自动化配水技术在方坯连铸机上的应用

2007中国钢铁年会论文集自动化配水技术在方坯连铸机上的应用∗王涛英翟晓毅白鹭（邯钢集团公司一炼钢厂，邯郸056015）摘要一炼钢方坯车间通过采用PLC控制系统对二次冷却进行自动化配水改造，实现了ROKOP方坯连铸二次冷却自动化配水，并制定了针对不同钢种的配水表，实践证明该工艺改进明显降低了连铸漏钢率，有效提高了铸坯内部质量。关键词ROKOP方坯PLC自动化配水效果ApplicationofAutomaticControlonSecondaryCoolingSystemofBilletCasterWangTaoyingZhaiXiaoyiBaiLu（No.1SteelmakingPlant,HandanIronandSteelCo.,Ltd.,Handan,056015）AbstractByadoptsPLCautomationcontrolsystemtoROKOPbilletcastinginNo.1SteelmakingPlant,thesecondarywatercoolingmodelachievedautonomouscontrol,alsothesecondarycoolingwaterflowparametersforvarioussteelareproposed.Inshowsthatthebreakoutrateofbilletcasterisreducedremarkably,andtheinnerqualityofcastingbilletobviouslyimproved.KeywordsROKOPbilletcaster，PLC，automaticcontrolonsecondarycooling，effect1引言邯钢从20世纪70年代就开始大力发展连铸技术，相继建成方坯、板坯和矩形坯连铸机，而从法国引进的世界先进水平的连铸连轧生产线也已投产，并于1995年成为第一家甩掉模注，实现全连铸的全国特大型钢铁联合企业。为了跟上连铸技术发展的新步伐，邯钢积极探索和尝试高效连铸技术，并取得了一定成效。目前，国内外的小方坯高效连铸机或非高效小方坯连铸机大多已采用了自动化配水，对拉速的提高和连铸机的顺行及铸坯的质量都起到了有效作用。为加快我一炼钢厂连铸机的改造步伐，进一步适应实际生产要求，在对1号方坯连铸机进行高效化改造后，我厂决定对1号方坯连铸机进行自动化配水改造。2改造原因一炼钢厂方坯车间1号方坯连铸机，自1994年建成投产以来，主要担负着断面为120mm、130mm、150mm等普碳钢、品种钢和中、高碳钢连铸坯的生产任务。1号方坯连铸机进行高效化改造后，随着拉速及产量的提高，对二冷配水的要求越来越高。二冷配水的重要性直接影响着铸机拉速的提高、铸机作业率、设备完好率，溢漏率及铸坯的质量。在实际生产中，二冷配水采用的是人工手动配水。手动配水是预先定好阀门的开启度，在定压的情况下，二冷的水流量是个常数，在生产过程中，无论是拉速的变化还是钢水温度的高低，铸坯需要的冷却水量始终保持定值。因此，对铸坯的矫直温度和铸坯质量均难王涛英，工程师。自动化配水技术在方坯连铸机上的应用以达到工艺要求，甚至造成矫直温度过低，致使拉矫机过流跳闸或者高温漏钢。手动调节难以避免，结果是降低了铸机作业率，影响钢水消耗，升高了成本，增加了设备的维护时间和设备费用。由此可见，增设二冷自动化配水是势在必行。对该连铸机人工配水操作进行改造，使其实现自动化配水是解决这类问题的有效途径。3改造方案1号方坯连铸机在实际生产中采用的是人工手动配水，这严重束缚着生产发展和铸坯质量的提高。为改善此不良局面，并促进各项经济技术指标的进一步提高，我们经过分析研究制定了切实可行的自动化配水改造方案。自动化配水方案是一张离线计算的水表加一套PLC控制系统，通过拉速或钢水温度的变化传输给PLC控制系统，自动调节阀的开启度来调节二冷水量，实现自动控制，从而使铸机处于能自动控制的良好状态。并且调节方法有三种：（1）自动控制，按配水表自动控制。（2）半自动控制，可人为地改变配水表进行自动控制。（3）手动控制，可选择手动方式对每个阀进行单独控制。此次改造中考虑到原先该连铸机结晶器及二冷水管道均采用普通材质，它存在耐腐蚀性差，易老化等缺点，加剧了对水质的污染。喷淋架、软管、水嘴均有堵塞现象，实际水量达不到标准，致使二次冷却不平衡。一方面造成角裂漏钢事故率高；另一方面造成铸坯表面和内在质量差。为了消除这一不利因素，我们此次改造中全部采用不锈钢材质管道。4应用效果2002年11月24日一次热负荷试车成功，随即投入生产，生产表明：（1）钢种自动化配水系统根据不同钢种配水表适用于普碳钢、品种钢，中、高碳钢等，适用范围广。以Q235为例，见表1。表1铸坯拉速与二冷自动配水量匹配表2段1段0段拉速/m·min−1流量/t·h−1拉速/m·min−1流量/t·h−1拉速/m·min−1流量/t·h−11.721.081.0101.8101.1101.1142.0151.2121.2182.0151.3141.3192.0151.4161.4202.0151.5181.5202.0151.6201.6202.0151.8201.8202.0152.0202.020（2）作业率达到85.95%。由于浇铸能力大于炼钢能力，再加上铁水不足，造成待钢时间长，影响了作业率的进一步提高。（3）溢漏率由原来0.5%降到0.18%，连浇炉数由16.1炉提高到17.78炉，台时产量增至62.12t/h。（4）铸坯表面和内在质量良好，内废控制较好，轧钢退废减少，合格率达到99.89%。（5）2002年12月、2003年1月份产量为36232.56t和35826t（待钢时间长影响部分产量）。2007中国钢铁年会论文集（6）主要技术经济指标见表2、表3。表2改造前各项经济技术指标月份产量/t作业率/%合格率/%溢漏率/%连拉炉数/炉台时产量/t·h−12002/633487.3283.7699.790.5216.860.12002/732988.4582.7899.770.4717.159.92002/833120.9880.9899.810.4815.858.92002/931980.8781.9999.800.4915.960.22002/1032798.0984.2799.730.5414.858.8表3改造后各项技术经济指标月份产量/t作业率/%合格率/%溢漏率/%连拉炉数/炉台时产量/t·h−12002/1236232.5685.4699.830.1918.6362.812003/13582686.4499.950.1717.5461.43（7）由于铸坯断面小，拉速较快，当铸机因事故拉速突然回零后，二冷水量相对比较滞后，未能急剧下降，易使铸坯过冷造成铸坯发黑变硬以致卧坯。此时我们采取手动措施关闭手动阀门。5建议及改进措施（1）针对不同的钢种，我们通过实践制定了相适应的“拉速—二冷水量”自动配水匹配表，为自动化配水工艺参数提供了科学依据，可适应不同钢种的生产。（2）在原基础上增加了足辊水量，避免了起步开浇因二冷水滞后而造成的漏钢事故。（3）由于45钢液相线温度较低（1485℃），对二冷水量做了进一步调整，以消除铸坯因激冷而产生的不利影响。（4）当铸坯拉速突然回零时，采取紧急手动措施关闭二冷阀门，避免铸坯受到激冷。6结论自动化配水操作是一项系统工程，它的有效运行同铸坯拉速、钢种、钢水温度、水质及操作条件等紧密相关。因此，只有认真落实好各个环节，才能有效实施自动化配水系统。参考文献1史宸兴.实用连铸冶金技术.北京：冶金工业出版社,19982冶金报社.连续铸钢500问.北京：冶金工业出版社,1994