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中间液位控制系统简介

2023-03-10

中间液位控制系统简介

连铸自动化设备中包钢水液位控制系统中间包是钢包与结晶器之间的中间容器。使用中间包的目的是减少钢水静压力，稳定钢流，减轻钢流对结晶器内钢液的冲击和搅动；钢水在中间包内停留时，非金属夹杂物有机会实现部分上浮；通过中间包将钢水分配到多流连铸机的每个结晶器；储存一定量的钢水，实现多炉连浇。随着对铸坯质量要求的提高，中间包作为连铸浇注系统中承上启下的关键环节，其冶金效果越来越受到人们的重视。连铸机在生产过程中，为提高铸坯质量，对连铸中间包进行了整体工艺的优化，可收到了良好的效果。

针对连铸中间包存在的问题，主要进行以下几项改造：增加中间包容量、在中间包钢水表面覆盖非氧化保温渣、在中间包内增设整流器改变中间包内钢水流场、使用碱性中间包包衬、实现中间包钢水液面自动控制等技术手段。中间包的作用之一就是均匀钢水温度和成分，保持钢水在中间包内有一定的停留时间，促使钢水中非金属夹杂物上浮。因此中间包的钢水液面过低或波动，这一作用无疑不能实现。

另外，在浇注过程中，中间包内钢水液面有一层浮渣。如果钢液面过低或经常波动，钢包注流冲击中间包内钢水，发生搅动，很容易使这些夹杂卷入水口而注入结晶器内，影响铸坯质量。同时，液面过低，钢流对包底的冲击过大，必然加剧对包底注入点耐火材料的冲刷侵蚀，污染钢水，影响铸坯质量并降低中间包使用寿命。

因此，连铸机在浇注过程中，应尽量保持中间包具有一定和稳定的液面高度，近年来，随着连铸技术的发展及钢水净化的要求，出现了使用中间包液位控制系统的中间包浇注，这无疑对钢水的均匀和净化起到了积极作用。

系统组成

1．中包重量称量系统：包括称量压头、防热和防冲击装置、电子称重装置、数字显示装置和称量模件板。

2．大包下渣检测系统：包括下渣检测传感器、专用测量电缆、前置放大器、中央处理单元。

3．红外辅助测量系统：红外位置测量探头、红外测量转换装置。

4．控制 PLC 及模型：包括大包铸流控制 PLC、操作站、中包容积模型、中包液位控制算法。

5．控制执行单元：包括驱动转换模件板、电动/液压式伺服控制模块、大包滑动水口机构。

6．操作指示单元：包括大屏幕显示仪和现场操作指示箱。

系统说明：

1．中包重量称量系统包括 4 套称量传感器及传感器防热和防冲击装置，平衡分布在中包车上，通过平均应力计算，测量中包实际重量，信号通过高温电缆，传输至称量模件板，称量模件板根据与 PLC 通讯信号及中包车到位信号进行去皮操作。同时在连铸操作平台使用大屏幕指示仪显示中包钢水实时净重量，称量模件板与大屏幕指示仪通过 ProfiBUS 总线进行数据通讯。

2．大包下渣检测系统连铸钢包下渣检测装置，用于对炼钢连铸工艺大包水口渣含量的检测，以提高中间包钢水洁净度，获取大包钢水的最佳收得率。使用大包下渣检测系统可以减少因钢渣带入中间包而影响成品钢洁净度，并可减少钢渣进入中间包对中间包造成的影响，提高中间包连浇炉数。大包下渣检测系统包括下渣检测线圈，安装在每个大包水口机构基准板上，每次大包周转至连铸平台时，通过测量高温信号电缆与安装在连铸平台的大包检测系统连接，在大包浇注全过程检测大包水口渣含量，并根据工艺设定，在浇注末期自动关闭大包水口机构或提供报警信号指导操作。

3．红外辅助测量系统使用红外测量探头，对中包钢水表面高度进行在线检测，并将测量参数送 PLC 作为系统检测的参考因数，对计算数据进行评估与修正。确保中包液位在整个浇注过程中的准确。

4．控制 PLC 采用用户主系统同系列 PLC，联入整个连铸 PLC 系统中，实现大包铸流控制的数据交换，根据中包容积模型，系统实时计算出中包内钢水液位高度，操作站输入用户所需要的中包液位高度和控制模式，系统将根据输入参数和中包液位控制模型、大包水口开度与钢流模型，实时计算并控制大包滑动水口。在每个中包浇注过程的第一炉开浇和最后一炉结束，采用特有的控制模型，实现大包铸流与中包钢水的平稳变化。在每一炉大包开浇和结束的过程中，使用独特的控制模式，确保中包钢水液位稳定。实现以上操作，系统需引入大包钢水重量、拉坯速度、中包车位置的信号。