電動(dòng)缸在線熱調(diào)寬在板坯連鑄機(jī)上的應(yīng)用

為了在不停止生產(chǎn)的狀態(tài)下 ，連鑄機(jī)在同一個(gè)澆次的連續(xù)澆鑄過程中 ，能夠適應(yīng)生成多種寬度規(guī)格鑄坯的要求 ，需在澆 鋼 過 程 中 調(diào) 整連鑄結(jié)晶器窄邊銅板的開口尺寸及錐度 ，即需要 結(jié)晶器在線熱調(diào)寬 、調(diào)錐 。

實(shí)現(xiàn)結(jié)晶器在線遠(yuǎn)程熱調(diào)寬 、調(diào)錐功能 ，可快速切換斷面 ，連續(xù)澆鑄出不同寬度尺寸的鑄坯 ，提高連鑄機(jī)的連澆爐數(shù) ，節(jié)省 停 機(jī) 時(shí) 間 及 二次開澆的原材料損耗 ，提高 生 產(chǎn) 效 率；可 減 少 鑄 坯 切 頭 切 尾 的 損失 ，提高金屬收得率 ；保 證 鑄 坯 的 規(guī)格與質(zhì)量 ，提高直接熱裝軋制ＤＨＣＲ ，使煉鋼熱軋工序的銜接更加通暢 ；也可更好滿足多品種 、多規(guī)格 、小批量的生產(chǎn)訂單合同的要求 ，從而取得更大的經(jīng)濟(jì)效益 。板坯連鑄機(jī)結(jié)晶器調(diào)寬裝置的主要形式有：手動(dòng)機(jī)械調(diào)寬 、電動(dòng)機(jī)械調(diào)寬 、液壓調(diào)寬 。

手動(dòng)機(jī)械調(diào)寬形式已經(jīng)落后 ，無法進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)寬操作 ，更不具備在線熱調(diào)寬功能 ，同時(shí)存在調(diào)寬后機(jī)械機(jī)構(gòu)鎖不住， 生產(chǎn)中出現(xiàn)結(jié)晶器嚴(yán)重跑錐問題 ，不僅影響鑄坯規(guī)格與質(zhì)量 ，同時(shí)也 容易引發(fā)生產(chǎn)漏鋼事故 ，對(duì)生產(chǎn)的直接與間接影響很大 。

目前板坯連鑄結(jié)晶器在線熱調(diào)寬形式較常用的是電動(dòng)機(jī)械 調(diào) 寬 與 液 壓 調(diào) 寬 ，且 基 本 為 引 進(jìn) 技 術(shù) 。電動(dòng)機(jī)械調(diào)寬形式的驅(qū)動(dòng)電機(jī)很占用空間 ，傳動(dòng)設(shè)備也比較復(fù)雜 ，不好布置 。 雖設(shè)備剛性強(qiáng) ，但停止精度不如液壓 缸 的 好 ，需 消 除 絲 桿 與 螺 母 間 的 間 隙 。且結(jié)構(gòu)零件多 ，維修量大 ，維修性差 。

液壓調(diào)寬形式雖調(diào)節(jié)精度較高 ，但剛性較差 ，設(shè)備維修技術(shù)要求高 ；同時(shí)需要配套獨(dú)立的液壓系統(tǒng) ，對(duì)液壓油清潔度要求很高 ，一旦清潔度達(dá)不到 ，或出現(xiàn)漏油現(xiàn)象 ，就會(huì)影響控制精度 ；同時(shí)投資費(fèi)用也較大 。 因而自主開發(fā)了 “板坯連鑄結(jié)晶器電動(dòng)缸在線熱調(diào)寬技術(shù) ”，并于 ２０１１ 年 １１月將此技術(shù)應(yīng)用到某鋼廠板坯連鑄機(jī)結(jié)晶器上 。

１　 結(jié)晶器在線熱調(diào)寬改造方案及內(nèi)容

該鋼廠 共 有 ２ 臺(tái) ２ 機(jī) ２ 流 ２３０×１?。叮担?板 坯 連鑄機(jī) ，結(jié)晶器調(diào)寬裝置為手動(dòng)機(jī)械調(diào)寬形式 ， ２ 號(hào)機(jī)３ 流改造為電動(dòng)缸調(diào)寬形式。

１．１　 改造方案

取消原有手動(dòng)機(jī)械調(diào)寬裝置 ，增加電動(dòng)缸調(diào)寬裝置 ，每臺(tái)結(jié)晶器共安裝 ４ 臺(tái)數(shù)控伺服電動(dòng)缸 ，每個(gè)窄邊各安裝

２ 臺(tái) 。 改造前結(jié)晶器手動(dòng)機(jī)械調(diào)寬裝置見圖 １ ，改造后結(jié)晶器電動(dòng)缸調(diào)寬裝置見圖２ 。

在電氣室和主控室增加一套電氣控制設(shè)備，并安裝配套的控制軟件和操作畫面 。 同時(shí)改造結(jié)晶器寬邊夾緊和張開裝置 ，增加液壓控制閥臺(tái) ，使結(jié)晶器寬邊夾緊和張開裝置具有與調(diào)寬 、調(diào)錐相配套的“軟夾緊 ”功能 。改造后實(shí)現(xiàn)結(jié)晶器在線遠(yuǎn)程熱調(diào)寬、調(diào)錐功能 。

１．２　 改造內(nèi)容

１ ）機(jī)械設(shè)備部分：手動(dòng)機(jī)械調(diào)寬裝置改為電動(dòng)缸調(diào)寬裝置 ，相應(yīng)對(duì)結(jié)晶器窄邊插入件 、結(jié)晶器窄邊導(dǎo)向裝置等進(jìn)行改造 ；

２ ）調(diào) 寬 電 氣 控 制 系 統(tǒng) ：增 加 工 控 機(jī) 、 ＰＬＣ、驅(qū)動(dòng)器 、現(xiàn)場(chǎng) 操 作 箱 等 電 控 設(shè) 備 及 配 套 控 制 軟 件 和畫面 ；

３ ）寬邊夾緊和張開系統(tǒng)：改造寬邊夾緊和張開裝置 、增加液壓控制閥臺(tái)及配管等 。

２　 結(jié)晶器電動(dòng)缸在線熱調(diào)寬

技術(shù) 系統(tǒng)組成結(jié)晶器電動(dòng)缸在線 熱 調(diào) 寬 系 統(tǒng)由

３ 部分組成：

電動(dòng)缸調(diào)寬裝置 、電動(dòng)缸電氣控制系統(tǒng) 、結(jié)晶器寬邊夾緊和張開系統(tǒng) 。電動(dòng)缸調(diào)寬裝置 ：每臺(tái)結(jié)晶器共安裝４ 臺(tái)數(shù)控伺服電動(dòng)缸 ，每個(gè) 窄 邊 各 安 裝 ２ 臺(tái) ，每 臺(tái) 電 動(dòng) 缸 可實(shí)現(xiàn)單 獨(dú) 控 制 。 每 臺(tái) 數(shù) 控 伺 服 電 動(dòng) 缸 包 括 ：數(shù) 字式伺服電機(jī) 、減速 裝 置 、絲 桿 、連 接 接 手 （與 結(jié) 晶 器窄邊把持板連 接 ）等 。 電 動(dòng) 缸 結(jié) 構(gòu) 見 圖 ３ 。 ４ 臺(tái) 電動(dòng)缸全部安裝在 結(jié) 晶 器 上 ，結(jié) 構(gòu) 緊 湊 ，可 以 和 結(jié) 晶器整體吊離 。

調(diào)寬電氣控制系統(tǒng) ：連鑄機(jī)每流安裝１ 套獨(dú)立的調(diào)寬 、調(diào)錐電氣控制系統(tǒng) ，包括工控機(jī) 、ＰＬＣ 、驅(qū)動(dòng)器 、現(xiàn)場(chǎng)操作箱等電控設(shè)備及配套控制軟件和畫面 。

寬邊夾緊和張開系統(tǒng) ：包括寬邊夾緊和張開裝置（由上部 活 塞 軸 、上 部 缸 體 、下 部 活 塞 軸 、下 部 缸體 、碟形彈簧等組成 ）、液壓控制閥臺(tái)及配管等。 每臺(tái)結(jié)晶器有４ 個(gè)寬邊夾緊和張開裝置 ，上 部 安裝２個(gè) ，下部安裝 ２ 個(gè) ，缸 體 安裝在外 弧 側(cè) （固定側(cè) ），通過活塞軸與內(nèi) 弧 側(cè) （活 動(dòng) 側(cè) ）銅 板 連 接；１ 個(gè) 液 壓 控制閥臺(tái) 。

３ 　 結(jié)晶器電動(dòng)缸調(diào)寬裝置的工作原理及 主要技術(shù) 指標(biāo)

３．１　 工作原理

電動(dòng)缸 調(diào) 寬 裝 置 由 數(shù) 字 式 伺 服 電 機(jī) 、減 速 裝置 、絲 杠 和 接 手 組 成 。 每 臺(tái) 結(jié) 晶 器 窄 邊 各 安 裝 ２個(gè)數(shù)控伺 服 電 動(dòng) 缸 ，由 計(jì) 算 機(jī) 軟 件 控 制 ４ 個(gè) 數(shù) 字伺服電動(dòng)缸 。 數(shù)字 式 交 流 伺 服 電 機(jī) 采 用 全 數(shù) 字 控制 ，數(shù)字脈沖的個(gè) 數(shù) 控 制 伺 服 電 機(jī) 的 旋 轉(zhuǎn) 角 度 ，通過絲桿轉(zhuǎn) 變 為 直 線 位 移 ，通 過 控 制 電 機(jī) 的 正 反 轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn) 絲 桿 的 推 拉 動(dòng) 作 ，由 此 帶 動(dòng) 負(fù) 載 （結(jié) 晶 器 窄邊 ）的 水 平 移 動(dòng) 。 窄 邊 每 個(gè) 電 動(dòng) 缸 都 可 以 單 獨(dú) 動(dòng)作 ，按照設(shè) 定 的 調(diào) 寬 速 度 和 計(jì) 算 機(jī) 軟 件 計(jì) 算 的 位置來驅(qū)動(dòng) 窄 邊 銅 板 到 指 定 的 位 置 ，達(dá) 到 精 確 的 調(diào)寬 、調(diào)錐操作 。

３．２　 主要技術(shù)指標(biāo)

鑄坯寬度 ： ９５０～１?。叮担埃恚?；

調(diào)寬范圍 ： ９４０～１?。罚保埃恚?；

電動(dòng)缸最大行程 ：

３８５ｍｍ ；

數(shù)字伺服電機(jī)精度 ： １?。埃矗浮。担罚?個(gè)脈沖 ／轉(zhuǎn)；

控制定位精度 ：

±０．０１ｍｍ ；

響應(yīng)時(shí)間 ：

５００ μ ｓ ；

冷調(diào)寬速度 ：

Ｖ ｍａｘ ＝ ０～２００ｍｍ ／ ｍｉｎ ；

熱調(diào)寬速度 ：

Ｖ ｍａｘ ＝ ０～５０ｍｍ ／ ｍｉｎ ；

調(diào)節(jié)精度 ：澆鑄前后單側(cè)錐度變化誤差控制在０．２ｍｍ以內(nèi) ；

結(jié)晶器上、 下 口 寬 度 尺 寸 誤 差 控 制 在 ０．３ｍｍ以內(nèi) 。

4、結(jié)晶器電動(dòng)缸在線熱調(diào)寬系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)電 動(dòng) 缸 調(diào) 寬 裝 置 結(jié) 構(gòu) 簡 單，控 制 精 度 高（１?。埃矗浮。担罚?個(gè)脈沖 ／轉(zhuǎn)），控制定位精度達(dá) ±０．０１ｍｍ ，響應(yīng)速度非?？?（ ５００ μ ｓ ），無軸向間隙 ，不需要液壓油管 ，安裝方便 ，抗高溫 、抗振動(dòng) ，適應(yīng)冶金工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境 。

４ 個(gè)數(shù)字 伺 服 電 動(dòng) 缸 的 數(shù) 字 信 號(hào) 匯 總 到 ＰＬＣ控制單元 ，由交流伺服控制單元集中實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制 ，控制單元性能優(yōu)良 ，控制精度高 。

電動(dòng)缸采用位置傳感器 ，能夠準(zhǔn)確反饋任意時(shí)刻的實(shí)際位移 ，能夠記住 初始位置 。 不存在液壓式中傳感器的漂移問題 ，同時(shí)電動(dòng)缸帶抱閘鎖定功能 ，能夠鎖死無偏移 。

能清晰的在畫面上顯示結(jié)晶器上下口尺寸的實(shí)際值和計(jì)算值及標(biāo)準(zhǔn)值 、結(jié)晶器錐度 、操作模式選擇（ 自動(dòng) 、 半自動(dòng) ） 等 。

在線跟蹤結(jié)晶器錐度的變化 ，可以根據(jù)鑄坯情況設(shè)定錐度 ，隨時(shí)調(diào)整參 數(shù) ，設(shè)置理論值 ，對(duì)上下口尺寸及錐度進(jìn)行修正 。

寬度 、錐度參數(shù)數(shù)字化存儲(chǔ)和調(diào)用 ，便于用戶掌握鑄坯外形尺寸與結(jié)晶器寬度 、錐度參數(shù)之間的定量關(guān)系 。