国威仕VSE系列脉冲流量计，该型流量计通过液体流动推动齿轮转动，液体进入计量腔，每转过一个齿，产生一个脉冲信号.铸造油缸回油腔内液压油的体积变化量全部通过流计量，根据流过的体积与脉冲的关系，换算成油缸的运动速度，即可得到铸造速度.　　L1=N×P　　（1）　　式中：L1为每分钟流过流量计的液压油体积;N为每分钟产生的脉冲个数;P为每个脉冲流过的体积.　　H=（L2/

8、S）?1000　　（2）　　式中：L2为回油腔液压油流出体积;S为回油腔活塞有效