数字伺服电动缸在板坯连铸机振动器上的成功应用

数字伺服电动缸在板坯连铸机振动器上的成功应用 数字伺服电动缸在板坯连铸机振动器上的 成功应用 l8酒钢科技2005年第1期 数字伺服电动缸在板坯连铸机振动器上的成功应用 宏兴股份公司炼钢工序贾华川周敏李明卿树明贺宏 摘要酒钢公司与衡阳铺目公司合作开发,首家在板坯振动系统采用目前先进成熟 的计 算机技术与大功率数字伺服电动机控制,大幅度提高控制精度及设备性能.并且实 现正弦到非 正弦改进.连浇炉数由原来40炉提高至240炉以上.本文介绍了该系统的功能及特 点. 关键词非正弦振动数字伺服电动缸仿弧振动连浇炉数质量 1前言 提高产品品质及产量.强化产品市场 竞争力是钢铁生产厂家正致力解决的问 题.结晶器振动系统是板坯连铸机的核心 部件之一.是为了防止初生坯壳与铜板粘 结,起强制脱模的作用.适宜的振动装置 结构及合理的振动参数和振动曲线.有利 于防止粘结漏钢,改善铸坯的 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面质量,提 高铸机的作业率及振动系统的安全系数, 便于设备的维护与安装.目前,国内新上 的板坯连铸机的机型几乎全部为直结晶器 弧形连铸机.振动器为液压伺服系统,做直 线振动.这在弧形结晶器的板坯连铸机上 并不适用,无法实现仿弧运动. 酒钢板坯连铸机属于弧形结晶器弧形 连铸机,振动机构为四偏心轮式机械机构, 由于连接关节多.误差累积大,结晶器振动 的偏摆较大(?O.5ram),无法达到在浇铸 方向?0.2.在浇铸垂直方向?O.15的设计 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 .制约酒钢板坯连铸机拉速的提高,连 铸坯表面质量改善.经常导致一些粘结漏 钢事故发生.酒钢公司技术人员通过认真 的研究分析,决定在不停产,小投资的前提 下对老式振动机构改造,与衡阳镭目公司 合作开发了数字伺服电动缸驱动的板坯结 晶器振动机构.首次实现了数字伺服电动 缸在弧结晶器板坯连铸机成功应用. 2工作原理 2.1机械原理说明 采用4个数字伺服电动缸(见图2), 分别安装在内外弧的两侧.作为动力驱动 源.直接同步驱动振动台振动,电动缸由上 表面覆盖一层塑料薄膜,一层草袋保温保 湿养护.可控制中心温度与表面温度的温 差在25?以内,保证混凝土不产生裂缝. 5.5对大体积混凝土采用测温技术.可 利用温度反馈的信息及时指导控制温差的 相应措施. 参考文献 1.江正荣《建筑 施工 文明施工目标施工进度表下载283施工进度表下载施工现场晴雨表下载施工日志模板免费下载 计算手册)中国建筑工业出 版社 2.《建筑施工)第三期《建筑施=亡)杂志社 3.《建筑施工手册)缩印率第二版中国建筑工业 出版社 酒钢科技19 图1四偏心轮振动机构示意图 图2数字伺服电动缸振动机构外观图及示意图 下支承轴固定,下支承轴是固定在振动台 的固定架上,电动缸只能绕此轴转动;上支 承轴固定在振动台的振动架上,可以沿着 给定的振动轨迹作仿弧振动.内外弧的电 动缸由于所在位置的运动弧半径不同,运 动幅度不同.但内外弧的振动频率和相位 相同,即同步上下运动.整个系统用伺服 系统控制.控制精度高.这种驱动方式克 服了原系统传动环节多,累积误差大的缺 点,而且实现了振幅的在线调节,缓冲装置 由原来2组碟簧改为6组螺旋弹簧. 2.2电气控制原理 a.非正弦波形产生由工业控制计算机 通过优化函数计算出工艺要求需要 完成. 的基本波形,利用计算机高速度(最高振频 为300次/mm(5HZ),而计算机工作频率 2.0xl09HZ)软件合成结晶器振动波数字 化后送给多轴运动控制器;多轴运动控制 器不仅接受计算机送来的非正弦波,还要 采样电动缸实际振动波与数字伺服电机的 输出波,处理后将非正弦振动波形同步输 出到4个电机驱动器.控制伺服电机的运 动. b.电机驱动器将非正弦波信号转化为 大功率数字脉冲电流同步输出到4个大功 率数字电机; c.中央控制单元PLC根据现场的拉速 信号及操作箱上的状态按钮,选择开关信 号,给出启动振动信号及控制相关设备的 动作并将信息传输给工控机,由工控机处 理计算给出振动波形与曲线,送给多轴控 制器驱动4个电动缸. d.数字电机驱动数字伺服缸使滚轴 丝杆做直线往复运动;结晶器在数字伺 服缸作用下按设定的波形上下振动,完 成整个振动过程.电气控制组成框如图 5所示. 图3:平面示意图 图4平面示意图 2005年第l期 数控器 工 振动台 字电机 置检测 驱动器 —r PLC ?J豳 e.在线位置检测和压力检测本身不参 与数字缸的控制.它实时检测数字缸振动 台四个角的实际位置曲线和各角的实际受 力情况.从而判断数字振动台的运行状态 和数字缸的负载情况.对数字缸的在线使 用情况实施实时监控. 3工艺参数的改进 非正弦振动引入偏斜率,加快下振速 度,减少上振速度.在相同拉速下.减少振 动频率.能同时有效地控制坯壳的粘结和 铸坯表面的振痕. (1)正滑动时问tp较长,使保护渣的 消耗量增加.改善润滑效果.减少结晶器 对坯壳的摩擦阻力,减小坯壳的拉应力,从 而可减少粘结漏钢,改善铸坯表面振痕. (2)正滑动时间里,结晶器向上振动的最 大速度与拉坯速度之差减少.从而减少结晶 器对坯壳的摩擦阻力F,改善铸坯表面振痕. (3)负滑动时间里,结晶器向下振动的 最大速度与拉坯速度之差较大,因此作用 有利于对拉裂坯壳 于坯壳上的压力增大, 的愈合,并有利于对粘结的坯壳进行强制 脱模. 4振动器各项参数对比 表1振动器各项参数对比表 名称原机械振动器电动缸振动器 纵向偏差?0.4《0.2 横向偏差?0.4《0.15 相位差?0.8《0.8 总电流》50A《4A 5实施效果 5.1铸机拉速的提高. 5.2漏钢漏钢次数大幅度下降 电动缸控制的振动器的振动偏摆大副 度降低.大大减少结晶器粘结漏钢事故的 发生.原来每年漏钢l2一l8次,平均每月约 1.2次.在使用该振动系统后,在确保振动 系统外的连铸工艺无问题的条件下.至今 还没有发生过漏钢事故. 5.3连浇率上升,使用寿命增长: 酒钢原机械式振动器连浇炉数为柏 炉.超过4O炉振动器各连接件就会发生螺 栓断裂,松动状况,电动缸控制的振动器结 构较为简单.用电动缸代替原来的机械传 酒钢科技21 表2拉速提高对比表 断面使只j前拉速使用情况简介备注 22O×12500.85m/rain使用正常,O.9—1.Ore/rain之间.最大为1.1n~min机型为弧形 结晶器弧形 220xl2500.85m/rain使用正常,0.9—1.0n~min.最大为1.1m/min连铸机 160×l350O.9/mln使用正常.1一】.Ira/rain最大拉速为1,2m/rain铸机机基本半径 7.5m 160x12500.9m/mln使用正常.0.9一I.Om/min之间.最大为】.1m/min钢包为50t 动系统,简化了传动环节,提高传动精度, 延长振动器在线使用周期.从根本解决这 种问题,目前连浇路数已经达到300炉,原 振动器在线使用寿命为40天左右,使用电 动缸电动缸控制的振动器在线使用时间目 前已经达到120天以上. 5.4改善了铸坯的表面质量 采用该振动系统后,结晶器液面平稳, 铸坯表面的振痕深度明显减小,且连续均 匀,杜绝了重皮,横裂表面质量问题.纵向 裂纹也明显下降.改善了铸坯表面质量. 结论 以伺服电机直接驱动结晶的结晶器 非正弦振动系统的开发研制为世界首 创.是结合现场的生产_T艺及设计技术 所得的宝贵成果.为铸坯质量提高.生产 及设备事故减少.连铸高效化改造提供 了强有力的设备保证.该系统采用非常 规的创新设计,不附加减速装置,由伺服 电机直接带动滚柱丝杆驱动振动台运 动.经理论计算,模拟实验,现场实验和 现场使用验证该系统完全达到了工艺, 产能,使用环境及质量要求,该型式的振 动机构,投资小,见效快,在不需要停产 的前提就可以实现改造,即可以在弧形 结晶器的连铸机上使用,又可以在直结 晶器的连铸机上使用,具有广阔的应用 前景. (上接第36页) ? i 结论 住友金属公司和住友重工业公司.研 制开发出带液芯重压缩的QSP生产工艺. 该工艺在生产不同厚度的薄板坯过程中具 有灵活,高效及能够确保板坯内,外质量达 到优良的特点.更经济的好处在于该工艺 将热连铸与轧制工艺结合起来. 住友QSP工艺以高速连铸为基础,已 经应用于美国的北极星(BLIP)有限钢公司 和崔科(Trico)钢公司,最近的时间1999 年5月应用于泰国的西阿姆带材厂(Sia— Strip).