专利名称：多断面方坯连铸机钢坯自动切割系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及钢铁冶金企业炼钢厂连铸机使用的钢坯切割方法及其系统，具体涉及一种多断面方坯(矩形坯、圆坯)连铸机钢坯自动切割系统。
背景技术：
现有技术中，钢铁冶金企业炼钢厂中对于多断面方坯(矩形坯、圆坯)连铸机钢坯的切割，一般都是采用人工切割，即切割系统由人工输入信号通过计算机系统处理后输出信号控制切割枪、抱夹等工作。由于在高温区采用开关来检测不同断面钢坯的预热点和割断点或切割枪运行的极限位置等，开关的数量多，可靠性差，维护量大，自动切割不易实现。人工切割过程中，操作工需频繁操作和扳动操作台上的各种按钮和转换开关，劳动强度大；时间一长极易产生疲劳，出现误操作，定尺精度差，金属收得率低；故障率高；同时因人工切割时预热氧一直开启，能源浪费严重；一般方坯连铸机为3-6流铸机，每流需要-名切割操作工，工作效率低；随着产量的增加、拉速的提高，人工切割已明显不能满足生产需要，自动切割势在必行。
发明内容
针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种减轻工人劳动强度，实现减员增效、降低成本的多断面方坯(矩形坯、圆坯)连铸机钢坯自动切割系统。
本发明的目的是这样实现的多断面方坯连铸机钢坯自动切割系统，包括切割车、能源介质和连铸机钢坯切割计算机控制系统等；其特征在于所述计算机控制系统按如下步骤自动切割钢坯(a)切割车在原点位置等待；(b)定尺信号一来即送抱夹信号；(c)延时1-2秒，枪离合得电、开预热氧；(d)延时预热4-6秒；(e)开切割氧，延时2-3秒；(f)切割枪电机运转；
(g)检测钢坯断面尺寸；(h)切割枪分别按设定规格延时切割；(1)切割延时时间一到，关切割氧，切后辊道电机正转、延时8-10秒切后辊道电机停转；(j)延时2-3秒；(k)关预热氧、抱夹打开、枪离合失电、切割枪返回，同时切割车高速反转返回原点位置等待，重复步骤(a)。
抱夹上安装机械连杆，通过与抱夹连接的可调螺杆调整切割枪预热点的位置。
本发明通过非传统方式解决了高温环境下，多断面方坯(矩形坯、圆坯)连铸机钢坯预热点和割断检溅的技术难题，利用计算机控制系统(或PLC)实现多断面方坯(矩形坯、圆坯)连铸机钢坯的自动切割(前提条件是切割系统的输入、输出信号必须接入计算机控制系统或PLC)。
相比现有技术，本发明具有如下优点1、实现多断面方坯(矩形坯、圆坯)连铸机钢坯自动切割，提高了连铸机自动化水平，大幅度减轻了工人劳动强度，减少了操作工数量，实现了减员增效。
2、高可靠性，低维护量该发明没有增加现场高温区的检测点(见表1)，通过非电方式巧妙地解决了多断面铸坯的预热点和割断检测，因此该系统具有最少的检测点和最高的可靠性，基本上免维护。
3、实现对能源介质的自动控制切割完毕后及时关闭切割氧、预热氧和切割燃气，节能效果显著。
图1是本发明多断面方坯(矩形坯、圆坯)连铸机自动切割程序流程图；图2是抱夹、切割枪和机械连杆的位置结构示意图；图3是火焰切割枪示意图。
具体实施例方式
目前炼钢厂连铸机都是人工切割，存在的主要问题是1、在切割过程中操作工要频繁扳动操作台上的各种转换开关、按钮，工作紧张，劳动强度大。2、人工切割时预热氧气和天燃气一直开启，能源浪费严重。3、例如重钢炼钢厂1#、5#连铸机都为5流方坯铸机，每流需要一名切割操作工，工作方式实行“四班三运转”，每台铸机4个班，每班5个人，共计40人(替班人员未计)，工作效率低；随着产量的增加、拉速的提高，人工切割已明显不能满足生产需要。因拉速和钢坯定尺的不同，每个切割工每班要切割146支～218支钢坯，进行1752次～2616次操作，工作十分紧张，时间一长极易产生疲劳，出现误操作，影响定尺精度；切割枪反回时，如忘记关闭切割氧，还会划伤铸坯表面，造成铸坯表面质量缺陷。
重钢炼钢厂1#连铸机有150mm×150mm、150mm×210mm两种断面，预热点不同；即使是同一断面，因铸坯冷却的变化，预热点也不固定。如果预热点不准，切割时会造成火花喷溅、钢坯割不断，影响生产；如采用传统方式(开关)检测，检测开关的数量多，由于使用在高温环境中，开关和电缆容易烧坏，故障高，维护量大，信号不可靠，自动切割不易实现。
本发明系统多断面方坯连铸机钢坯自动切割系统，包括切割车、能源介质和连铸机钢坯切割计算机控制系统等；切割系统的输入、输出信号如下表所列
参见图3，所述切割枪1的能源介质即气源有天然气、预热氧和切割氧，分别由电磁阀2通过计算机控制系统控制，同时还设有旁路的人工调节阀3。
如图1所示，所述计算机控制系统按如下步骤自动切割钢坯(a)切割车在原点位置等待；(b)定尺信号一来即送抱夹信号，由抱夹将钢坯夹住；(c)延时2秒，切割枪离合得电、开预热氧；(d)延时预热5秒；(e)开切割氧，延时3秒；(f)切割枪电机运转(走枪速度由操作给定)；(g)检测钢坯断面尺寸，是150mm*150mm或210mm*150mm？(h)是150mm*150mm切割枪走行延时t＝170/V秒；是210mm*150mm切割枪走行延时t＝230/v秒；(I)切割延时时间一到，关切割氧，切后辊道电机正转、延时10秒切后辊道电机停转；(j)延时3秒；(k)关预热氧、抱夹打开、枪离合失电、切割枪返回，同时切割车高速反转返回原点位置等待，重复步骤(a)。
其中，切割枪走行速度v＝ku，k-切割枪速度/给定电压，u-切割枪走行速度给定电压。
根据该流程图，具有计算机或PLC编程能力的人在电气人员的配合下，既可编制出多断面钢坯自动切割程序，实现自动切割；同时该程序也可应用在一个断面的方坯、矩形坯或圆坯铸机上。
参见图2(断面图)，抱夹4上安装机械连杆，机械连杆由螺母5和可调螺杆6通过与抱夹4连接的焊接钢板7组成，切割枪8上焊接有与可调螺杆6相对的钢板9。这样在抱夹4动作的同时，自动将切割枪8带至铸坯边缘，位置准确无误，并且适应了不同断面预热点的检测要求。
其次，在程序上做了断面选择，因断面不同，配水方式不同，断面取自配水，自动付值，每个断面各对应一个切割延时算式，通过软件实现割断检测。为提高原点检测的可靠性，如果切割车运行过程中水平方向窜动较大，可将水平方向检测改为垂直方向检测，把开关安装位置提高，远离高温钢坯，改善安装环境。切割完毕后自动关闭切割氧、预热氧和切割燃气电磁阀，杜绝了能源浪费，节能效果显著。制作了自动切割参数调节画面作为监控子画面，方便操作工调整参数。钢坯自动切割能够很好地适应高拉速下生产对切割的要求，为缩短浇铸周期提供条件。钢坯自动切割由计算机程序进行控制，杜绝了因人工误操作造成的损失。大幅度降低了设备故障，降低了车间备件成本，也降低了维护工人的劳动强度。
本发明的技术核心是1、铸坯边缘检测设计加装了切割枪预热点调节连杆，定尺信号一来，抱夹通过连杆将切割枪带至铸坯边缘，预热点可通过螺杆调节，位置准确无误，同时还适应了不同断面的要求。
2、铸坯割断检测重钢炼钢厂1#连铸机有150mm×150mm、210mm×150mm两种断面，如采用传统方式(开关)检测，开关数量多，维护量大，故障率高，自动切割不易实现。故在程序上做了断面选择判断，并将切割枪的速度信号输入计算机，每个断面各对应一个切割延时算式，切割时间＝(铸坯断面横向距离+保险量)÷切割枪速度，通过软件实现割断检测，并可通过点击连铸主控画面下方的自动切割按钮进入切割延时画面，操作工在切割延时画面上可根据实际情况随时调整切割时间的长短。
本发明通过解决多断面铸坯自动切割中的预热点检测、割断检测、原点检测、断面转换、以及来自自动定尺系统的干扰等技术关键和技术难题，利用计算机实现多断面方坯(矩形坯、圆坯)切割的全过程自动控制，在冶金行业具有较大的推广应用价值。
权利要求
1.多断面方坯连铸机钢坯自动切割系统，包括切割车、能源介质和连铸机钢坯切割计算机控制系统；其特征在于所述计算机控制系统按如下步骤自动切割钢坯(a)切割车在原点位置等待；(b)定尺信号一来即送抱夹信号；(c)延时1-2秒，枪离合得电、开预热氧；(d)延时预热4-6秒；(e)开切割氧，延时2-3秒；(f)切割枪电机运转；(g)检测钢坯断面尺寸；(h)切割枪分别按设定规格延时切割；(I)切割延时时间一到，关切割氧，切后辊道电机正转、延时8-10秒切后辊道电机停转；(j)延时2-3秒；(k)关预热氧、抱夹打开、枪离合失电、切割枪返回，同时切割车高速反转返回原点位置等待，重复步骤(a)。
2.如权利要求1所述钢坯自动切割系统，其特征在于抱夹(4)上安装机械连杆，通过与抱夹(4)连接的可调螺杆(6)调整切割枪(8)预热点的位置。
全文摘要
本发明涉及一种多断面方坯连铸机钢坯自动切割系统，计算机控制系统按如下步骤自动切割钢坯切割车在原点位置等待；定尺信号一来即送抱夹信号；延时、枪离合得电；开预热氧；延时预热；开切割氧，延时；切割枪电机运转；检测钢坯断面尺寸、切割枪分别按设定规格延时切割；切割延时时间到、关闭切割氧、切后辊道电机正转，延时；关闭预热氧、抱夹打开、枪离合失电、切割枪返回，同时切割车高速反转返回原点位置等待；延时时间到、切后辊道电机停转。本发明实现钢坯的自动切割，提高了连铸机自动化水平，大幅度减轻了工人劳动强度，减少了操作工数量，实现了减员增效。还具有可靠性高、维护量低，节能效果显著等优点。
文档编号B23K7/00GK1947890SQ20061005456
公开日2007年4月18日 申请日期2006年10月31日 优先权日2006年10月31日
发明者李克勤, 朱建宇 申请人:重庆钢铁(集团)有限责任公司