针对炼钢中间包塞棒液压伺服比例控制系统的应用

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1、炼钢中间包塞棒液压伺服比例控制系统的应用戴秀红，白广旻，隋艳君，唐怀军（济南济钢设计院，山东济南250101）摘　要：济钢第三炼钢厂中间包塞棒液压伺服比例控制系统采用伺服比例阀和伺服缸等，系统设计完善，功能齐全，可实现塞棒位置的闭环控制，保证了结晶器中钢水液面的稳定。关键词：塞棒；阀组；伺服比例阀；闭环控制中图分类号：TF341.1　　文献标识码：B　ApplicationofHydraulicServo-proportionSystemControllingTundishStopperonSteel-makingPlantDAIXiu-hong,BAIGuan

2、g-min,SUIYan-jun,TangHuai-jun(JinanJigangInstitute,Jinan250101,China)Abstract：Thehydraulicservo-proportionsystemcontrollingtundishstopperinNo.3steel-makingplantofJigangadoptsservoproportionvalveandservocylinder,itisdesignedperfectlyandhasmanyfunctions.Thesystemcancontrolpositionofsto

3、pperonclosedloopandensuresthelevelofmoltensteelsteadyinmould.Keywords：stopper；valvemanifold；servo-proportionvalve；closed-loopcontrol1　前言　　随着科技的进步，以及用户对钢铁产品的质量要求越来越高，钢铁企业都在钢铁产品的质量上攻关，其中炼钢连铸坯的质量对轧材的质量有很大的影响。为了提高铸坯的质量，采取了各种措施，如结晶器液面控制、结晶器振动、软压下等。结晶器液面控制采用了涡流电磁检测液位、电气自动控制和中包的塞棒控制等技术。其中中包的

4、塞棒控制是利用液压伺服比例控制系统，控制伺服液压缸，驱动塞棒升降来实现中包水口的控制。该系统具有自动、手动和紧急关闭三种功能，在中包底部装有手动操纵杆可进行手动控制，在故障状态下依靠蓄能器供油可完成水口的紧急关闭。2　塞棒控制液压系统2.1　塞棒控制液压站　　塞棒控制和钢包滑动水口共用1个液压泵站，使用难燃介质脂肪酸酯。　　该泵站有2台恒压变量泵，用一备一，系统流量65L/min，压力20MPa；安全阀调压22MPa；双筒高压过滤器80L/min，过滤精度6μm，带有压力指示、远传和报警功能；压力继电器当压力油路中压力低于17MPa时报警，表明管路中压力太低，达不

5、到系统要求工作压力，需检查系统，以防止事故的发生。　　循环系统流量70L/min，压力0.6MPa；冷却器9kW，当油温低于40℃时管路自动停止供水，当油温高于50℃时自动开启供水；循环过滤器200L/min，过滤精度10μm。　　油箱有效容积630L，带有数字式连续显示和远传液位计、油温计；设有高液位停止加油，低液位报警，最低液位停泵功能；油温低于30℃时加热，高于40℃时停止加热，最高50℃，最低20℃。2.2　塞棒控制阀组　　塞棒控制阀组见图1。图1塞棒控制液压阀组2.2.1　塞棒的自动控制 该系统采用了伺服比例阀控制伺服液压缸的动作，伺服液压缸由奥地利D

6、orninger公司提供，通过滚轮导向的升降杆对塞棒进行控制，从而达到控制液流速度即控制结晶器内液面高度的目的。为防止钢水在塞棒上粘结，引起中包水口的堵塞，塞棒在位置调节的同时一直处于小幅低频振动状态，振动频率4Hz，振幅2mm。　　塞棒控制阀组放置在中包车上，通过固定在拖链上的胶管与来自液压站的管路联结。蓄能器作应急动力源，为停电状态下塞棒的自动事故关闭提供压力油源；同时吸收管路压力脉动，降低减压阀前压力波动，提高伺服比例阀入口压力稳定性。　　伺服比例阀控制液压缸的振动和移动，安装在油缸下部的位置传感器检测出油缸的位置，位置信号反馈到PLC，经过与输入指令信号比

7、较计算，PLC通过放大器向伺服比例阀发出信号；同时伺服比例阀的阀芯位置检测信号也反馈给放大器，控制伺服比例阀的开启方向和大小，从而控制伺服液压缸动作的方向、速度和位移。其闭环位置控制方框图如图2所示。图2塞棒位置控制方框图　　伺服比例阀采用BOSCH产品，结构见图3。这是零遮盖的伺服比例阀，配备有一个比例电磁铁和一个位置传感器。电磁铁失电时，阀处于附加的第4位，可实现断电时的安全保护。额定流量为24L/min。　图3伺服比例阀结构1阀体 2阀芯 3电磁铁 4位置传感器　阀的实际流量为：　　Qvx=Qvnom（ΔPx/ΔPvnom）1/2  （1）　　式

8、中Qvn