人才招聘

不断优化 实现铸机结晶器液位精确控制

时间:2019-04-16 02:28  作者:任你博娱乐

  高炉大沟改造降本又延寿方大九钢2号变电站SVC系统启动技术改造方大九钢开展危化品泄漏中毒应急演练方大九钢3月份铁钢材产量全面超额完成计划任务溜槽改造“一举多得”兴澄特钢召开降本工作专题汇报会安阳钢铁集团“职工心理关爱服务年”活动正式启动本钢集团北营公司全面对标降本增效马钢股份公司召开月度安全生产工作例会5万余吨鞍钢桥梁钢擎起粤港澳大湾区首个重点项目——南沙大桥

  结晶器液位检测、控制是连铸过程控制的核心环节之一,可减少漏钢、溢钢次数,稳定生产操作;防止浮在结晶器液面上的夹杂物卷入铸坯,避免在铸坯表面和内部产生夹渣缺陷(实践证明,结晶器液面波动在10毫米以内,可消除皮下夹渣;液面波动>10毫米,不仅会产生夹渣,还会使夹渣深度增加,而且铸坯表面纵裂纹发生几率会提高30%);防止结晶器保护渣不均匀流入,避免产生裂纹、炉渣条痕等表面缺陷;保持铸坯初期稳定凝固,为结晶器内部产生均匀凝固壳创造条件(如果结晶器液面波动从5毫米增加至20毫米,板坯纵裂纹指数会由0提高至2.0);降低操作人员劳动强度(通常人工控制液面的精度为30毫米,控制精度较低,会对铸坯质量产生影响)。

  攀钢炼钢厂方坯连铸液位控制系统采用专用软件包,可根据结晶器液面面积、中间包塞棒特性、PID参数自动计算,无须专家进行PID控制器参数优化计算,灵活性强。唐钢热轧薄板厂连铸机结晶器液位控制系统采用同位素检测,采用2级串联闭环控制液压驱动控制,可调节钢水从中间包到结晶器的流量。华菱涟钢薄板公司薄板坯连铸连轧生产线的结晶器液位控制系统由两个串级控制环构成,一个是用于结晶器液位控制的具有延时微分单元的比例积分微分控制环,一个是用于塞棒位置控制的比例控制环。目前,国内外设备厂家结晶器液位检测、控制系统均能达到静态误差3毫米的精度。

  涡流法灵敏度高,测程长,信号线性度好,安装维护方便,环保,不需要特殊的安全防护,适用于板坯连铸机,且不需要现场放大器就可将涡流信号传送到100米远处的处理机;采用涡流探头,测量精度高于2毫米,且精度不受钢水温度、渣层影响,在国内应用广泛。

  放射线法信号稳定,受干扰少,灵敏度高,使用维护方便,但精度不高,且辐射对人体有害,该方法在国外应用较为广泛。

  电磁法灵敏度高,信号衰减少,系统简单可靠,电磁盒测量精度可达3毫米(钢水下面的渣层和保护渣的影响可以忽略不计),但是安装维护不够方便。

  控制器和现场操作箱。结晶器液面检测、控制系统的运算量和输入输出点数不是很多,会配以相关的数字量、模拟量输入输出模块和工业以太网通讯模块。

  结晶器液面的控制方式主要有拉速控制法、流量控制法(塞棒控制)和混合型。拉速控制法由于拉坯速度的变化会引起铸坯凝固制度、二次冷却制度、定长切割系统等一系列环节的修正,而浇注温度、拉速的配合是连铸稳定生产和铸坯高质量的前提,拉坯速度不应该成为控制手段,而应把稳定拉速作为工艺目标。因此,用调节拉速的方式保持结晶器液位稳定的做法已逐渐被淘汰。流量控制法可保障拉坯速度恒定,因此允许根据工艺要求选择合适的拉速,在液位调节过程中把拉速作为扰动,这种调节过程一般较为平稳,给系统的稳定运行带来很多方便,已成为当今结晶器液位控制方式的主流。混合型一般控制拉坯速度来保持液位稳定,但是当拉速超过一定数值仍不能保持给定液位时,则应控制塞棒或滑动水口,或者两者均控制但以控制流量为主,这种方法主要用于小方坯连铸。

  传统的PID控制策略采用双闭环系统,内环为位置环,外环为液位环。这种控制策略只有在特定工艺下才能实现较为有效的中间包液位控制;其不足之处在于系统开环增益较大,即使很小的扰动也会引起较大的偏差,无法克服系统因塞棒腐蚀、堵塞、堵塞物脱落而具有的非线形特性,由于拉速等扰动作用,系统的鲁棒性较差。

  采用现代控制理论的算法主要为基于零极点配置的液位控制策略(相角超前-滞后补偿控制、扰动补偿控制),其为了满足系统静态速度偏差系数指标,须增加一个放大器,使得液位开环系统的相角裕量和幅值裕量小于正常值。而单一的相角超前或滞后补偿无法使系统满足指标要求,因此可选取参数,使液位系统的相角裕量和幅值裕量满足要求。

  智能控制包括主-副回路自校正PID控制、预测液位控制、自适应液位控制、H液位控制、模糊算法、专家系统。由于结晶器液位系统具有时变性和非线性特性,而且存在许多不确定扰动因素,无法建立准确模型,常规的控制方法已无法满足越来越高的自动化生产和产品质量要求。

  实践证明,模糊控制对结晶器开始浇注、结束浇注过程可快速达到稳定状态,对浸入式水口的堵塞和堵塞物突然脱落引起的液位波动以及拉速扰动等引起的液位波动能快速恢复到设定液位。但模糊控制也存在控制品质粗糙、精度不高的问题,存在稳态误差,会导致液位小范围波动;而PID控制恰好能克服这些缺点,如果将模糊控制和PID控制结合起来构成复合控制,则比单纯采用其中一种的控制效果更好。模糊算法与PID算法的结合通常采用如下方式:模糊控制器与PID控制器相结合,采用PID参数的模糊自整定。

  工业控制过程中常会碰到大滞后、时变、非线性的复杂系统,其中有的参数未知或缓慢变化,有的带有延时和随机干扰,有的无法获得较精确的数学模型或模型非常粗糙。对于上述这些系统,如果使用常规的PID控制器,则较难整定PID参数,难以达到预期效果。同时,在实际生产现场中,由于受到参数整定方法繁杂的困扰,常规PID控制器参数往往整定不良、性能欠佳,对运行工况的适应性很差。对此,人们一直在探索PID控制器参数的自动整定技术,以适应复杂工况和高指标的控制要求,模糊算法则可以很好地解决这个问题。将液位传感器检测到的钢水液位信号与给定液位信号进行比较,得出液位偏差量和偏差变化量,根据其大小,在线调整,实现对钢水液位的精确、有效控制。

  塞棒执行机构。由于塞棒执行机构安装在中间罐上,温度高,环境恶劣,所以对执行器的要求大致可以归结为:能适应恶劣环境(粉尘、高温);易于安装、更换、维护;死区小,滞后时间短,响应速度快;具有较好的线性度。

  液压执行器速度快、线性好。由于中间包的移动,而油箱和油泵等在地面,虽然使用软管连接,但仍然不方便。为了实现位置控制,须配置位置传感器(一般为差动变压器),且大都是模拟量,数字控制时须变换,会带来一定误差。

  电器交流无刷伺服电机执行装置由于有减速机,难以做到体积小、重量轻(也有使用低速交流电动机的),会堵住、损坏电动机。

  目前国产塞棒执行机构多选用数字电动缸,其驱动主要由步进电机或伺服电机执行,对于步进电机驱动的数字电缸,可通过脉冲对其进行控制,由脉冲数决定其走行距离,由脉冲频率来决定其走行速度,但缺点是没有位置反馈,精度低。对于伺服电机,通常采用速度控制方式,由模拟量来控制其执行速度,同时结合上位机和位置反馈来达到定位要求,控制精度较步进电机高。

  电动缸安装位置一般分为外置式和内置式。外置式一般是指电动缸与执行机构并行安装,拆卸维修方便,但由于放在外面,易受环境的影响,要受到高温的炙烤和灰尘侵蚀。内置式是指将电动缸安装在执行机构的内部,电动缸可以得到较好的保护,避免恶劣环境的影响,但拆卸维修较为麻烦。

  除此之外,塞棒执行机构均能实现自动与手动的切换,当自动控制方式无法达到控制要求的时候,可采用手动控制方式进行人工干预(如出现液位报警、溢流、漏钢、急停时),或遇到特定工艺操作流程(如开浇、停浇阶段)均须人工手动操作。

  结晶器液位检测、控制功能中通常包括自动开浇功能,但国内企业大都采用人工控制的操作方式来开浇,认为这种方式较为可靠。今后,自动开浇功能尚须进一步完善,以实现包括开浇阶段在内的整个浇注过程的液位控制自动化。同时,结晶器液位检测、控制系统的各种前馈补偿值的确定和其适用范围的选择都须在现场进行长期摸索和反复调试,才能实现与生产的完美结合。

  作品时,请注明来源于《中国冶金报中国钢铁新闻网》及作者姓名。违反上述声明者,本网将追究其相关法律责任。

  【2】 凡本网注明来源:XXX(非中国钢铁新闻网)的作品,均转载自其它媒体,转载目的在于传递更多信息,并不代表本网

  【3】 如果您对新闻发表评论,请遵守国家相关法律、法规,尊重网上道德,并承担一切因您的行为而直接或间接引起的法律

  中国冶金报/中国钢铁新闻网法律顾问:大成律师事务所 杨贵生律师 电话 Email:guisheng.

  • 任你博,任你博娱乐,任你博官网
  • 结晶器液位检测控制系统优化
    转型中大同要做好煤炭清洁高效利用“文章”

    Copyright © 2011 Longcheng Group All Rights Reserved.

    版权所有:河南任你博娱乐集团有限公司 鄂ICP备18030581号-2 豫公网安备 41132302000148号

    任你博,任你博娱乐,任你博官网