一种实现板坯连铸机轻压下改造的方法与流程

本发明属于冶金设备领域，具体涉及一种实现板坯连铸机轻压下改造的方法。

背景技术：

传统板坯连铸机扇形段采用固定辊缝浇铸方式，在浇铸一些特殊钢种时容易出现铸坯中心疏松和中心偏析等质量问题。现代板坯连铸机一般均采用扇形段动态轻压下技术，能够有效的解决这些问题。

目前，传统板坯连铸机逐步淘汰或被改造成带有轻压下功能的现代板坯连铸机。但是传统板坯连铸机与带轻压下功能的现代板坯连铸机在液压控制系统与电气控制系统方面都有较大的区别，传统板坯连铸机扇形段4个夹紧液压缸在浇铸过程中恒辊缝值不变，不能实现铸坯任意位置给定压下，而带轻压下功能的板坯连铸机扇形段4个夹紧液压缸满足单独位置（辊缝）闭环控制，可实现各个扇形段分别给定“精确位置”压下。

对传统板坯连铸机轻压下改造主要是改造液压控制系统以及与之配套的电气控制系统。按照一般改造思路，制造完所有的液压及电气设备后，板坯连铸机停机逐步改造液压与电气系统，这样耗费时间长，在改造过程中容易使上下游炼铁、炼钢、轧钢设备产量不匹配，给企业带来一定的损失。因此，急需一种新的液压控制方法来为解决这一技术难题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种高效实现板坯连铸机轻压下改造的方法，既能便捷地改造传统扇形段，使之带轻压下功能，又能不影响连铸机生产，实现边生产，边改造，并且最大程度利用原有液压及电气设备，降低改造成本。

为此，本发明提供了一种实现板坯连铸机轻压下改造的方法，包括如下步骤：

步骤一：将线下备件扇形段上原有的夹紧缸更换为带有轻压下功能的夹紧缸，完成备件扇形段的改造；

步骤二：在连铸机生产过程中布置一台PLC控制主站及若干台PLC控制从站，并与原板坯连铸机电气控制系统相互独立；

步骤三：在板坯连铸机正常停机检修期间，用改造后的备件扇形段更换线上生产的扇形段，随后，将换下的扇形段的夹紧缸也更换为带有轻压下功能的夹紧缸；

步骤四：在板坯连铸机正常停机检修期间，布置步骤二中的控制从站与扇形段夹紧缸之间的桥架、线缆，并布置步骤二中的控制主站与原板坯连铸机电气控制PLC系统通讯线缆；

步骤五：在连铸机大修时候，接通新配置的PLC主站与原板坯连铸机电气控制PLC系统之间的通讯，利用原系统监控新配置的系统状态，显示在原系统操作计算机上；

步骤六：完成扇形段轻压下功能调试。

实现板坯连铸机轻压下改造的方法包括液压控制系统和电气控制系统的轻压下功能改造。

所述的液压控制系统包括改造前提供动力的动力站、改造前与动力站连接的扇形段控制阀台以及被扇形段控制阀台控制的驱动辊液压缸和带有轻压下功能的夹紧缸，所述的扇形段驱动辊液压缸由原有液压阀台控制，所述的夹紧缸分别独立控制，原有液压阀台控制夹紧缸装置部分起油路通断作用，不再换向控制，夹紧缸的抬起压下动作由其后端盖上集成的轻压下液压装置控制油路转换实现升降。

所述的带有轻压下功能的夹紧缸是将传统的夹紧缸的开环控制改造为采用可精确控制流量的换向阀（比例方向阀、伺服比例阀、高频换向阀等）及检测元件构成的闭环位置控制系统下的夹紧缸。

所述的闭环位置控制系统包括最基本的伺服液压缸、可精确控制流量的换向阀和传感器组件，可精确控制流量的换向阀、伺服液压缸依次连接，可精确控制流量的换向阀及传感器组件连接伺服液压缸，伺服液压缸连接控制连铸机执行结构，伺服液压缸连接原液压控制阀台，传感器组件将其反馈的信号传递给电控系统。

所述的传感器组件包括位移传感器和压力传感器，位移传感器安装在伺服液压缸后端盖位置，压力传感器至少有两个，分别对应安装在伺服液压缸的两个腔体位置。

所述的电气控制系统包括计算机、原电气PLC控制站，还包括一个PLC控制主站和多个PLC控制从站，原电气PLC控制站与各个扇形段驱动辊液压缸电连接控制并在计算机上进行显示；所述的PLC控制主站电连接各个PLC控制从站，各个PLC控制从站分别对应一个扇形段上带有轻压下功能的四个夹紧缸；所述的PLC控制主站与原电气PLC控制站之间设有通讯线缆。

所述的PLC控制主站采用S-400型号PLC模块，通过DP通讯总线与各PLC控制从站连接，PLC控制从站采用S-300型号PLC模块，通过专线连接方式与扇形段夹紧缸上的传感器连接。

本发明的有益效果：本发明提供的这种实现板坯连铸机轻压下改造的方法，首先改造线下备件扇形段，使之带有轻压下功能，然后将改造完的带轻压下功能的扇形段分期上线使用，再将更换下来的扇形段进行改造。同时，对应的电气系统与原电气系统相对独立，可在连铸机生产及正常检修期间布置，最终所有的扇形段都改造完成，电气系统布置完毕后利用连铸机检修时间统一投入轻压下系统。这种方法既能便捷的改造传统扇形段使之带轻压下功能，又能不影响连铸机生产，实现边生产，边改造，极大的缩短了改造停机时间；依托原有设备，减小改造直接成本；极大减少间接损耗。

附图说明

以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。

图1是板坯连铸机扇形段轻压下改造液压系统配置图。

图2是采用可精确控制流量的换向阀构成的位置控制系统图。

图3是位置控制系统的基本组成框图。

图4是板坯连铸机扇形段轻压下改造电气控制系统配置图。

具体实施方式

实施例1：

本实施例提供一种实现板坯连铸机轻压下改造的方法，包括如下步骤：

步骤一：将线下备件扇形段上原有的夹紧缸更换为带有轻压下功能的夹紧缸，完成备件扇形段的改造；

步骤二：在连铸机生产过程中布置一台PLC控制主站及若干台PLC控制从站，并与原板坯连铸机电气控制系统相互独立；

步骤三：在板坯连铸机正常停机检修期间，用改造后的备件扇形段更换线上生产的扇形段，随后，将换下的扇形段的夹紧缸也更换为带有轻压下功能的夹紧缸；

步骤四：在板坯连铸机正常停机检修期间，布置步骤二中的控制从站与扇形段夹紧缸之间的桥架、线缆，并布置步骤二中的控制主站与原板坯连铸机电气控制PLC系统通讯线缆；

步骤五：在连铸机大修时候，接通新配置的PLC主站与原板坯连铸机电气控制PLC系统之间的通讯，利用原系统监控新配置的系统状态，显示在原系统操作计算机上；

步骤六：完成扇形段轻压下功能调试。

本实施例中的带有轻压下功能的夹紧缸指的是带有轻压下功能的现代板坯连铸机中所使用的夹紧缸，这种实现板坯连铸机轻压下改造的方法，先改造线下备件扇形段液压控制装置，将扇形段上原有的夹紧缸更换为带有轻压下功能的夹紧缸，并将带有轻压下功能的夹紧缸上集成的可精确控制流量的方向阀用特制的通油装置代替，继续使用原有阀台控制油路切换实现4个夹紧缸升降。这样新改造后的扇形段可适应原有液压及电气系统，在板坯连铸机正常停机检修期间，用改造后的扇形段更换线上生产的扇形段用于继续改造，依次轮换，不影响连铸机正常生产。同时，液压和电气改造部分相互独立，不相互影响，改造过程更快、更便捷。

新配置的一台 PLC控制主站及若干台PLC控制从站与原板坯连铸机电气控制系统相互独立，可在连铸机生产过程中提前布置，控制从站与扇形段夹紧缸之间的桥架、线缆以及新布置控制主站与原板坯连铸机电气控制PLC系统通讯线缆可在设备正常停机检修期间预先布置。

当所有在线扇形段液压控制系统改造完毕，对应新配置的电气控制系统布置完毕后，可利用连铸机大修时间进行最后的改造：液压方面，将可精确控制流量的方向阀回装；电气方面，接通新配置的PLC主站与原控制系统之间的通讯，利用原系统监控新配置的系统状态，显示在原系统操作计算机上，最后完成扇形段轻压下功能调试。

这种方法既能便捷的改造传统扇形段使之带轻压下功能，又能不影响连铸机生产，实现边生产，边改造，极大的缩短了改造停机时间；依托原有设备，减小改造直接成本；极大减少间接损耗。

实现板坯连铸机轻压下改造的方法包括液压控制系统和电气控制系统的轻压下功能改造。

实施例2：

本实施例对液压控制系统进行详细阐述，如图1所示，液压控制系统包括改造前提供动力的动力站、改造前与动力站连接的扇形段控制阀台以及被扇形段控制阀台控制的驱动辊液压缸和带有轻压下功能的夹紧缸。

传统连铸机扇形段4个夹紧液压缸及2个驱动辊液压缸通常由安装于阀台上的液压控制装置各自控制升降，液压介质经阀台控制装置由P、T油路转换为A、B油路连接夹紧缸两腔。本实施例中，阀台上夹紧缸控制部分功能由原系统的控制夹紧缸升降转换为新系统的油路通断保护功能（三位电磁换向阀使用单边电磁铁），原液压阀台控制液压介质由P、T油路转换P1、T1油路,连接至扇形段4个夹紧缸，各个夹紧缸独立由各自集成在后端盖上的轻压下控制液压装置实现升降动作。扇形段上2个驱动辊液压缸、液压管路以及阀台均利用原有液压系统，控制动作与原系统相同。

板坯连铸机扇形段轻压下改造后与原扇形段相比液压控制方式发生改变，主要是将原有传统连铸机扇形段4个夹紧缸的开环控制改造为4缸独立位置闭环控制，本实施例中，改造后的夹紧缸是将传统的夹紧缸的开环控制改造为采用可精确控制流量的换向阀（比例方向阀、伺服比例阀、高频换向阀等）及检测元件构成的闭环位置控制系统下的夹紧缸。结合图2和图3所示，所述的闭环位置控制系统包括最基本的伺服液压缸、可精确控制流量的换向阀和传感器组件，可精确控制流量的换向阀、伺服液压缸依次连接，可精确控制流量的换向阀及传感器组件连接伺服液压缸，伺服液压缸连接控制连铸机执行结构，伺服液压缸连接原液压控制阀台，传感器组件将其反馈的信号传递给电控系统，实现闭环控制的功能。

所述的传感器组件包括位移传感器和压力传感器，位移传感器安装在伺服液压缸后端盖位置，压力传感器至少有两个，分别对应安装在伺服液压缸的两个腔体位置，位移传感器参与闭环控制，压力传感器起检测作用。这样一方面有利于液压控制更直接精确可靠，另一方面减少了对原液压系统的改动，新夹紧缸对外接口、安装尺寸与原有夹紧缸相同，改造只需将扇形段原有夹紧缸更换为新的带有轻压下功能的夹紧缸，扇形段上液压配管不变。

实施例3：

扇形段夹紧缸液压控制系统的改变决定了其相对应的电控系统也作相应改变。如图4所示，所述的电气控制系统包括计算机、原电气PLC控制站，还包括一个PLC控制主站和多个PLC控制从站，原电气PLC控制站与各个扇形段驱动辊液压缸电连接控制并在计算机上进行显示；所述的PLC控制主站电连接各个PLC控制从站，各个PLC控制从站分别对应一个改造后的扇形段；PLC控制主站与原电气PLC控制站之间设有通讯线缆。PLC控制主站采用S-400型号PLC模块，通过DP通讯总线与各PLC控制从站连接，PLC控制从站采用S-300型号PLC模块，通过专线连接方式与扇形段夹紧缸上的传感器连接，PLC控制从站分别对应每一台扇形段。扇形段驱动辊液压缸的电气控制利用原有系统的液压阀台控制。

实施例4：

上述实现板坯连铸机轻压下改造过程中，改造后的扇形段上线使用时，电控系统不参与控制，4个夹紧缸内检测元件（如位移传感器、压力传感器）不投入使用，将可精确控制流量的方向阀用通油装置代替，继续使用原有阀台控制油路切换实现4个夹紧缸升降。这样使得液压和电气改造部分相互独立，不相互影响，改造过程更快、更便捷。

本发明的这种实现板坯连铸机轻压下改造的方法，在山东某钢铁公司板坯连铸机轻压下改造项目中实施，改造步骤一至步骤四利用连铸机正常检修期间轮换改造扇形段，并布置新配置的电气控制主站、控制从站及电缆铺设、接线、查线等工作。最后步骤五、步骤六利用连铸机大修时间，完成整个板坯连铸机扇形段轻压下功能调试，取得了良好的预期效果。

综上所述，本发明提供的这种实现板坯连铸机轻压下改造的方法，板坯连铸机扇形段轻压下改造与生产并行，减少长时间停机的损失及对整个炼钢工艺流程的影响；液压系统改造最大程度利用原有系统，减少损耗，降低了改造的时间和经济成本。

以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。