结晶器液面自控
结晶器液面自动控制系统的应用与实践
ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｈ ａ ｓ ｔ ｈ ｅ ａ ｄ ｖ ａ ｎ ｔ ａ ｇ ｅ ｓ ｏ ｆ ｇ ｏ ｏ ｄ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｐ ｒ ｏ ｐ ｅ ｒ ｔ ｙ ａ ｎ ｄ ｈ ｉ ｇ ｈ ｒ ｅ ｌ ｉ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ， ａ ｎ ｄ ｍｅ ｅ ｔ ｓ ｔ ｈ ｅ ｎ ｅ ｅ ｄ ｓ ｏ ｆ ｈ ｉ ｇ ｈ ｑ ｕ ａ ｌ ｉ ￣ ＆ ｈ ｉ ｇ ｈ
中 图分 类 号 ： Ｔ Ｐ ２ ７ ３ 文 献标 识 码 ： Ｂ
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现代钢铁企业连铸机液面自动控制系统
现代钢铁企业连铸机液面自动控制系统摘要：在连铸生产工艺中，结晶器中钢水液面的波动必须保持在一定范围内，否则将直接影响拉坯质量，造成拉漏事故。
采用钢水液面控制仪，可将结晶器中的钢水稳定在一定的范围内，大大提高拉坯质量，避免拉漏现象的发生。
关键词：连铸机结晶器液面自动控制1、前言在现代冶金企业中，连铸工艺已占主导地位，在连续浇铸工程中，为保证连铸机有稳定的浇铸，必须时刻控制结晶器内的钢水液面，使之保持在一定的高度范围内。
而凭操作工肉眼观察结晶器内钢水液面高度，手动调节拉坯速度，在拉断面小的钢坯时，很容易造成漏钢等事故。
因此采用自动控制是连铸生产的必然方向，在诸多的自动控制设备中，以放射源作为信号源的控制方式具有安装方便、性能可靠、维修方便等特点。
2、放射源型液面自动控制的简介2.1 液面检测的类型液面检测方式有:放射源型、祸流型、红外型、电磁型等，其各自原理及特点如下:1)放射源型 :根据辐射的穿透、衰减、吸收理论，制造出测量射线数量的仪表；根据射线的数量来精确地读取液面高度，从而达到液面控制的目的。
其特点是信号稳定，受干扰少，灵敏度高，使用维修方便。
2)涡流型 :涡流传感器中的电磁信号在钢水表面产生涡电流，强度随钢水与传感器间距的变化，传感器测得此信号并送给主机，主机根据信号强度来读取液面的高度，其特点是灵敏度高，测程长，信号线性度好，适应于板坯。
3)红外型 :红外摄像机感知钢水液面热信号的强度并处理后的电信号送给主机，主机根据热信号的强度来读取液面高度，其特点是抗干扰能力强，安装方便，图形直观，适合于敞开浇铸。
4)电磁型 :传感器安装于结晶器导流水套上感应面于导流水套内表面齐平，传感器发射电信号并接受返回的涡电流，其强度于钢水液面成正比，主机根据涡电流信号强度读取液面高度，其特点为灵敏度高，信号衰减少，系统简单可靠。
根据以上不同特点的液面检测方式，结合连铸机结晶器铜管小，铜管壁薄，拉速快，控制精度要求高(≤3mm)，所以选取用放射源型。
连铸结晶器液面自动加渣控制系统简介
连铸结晶器液面自动加渣掌握系统简介一、概述连铸机浇筑时结晶器加保护渣是连铸生产中最重要的工作，保护渣在连铸生产中起着极为重要的作用，如防止二次氧化、润滑与吸附杂质等。
连铸工艺要求保护渣在浇铸过程中形成熔融层、烧结层与粉渣层等三层构造，以便更好的发挥作用。
少加勤加是添加保护渣的一条重要原则。
二、现场现状目前连铸机上承受的加渣方式大都还是人工方式，每个工人治理着一流或两流，需时刻观看着结晶口的状态，需要加时就用任凭的推上一堆，心情好或领导在时加的还均匀些，领导不在那就看自己的心情了，心情好负责些，心情不好那就任凭了。
况且连铸机旁的环境比较恶劣，工人的劳动强度很大，要求工人长时间的高质量的完成加渣工作也有难度。
因此人工添加保护渣受操作者因素的影响较大，很难保证添加的稳定性，简洁产生卷渣和液面波动，从而产生夹杂、振痕加深等缺陷。
针对这种状况，我公司最研发了一套连铸结晶器液面自动加渣掌握系统，可以代替工人进展自动加渣而根本无需工人干预。
三、系统简介我公司研发的连铸结晶器液面自动加渣掌握系统，包括工控机、掌握执行单元、现场掌握报警单元、加料仓、气动单元、结晶器渣液面温度检测装置、渣料喷头、料位计、专用软件组成。
料位计报警器干燥氮气元渣层温度显示控制界面连铸结晶器液面自动加渣掌握系统是一套闭环自动掌握系统，它以工控机为核心，通过专用软件来自动掌握各个组成局部自开工作，在根本参数设置完成后，由工控机来依据连铸机结晶器内渣液面的实际状况进展参数调整，无需再人工干预调整而能保证结晶器内渣液面的均匀和稳定。
系统的工作过程由工控机实时不停的读取结晶器内渣液面的外表温度，假设渣液面的外表温度超过设定的加料温度，则工控机掌握执行单元让加料仓下料，同时翻开气动单元，保护渣在下料管内被送料气体经渣料喷头均匀吹送到结晶器内，然后再测结晶器内渣液面的外表温度，假设渣液面的外表温度仍旧超过设定的加料温度，则工控机重复上面的加料过程，假设测量到结晶器内渣液面的外表温度低于设定的加料温度则停顿加料和关闭气动单元。
小方坯结晶器液面自动控制技术的优化与应用
文章 编号 ： ０ ６— ６ ３ ２ １ ） ３— ０ ９— ３ １ ０ ４ １ （０ ０ ０ ０ ５ ０
Ｏｐ ｉ ｉａ ｉｎ ａ ｄ Ａｐ ｌ ａ ｉｎ ｏ ｔ ｍ ａ ｉ ｎ ｒ ｌＴ ｃ ｎ ｌｇ ｏ ｔ ｚ ｔ ｎ ｐｉ ｔ ｆＡｕ ｏ ｔ Ｃｏ ｔｏ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ｆ ｒ ｍ ｏ ｃ ｏ ｃ
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表明， 应用该 系统后 ， 结晶器钢水液面波动稳定在 ± ｌ之 内， ３ｍｎ 铸坯表面和内部质量得到 了改 善， 溢漏钢事故减少， 劳动强度减轻 ， 取得 了良好的经济效益。
关键 词 ：小方坯 ； 结晶 器 ； 面 自动控 制 液
中 图分类 号 ： ７ Ｔ ７
文 献标识 码 ： Ａ
介绍 了该系统 的应 用 和优化情 况 。
到接受器上 ， 产生电脉 冲。电脉冲通过屏蔽电缆
输 入到 二 次 仪 表 ， 放 大 、 析 之 后 送 主 机 （ 经 分 见
图１ ， ） 形成脉冲计数 Ⅳ，ｒ 随结晶器内实 际的 ＾值
液 面高度 成 比例变 化 。
因此 ， 可通 过 Ⅳ值 计算 出液 面高 度 日及 与 Ｈ
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连铸中级工考试试题练习
连铸中级工考试试题练习1、问答题结晶器液面自动控制有哪四种方式？正确答案：结晶器液面自动控制的四种方式是：磁浮法、热电偶法、同位素法和红外线法。
2、判断题二冷区冷却比按每吨铸坯消耗的冷却水体积衡量（江南博哥）。
正确答案：对3、判断题夹渣一般是由于浮渣嵌入铸坯表面皮所造成的表面缺陷。
正确答案：对4、判断题铸坯表面夹杂缺陷的发生率，与浮渣的组成有密切关系。
正确答案：对5、判断题立弯式铸机与立式铸机相比，机身高度降低，可以节省投资。
正确答案：对6、问答题对于150mm×150mm断面的铸机，拉速为1.4m/min，其冷却水强度为1.12L/kg，求该连铸机的二次冷却水的耗水量？（铸坯的比重为7.6t/m3）正确答案：Q＝fgvγ＝0.15×0.15×1.12×103×1.4×7.6＝268.128t/min该连铸机的二次冷水的耗水量为268.128t/min。
7、单选一般情况下，二次冷却强度采用（）较好。
A．强冷B．弱冷C．混冷正确答案：B8、单选铸坯（）在结晶器内形成和产生。
A．内部缺陷B．表面缺陷C．鼓肚正确答案：B9、问答题在浇注过程中为什么要对结晶器中的钢液面确定波动范围？正确答案：因为在浇注过程中，如果钢液面波动太大，会卷入渣子，在铸坯表面形成皮下夹渣，影响铸坯的质量或造成拉漏事故，所以要对结晶器的钢液面进行控制。
10、问答题火焰切割机的主要参数包括哪些？正确答案：火焰切割机的主要参数包括气体压力、耗量、切割速度及最小定尺长度等。
这些参数随切割方式不同而有所变化。
11、判断题N、H、O、S、P都是钢的有害元素。
正确答案：错12、单选为提高包龄，浇铸高锰钢宜使用（）性中间包。
A．碱B．酸C．中D．三种均可正确答案：A13、判断题氧在钢液中的溶液解度随温度下降而减少，超过C-O平衡值时，过剩的氧就会与碳反应生成一氧化碳气泡，形成气泡缺陷。
结晶器液面自动控制系统功能的优化与创新
结晶器液面自动控制系统功能的优化与创新发布时间：2021-08-24T15:08:46.500Z 来源：《工程管理前沿》2021年4月10期作者：全嵩[导读] 连铸机结晶器钢水液面进行自动控制，是连铸生产中的关键技术之一，它对于提高铸还的质量与产量，减少溢钢和漏钢事故，提高炼钢连铸的管理水平都非常重要的。
全嵩武钢有限炼钢厂湖北武汉 430081摘要：连铸机结晶器钢水液面进行自动控制，是连铸生产中的关键技术之一，它对于提高铸还的质量与产量，减少溢钢和漏钢事故，提高炼钢连铸的管理水平都非常重要的。
在结晶器钢水液面进行自动控制中，通过一系列创新与实践过程，为了实现钢水液面波动在±5mm 以内，消除皮下夹渣。
针对液位检测失败，建立自动校准功能；针对开浇失败故障，建立并完善自动开浇功能。
合理修改程序,保证运行可靠性提升控制自动化水平。
文章就结晶器液位控制系统优化创新，提升设备性能来满足工艺生产需求，带来更好的质量、更低的成本、更高的效率。
关键词：自动控制；自动校准；自动开浇企业面临前所未有的压力,只有不断加快技术进步，优化产品结构，生产出技术含量高、高附加值的产品，才能处于不败之地。
若要增产创效，必须提高连铸浇钢的自动化控制程度。
钢水浇入结晶器内，为了防止钢水溢出，钢水液面必须保持稳定，否则在浇铸过程中，钢水液面波动太大，会卷入渣子，在铸坯表面形成皮下夹渣，影响铸坯质量。
经验表明：钢水液面波动在±5mm以内，可消除皮下夹渣。
同时，结晶器液面波动﹥±5mm，铸坯表面纵裂发生率30﹪，这就是说，钢水液面的波动，直接影响到铸坯的表面质量。
所以结晶器钢水液位的稳定性是连续铸钢生产中至关重要的问题。
我厂液位控制系统运行稳定性时有波动，多次因为液位自动控制无法投入造成生产非计划中断，或因液面波动大造成产品质量异议，必须优化创新提高稳定性。
1 结晶器液位自动控制系统故障分析为减少连铸机中断次数，保证生产的顺利进行，必须采用科学、合理的措施，提高结晶器液位自动控制系统运行稳定性。
结晶器液面自动控制
结 晶 器 液 面 自 动 控 制 系 统【摘要】:结晶器液面控制系统的应用，极大的降低了工人的劳动强度提高了生产效率，对改善铸坯表面质量起到了很大的作用。
本文结合我厂引进奥钢联结晶器液面控制系统的特点及现场使用情况将从系统的构成原理、检测方式、程序功能等方面作详细的论述。
关键词 PLC 可编程控制器 PID 调节 闪烁计数器 放射源一、前言钢水浇入到结晶器里,为了防止钢水溢出,钢水液面必须低于结晶器上口约70mm －100mm ，在浇注过程中，钢水面波动太大，会卷入渣子，在铸坯表面形成皮下夹渣，影响铸坯质量，经验指出，钢液面波动在±10mm 时，就可以避免产生皮下夹渣。
结晶器内钢液面的稳定性决定于中包浇入到结晶内的钢水量和从结晶器内拉出的铸坯量的平衡如果拉速一定时，结晶器钢液面升高，中包水口可关小些，钢液面降低，中包水口就可开大一些。
连铸机结晶器钢水液面自动控制是实现连铸设备自动化的关键环节，它测量结晶器内钢水液面的高度，通过液面调节系统输出随液面高度线性变化的电压及电流模拟量，来自动控制塞棒的进程，使结晶器内的钢水表面稳定地保持在预定的高度上，达到提高连铸机作业率的目的。
二、系统构成及工作原理１．结晶器内钢液面的测定我厂是采用Co-60控制系统，此系统包括辐射强度记数器，棒状Co-60放射源，及附属测量系统（如图１）。
Co-60放射源放置在结晶器的水冷套内上部某一点处，而此点应该恰是结晶器内钢液弯月面的高度。
Co-60所放射出的Υ射线在被钢、铅屏蔽时，辐射量要减少，利用这一性质，当Co-60放射源穿过钢水时，其放射强度要衰减。
放在结晶器对侧的计数器，记录了单位时间内穿过钢水的辐射粒子的数量，并计算出辐射强度的减少数量。
当钢水面高于控制上限时，则辐射强度减少量最大，这时辐射强度减少量就被转化成电信号，传给塞棒系统减少钢水流量，使钢液面下降至控制范围内。
同样，当钢液面下降至控制下限以下时，则辐射强度减小量最小，控制系统把该减少量转换成电信号，传给塞棒控制系统，增大钢水流量，使钢液面上升至控制范围内。
连铸机结晶器钢水液面塞棒自动控制系统介绍
１ ． ２ 系统基 本功 能 具有 塞 棒 控 制 和 拉 速 控 制 两 种 自动 控 制 模 式， 能通过 人 工 干 预方 式 由塞棒 控 制转 为 拉 速控 制， 或通过 人 工 干 预 方 式 由拉 速 控 制转 为 塞 棒 控 制 。转 为拉速 控 制 后 ， 由钢 水 液 位 检测 仪 输 出的 模 拟量 （ ０～Ｉ Ｏ Ｖ或 ４～２ ０ ｍＡ可选 ） 自动控 制 拉 矫
中 车 的执 行 机 构 上 ， 仪 表 电气 部 分 放 在 主控 室
内。
实现 自动 浇铸 、 系统故 障 自动关 闭 塞棒 、 防止 溢钢
或漏 钢等 功 能 ， 有 力 保 证 用 户 的钢 坯 质量 。在 此 对 连铸机 结 晶器 钢水 液 面塞 棒 自动控 制 系统 进 行 详 细介绍 。
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动 控制 来满 足生产 工 艺要 求 。在 保证 定 径 水 口拉
速 控制 功能 的前提 下 ， 针对 不 同钢种 ， 采 用 中间包 塞 棒 自动浇 注控 制功 能 。系 统利 用 放射 源 检测 系
统、 采 用高灵 敏度 的电动 缸 、 精 密 的塞棒 机 械 执行
机构 、 先进 的 控制 软 件 对 连铸 机 结 晶器 液 位 控 制 系统 实现 良好 的控制 ， 控制 精度 达到 ± ２ ｍ ｍ 以 内。
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一．网络
1.以太网
液面自控PLC主要和铸流PLC及二级进行数据通讯。
分别通讯块如下：
①液面自控与铸流PLC之间的数据传输在DB128数据。
通过看看门狗的变化了解
通讯是否正常。
②液面自控与二级之间的数据通讯主要是液面自控发送信号给二级。
DB126为1#
中包车数据。
DB226为2#中包车数据。
2.PROFIBUS网络
通讯主要注意的是通过硬件在线方式监控远程站是否连接正常。
二．控制功能
1．液面自控PLC的主要控制功能。
①液面自控PLC通过通讯方式读取液面自控仪表的相应数据，主要实际液面。
②操作共通过OS1悬挂操作箱上面选择开关设定一个实际的液位。
③CPU运算设定的液位和实际的液位的偏差调整塞棒的高度来控制中包车流入结
晶器的钢水量的大小最终保持设定液位和实际液位一致。
例如当设定液位高于
实际液位则塞棒上升。
④PLC输出一个4-20MA的信号控制一个比例阀的开度。
当4MA则比例阀是反向
100开度。
20MA是正向100开度。
当阀开度是正向100的时候塞棒会以最大速
度升到最高位置。
当阀开度是负向100的时候塞棒会最大速度降到最低位置。
⑤塞棒的液压缸安装有一个位置传感器传输4-20MA的信号给PLC告诉PLC塞棒
的实际位置。
⑥CPU通过检测第3步运算出塞棒的设定位置和实际位置进行比较来调整比例阀
的开度。
例如当设定塞棒位置高于实际塞棒位置则比例阀开度增加。
2.相关模式功能
当中包车液面达到一定重量操作工按点动盒自动按钮这时模式开始自动。
开始3模式，当达到开始拉矫机液面时成4，过3秒后回到3模式，然后当达到设定液面时，几秒后回到2模式。
0 LEVEL
1 MANU
2 AUTO
3 AUTOSTART
4 START DRIVE
LEVER 模式指的是操作工通过压棒来手动控制塞棒的高度。
这个模式下系统的PressureRelease 电磁阀得电。
这时候液压缸里面的油全部回到油箱，操作工可以顺利的手动操作塞棒。
MANU 模式指操作操作工通过操作点动盒的上升下降按钮来手动控制塞棒的高度。
AUTO 模式指PLC自动操作塞棒。
三．基本维护程序
1.重要信号（以1#车为例子）
①Q5.0 压力释放。
当选择LEVER模式时得电，其他时候均不得电。
②Q5.1 P-LINE,T-LINE 油路正常。
当没有任何急停按钮被按下时这个Q点得电。
这个Q点控制两个电磁阀。
③PQW230 1#塞棒比例阀控制 4-20MA。
比例阀一共6根线，具体见图纸。
④PIW230 1#塞棒位置 4-20MA.位置传感器需要供24V，见图纸。
⑤PIW232 1#塞棒比例阀开度 4-20MA
⑥I4.3 液压压力正常。
⑦I4.0 指的是点动盒急停，OS1紧急停止，OS2.1 塞棒紧急停止任何一个信号
均为1.
⑧I4.1 指的是OS1紧急停止，OS2.1 塞棒紧急停止任何一个信号均为1.
⑨I4.2 不用。
⑩I5.0 点动盒急停
⑪I5.1 自动按钮
⑫I5.2 手动按钮
⑬I5.3 杠杆按钮
⑭I5.4 打开按钮
⑮I5.5 关闭按钮
2.程序
①设定液位：设定液位来自铸流，通过铸流OS1的增加I100.0和减少I100.1按钮来设
定操作工需要的液位。
具体程序块是FC1475的NETWORK 4.当浇铸准备模式时自动发送800的设定液位，然后操作工可以通过增减按钮设定液位。
程序块运算液位传到DB1470.DBD2再传送给DB1320.DBW 26 通过通讯再传输到液面自控PLC.
②发送给液面自控仪表的信号：DB99.DBX0.0- DB99.DBX49.7 的所有数据均是液面自
控PLC通过PROFIBUS 发送给液面自控仪表的命令具体如下：
⑪AUTOSET 信号：当FC6 NETWORK 13 的IB_EnableAutoset 和IB_AutoSet_Bef_Req 都来时则通过DB99.DBD2发给液面自控仪表一个DW#16#A55A0000 信号表示Command for AutoSet 命令。
IB_EnableAutoset 指的是任何一个中包车的自动启动模式和自动模式均没有来。
IB_AutoSet_Bef_Req =DB170.DBX131.0=DB128.DBX 16.7=DB1320.DBX16.7.
最终是当开浇前（DB1440.DBX104.2=0）中包车开到浇铸位如果去皮重成功则自动发DB1320.DBX16.7.信号或者通过点I100.7的按钮手动发这个信号。
⑫在V AICC画面上输入ADMIN BGT用户名和密码，点击液面自控画面右上角的V按钮弹出相应的参数画面，可以相应输入P3 P30 P33 参数，点击WRITE 发命令。
③接收液面自控仪表的信号：
DB99.DBX50.0 开始的数据，主要包括实际液位，液面自控仪表反映上来的相关的报警故障等信息。
DB99.DBW54 存的信息为接收液面自控仪表的故障及报警等信息。
当开浇后，拉速大于0.005M/S后才开始报警。
④模式转换：各个模式转换需要的条件均在VAICC画面上有通过VAICC画面上的条件可
以监控模式是否具备。
其他相关的信息如下：
1.液面自控
①DB11.DBX80.6 检测设定STOPER设定液面和实际液面有偏差则报警
②DB11.DBX80.7 检测阀的比例阀。
③81.3 使能塞棒振动，这样的控制效果会更好。
在V AICC画面上有趋势。
④81.6 是让操作工在液面启动过程中可以通过手动按钮干预让液面变化。
⑤95.3 使能VUHZ的SENSOR.
⑥DB11.DBD230 阀的监控数据。
⑦232 设定和实际的偏差
⑧236 时间超过20S报警。
⑨280指塞棒位置上限31795 ，下限-4147之间数可以。
正常是0-27648.
⑩DB11.DBD300塞棒设定和实际偏差。
⑪DB11.DBD320塞棒最大行程，324 最小
⑫DB11.DBD456指的是指的VUHZ的参数。
⑬DB11.DBD484 0.77 指的是必须液面达到这个值才能激活低低，高高等报警。
否则不开浇的时候总是报警。
⑭DB11.DBD892 0.755
DB11.DBD896 0.83 液面在这个范围内才可以自动，这个是自动模式的条件不是自动启动模式的条件。
⑮DB11.DBD1320 开始的参数，DB1320是指导多少液面开始启动拉矫机。
DB1340是指液面到多少开始自动。
当中包车液面达到一定重量操作工按自动这时模式开始自动。
首先中包车到一定重量开始3模式，当达到开始拉矫机液面时成4，过3秒后回到3模式，然后当达到设定液面时，几秒后回到2模式
0 LEVEL
1 MANU
2 AUTO
3 AUTOSTART
4 START
自动启动的画面
在到720之间操作按上升和下降按钮还好使，到720的时候就不行了靠自动启动过程了。
DB11.DBD1392 是指最小到开始自动的时间，防止过程1 误检测液面很高。
1396 是指接收铸流的结晶器的宽度×厚度。
也就是说这个值越大可能上面的2过程值就越大，2 是 INITIAL VALUE 3 INITIAL TIME 4 CLOSE POS1 主要就是这些参数。
DB128 是液面控制通讯
刚才说的几个参数都是基本参数，也就是说不变，例如断面大了，那些参数不变，但是在别的快2，3，4都会变，这些参数是基于1600×200 的参数。
FB51 NET6 上面的参数计算。
FC180 TC1
FC280 TC2
DB99 是液面检测的通讯块。
在OB33里面的NET2通讯是快速通讯是PLC读检测设备的数据。
FC6 NET15 FB98 慢速通讯不重要的写数据到液面检测设备的。