鋼水澆注的控制系統的製作方法

2023-09-13 05:30:05

本實用新型涉及鋼水澆注領域，尤其涉及一種鋼水澆注的控制系統。

背景技術：

鋼水採用傳統澆注方式進行澆注，其澆注效果及注速控制不盡人意，而在澆注過程中，本體澆注難以控制，不便於觀察，因此澆注過程中經常出現鋼水澆注速度過快或過慢，鋼錠模內鋼水上升速度不穩定，無法滿足鋼錠澆注要求，造成同一爐鋼水澆鑄的鋼錠內部質量不一致，存在較大差異，最終影響鋼錠的質量合格率，影響生產周期，造成廢品，增加了生產成本，給企業造成經濟損失。隨著煉鋼技術的不斷發展，對鋼錠的內在質量的要求越來越高，鋼水在澆鑄過程中對澆鑄時間、澆鑄重量、澆注速度等關鍵因素的控制越來越嚴。現有技術中，在澆鑄過程中一般只能單一的顯示鋼水包的重量，技術人員完全憑靠經驗對鋼水的澆注速度進行控制，缺少對鋼水實際流速的科學、精確的判斷。

技術實現要素：

為了解決現有技術中對鋼水的流速僅憑技術人員經驗，缺乏精確的控制手段的問題，本實用新型提出了一種鋼水澆注的控制系統。

為了達到上述目的，本實用新型提出了一種鋼水澆注的控制系統，包括：注速控制裝置、鋼水質量測定裝置以及工控機；所述工控機連接所述注速控制裝置和鋼水質量測定裝置；所述注速控制裝置與鋼水質量測定裝置連接鋼水包；所述鋼水質量測量裝置採集前一時刻與當前時刻的所述鋼水包內鋼水的質量信息，並將其傳送給所述工控機，所述工控機通過比較前一時刻與當前時刻的所述鋼水包內鋼水的質量變化生成實時鋼水注速信息，然後將其與所述工控機內部的澆注速度曲線進行比較，並向所述注速控制裝置發出注速調整信號，所述注速控制裝置根據所述注速調整信號對所述鋼水包的滑動水口的大小進行調整。

進一步地，所述工控機具有控制模式輸入接口，用於調整所述工控機內部的澆注速度曲線。

進一步地，所述工控機還包括顯示器，所述顯示器用於顯示所述鋼水的注速信息、質量信息。

進一步地，所述工控機還包括存儲器，所述存儲器用於存儲所述鋼水的注速信息、質量信息。

進一步地，還包括連接於所述工控機的鋼水液面測定裝置。

進一步地，還包括連接於所述工控機的報警器，當所述實時鋼水注速信息超出所述內部的澆注速度曲線允許的波動範圍時，所述報警器進行報警。

進一步地，所述工控機與所述注速控制裝置和鋼水質量測定裝置的連接方式為無線連接。

進一步地，所述注速控制裝置包含液壓機械結構，所述液壓機械結構連接所述鋼水包的水口調節閥。

進一步地，所述注速控制裝置包含電動機械結構，所述電動機械結構連接所述鋼水包的水口調節閥。

進一步地，所述注速控制裝置包括手動控制模塊，用於當系統出現故障時實現手動控制進行澆注速度的調整。

本實用新型的有益效果在於，通過本實用新型的鋼水澆注的控制系統，解決了鋼錠澆注過程中，完全依靠澆注工人憑藉經驗進行生產的隨機性和不穩定性，可以實現生產操作的可重複性和穩定性，保證鋼鋼錠澆注過程中鋼水上升的穩定性和準確性，為鋼水澆鑄過程中的精確調整提供保證，同時對整個生產過程進行全程的控制和監測，實現過程的精確控制，通過合理控制澆注速度，確保鋼錠澆注質量，而且對於同一爐次不同錠重質量不一致的現象基本消除，鋼錠質量合格率提高8％。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實用新型實施例的鋼水澆注的控制系統的結構示意圖。

圖2為本實用新型另一實施例的鋼水澆注的控制系統的結構示意圖。

附圖標號：

工控機 100

鋼水包 200

注速控制裝置 300

鋼水質量測定裝置 400

鋼水液面測定裝置 500

報警器 600

具體實施方式

下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域相關技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型的保護的範圍。

圖1為本實用新型實施例的鋼水澆注的控制系統的結構示意圖，如圖1所示，鋼水澆注的控制系統，包括：注速控制裝置300、鋼水質量測定裝置400以及工控機100；所述工控機100連接所述注速控制裝置300和鋼水質量測定裝置400；所述注速控制裝置300與鋼水質量測定裝置400連接鋼水包200；所述鋼水質量測量裝置採集前一時刻與當前時刻的所述鋼水包200內鋼水的質量信息，並將其傳送給所述工控機100，所述工控機100通過比較前一時刻與當前時刻的所述鋼水包200內鋼水的質量變化生成實時鋼水注速信息，然後將其與所述工控機100內部的澆注速度曲線進行比較，並向所述注速控制裝置300發出注速調整信號，所述注速控制裝置300根據所述注速調整信號對所述鋼水包200的滑動水口的大小進行調整。

在鋼錠澆注過程中，鋼水質量測定裝置400連接於鋼水包200，用於測量鋼水包200內鋼水的質量。在此需要說明的是，採用澆注車承載鋼水包200進行澆注的方案時，鋼水質量測定裝置400安置於鋼水包200與澆注車之間，採用天車懸吊鋼水包200進行澆注的方案時，鋼水質量測定裝置400安置於鋼水包200與懸索之間，在此不限定鋼水質量測定裝置400的具體安裝位置，技術人員只需將鋼水質量測定裝置400安裝於滿足穩定稱量鋼水質量變化的位置即可。鋼水質量測定裝置400測量鋼水包200的質量信息後，將其實時發送給工控機100。然後，工控機100接收不同時刻的鋼水質量信息後，通過內部的運算電路比較前一時刻與當前時刻的所述鋼水包200內鋼水的質量變化生成實時鋼水注速信息。工控機100將實時鋼水注速信息與內部含有的澆注速度曲線進行比較，得到是否超出澆注速度曲線的比較結果，根據該比較結果向注速控制裝置300發出注速調整信號。注速控制裝置通過機械結構連接於鋼水包的水口調節閥，在具體實施過程中，注速控制裝置包含液壓/電動機械結構，液壓/電動機械結構連接所述鋼水包的水口調節閥。通過控制液壓/電動機械結構直接驅動鋼水包的水口調節閥，進而可以調整鋼水包水口的大小，實現調整鋼水澆注速度的目的。

若實時鋼水注速信息超過相應時刻澆注速度曲線所規劃的允許波動範圍，則注速調整信號發送至注速控制裝置300，通過其機電裝置將鋼水包200的滑動水口逐漸調節變小，直至測量到的實時鋼水注速信息與澆注速度曲線中相應設定值一致時，停止對鋼水包200的滑動水口的調整，穩定澆注速度。若實時鋼水注速信息低於相應時刻澆注速度曲線所規劃的允許波動範圍，則注速調整信號發送至注速控制裝置300，通過其機電裝置將鋼水包200的滑動水口逐漸調節變大，直至測量到的實時鋼水注速信息與澆注速度曲線中相應設定值一致時，停止對鋼水包200的滑動水口的調整，穩定澆注速度。如此一來，保證鋼水澆注速度的流速與預期一致。

圖2為本實用新型另一實施例的鋼水澆注的控制系統的結構示意圖。如圖2所示，鋼水澆注的控制系統，包括：注速控制裝置300、鋼水液面測定裝置500、鋼水質量測定裝置400、報警器600以及工控機100；工控機100連接所述注速控制裝置300、鋼水質量測定裝置400、鋼水液面測定裝置500以及報警器600；注速控制裝置300與鋼水質量測定裝置400連接鋼水包200。

在具體實施過程中，工控機100具有控制模式輸入接口，用於調整所述工控機100內部的澆注速度曲線。技術人員可以針對不同的鋼錠澆注需求，結合不同的澆注工藝，通過該控制模式輸入接口，調整工控機100內部的澆注速度曲線。使用本鋼水澆注的控制系統可以適用於不同的澆注工藝。例如，技術人員可以針對鋼錠的開澆階段、錠身階段、肩部階段以及冒口階段的工藝要求分別設計澆注速度曲線，並將其通過控制模式輸入接口將該澆注速度曲線設置於工控機100內部。

在具體實施過程中，工控機100還包括顯示器，所述顯示器用於顯示所述鋼水的注速信息、質量信息。工控機100接收鋼水質量測定裝置400所發送的鋼水質量信息，並且向注速控制裝置300發送注速調整信號。為了方便技術人員對鋼水澆注的控制系統的掌握，不同時刻的鋼水質量信息、注速調整信號等有關鋼水澆注的信息，可以通過工控機100的顯示器進行顯示，並且技術人員可以對顯示信息進行過濾或者增加。

在具體實施過程中，工控機100還包括存儲器，所述存儲器用於存儲所述鋼水的注速信息、質量信息。工控機100接收鋼水質量測定裝置400所發送的鋼水質量信息，並且向注速控制裝置300發送注速調整信號。為了方便技術人員對鋼水澆注過程的記錄，不同時刻的鋼水質量信息、注速調整信號等有關鋼水澆注的信息，可以通過工控機100的存儲器進行存儲，並且技術人員可以對存儲信息進行讀取與修訂。

在具體實施過程中，鋼水澆注的控制系統還包括連接於所述工控機100的鋼水液面測定裝置500。該鋼水液面測定裝置500用於測量鋼水液面信息，通過測量鋼水模具中的液面在整個澆注過程中不同時刻的高度變化。在此說明的是，該鋼水液面測量裝置可以安置於鋼水包200或者模具的上方，在此不限定鋼水液面測定裝置500的具體安裝位置，技術人員只需將鋼水液面測定裝置500安裝於滿足穩定測量鋼水液面變化的位置即可。鋼水液面測量裝置將所測量的鋼水液面信息發送給工控機100，工控機100結合內部設定的模具型腔數據，對不同高度下模具的橫截面積進行計算，生成不同時刻下的對應澆注體積，在結合不同時刻測量鋼水液面信息的時間間隔，計算出實時鋼水注速信息。然後，結合工控機100內部的澆注速度曲線，控制注速控制裝置300對鋼水包200的滑動水口進行調整。在此說明的是，通過該鋼水液面測定裝置500生成的實時鋼水注速信息與通過鋼水質量測定裝置400生成的實時鋼水注速信息，工控機100可以同時採用兩者進行計算，增加鋼水澆注的控制系統對鋼水澆注的精確度，或者優先採用其中之一進行計算，另外的信息作為備用，在鋼水質量測定裝置400或鋼水液面測定裝置500中有一個損壞的條件下，繼續完成澆注生產。在具體實施中，鋼水液面測量裝置可以使用雷射測距儀、超聲波測距儀等非接觸類測量設備。

在具體實施過程中，還包括連接於所述工控機100的報警器600，當所述實時鋼水注速信息超出所述內部的澆注速度曲線允許的波動範圍時，所述報警器600進行報警。為了方便技術人員對澆注過程的掌控，當實時鋼水注速信息超出所述內部的澆注速度曲線允許的波動範圍時，報警器600發出光、聲音信號提醒技術人員澆注過程有不穩定因素，以便技術人員對影響因素進行排查。

在具體實施過程中，所述注速控制裝置300包括手動控制模塊，用於當系統出現故障時實現手動控制進行澆注速度的調整。在鋼水澆注的控制系統本身作為自動控制系統的基礎上，該注速控制裝置300的手動控制模塊用作鋼水澆注的控制系統的備用裝置，可以在鋼水澆注的控制系統本身出現故障的條件下，實現技術人員手動控制注速控制裝置300，完成鋼水包200的滑動水口的大小的調節。

在具體實施過程中，鋼水包200的水口可以為三板式滑動水口、插板式滑板機構或旋轉式滑動水口等。水口的驅動方式可以為液壓、電動或者氣動，並且，注速控制裝置300、鋼水液面測定裝置500、鋼水質量測定裝置400、報警器600以及工控機100之間的通信方式可以為有線通信或者無線通信。技術人員可以根據實際工況的需要選擇鋼水包200的水口類型以及系統的通信類型。

本實用新型的有益效果在於，通過本實用新型鋼水澆注的控制系統，解決了鋼錠澆注過程中，完全依靠澆注工人憑藉經驗進行生產的隨機性和不穩定性，可以實現生產操作的可重複性和穩定性，保證鋼鋼錠澆注過程中鋼水上升的穩定性和準確性，為鋼水澆鑄過程中的精確調整提供保證，同時對整個生產過程進行全程的控制和監測，實現過程的精確控制，通過合理控制澆注速度，確保鋼錠澆注質量，而且對於同一爐次不同錠重質量不一致的現象基本消除，鋼錠質量合格率提高8％。

以上所述的具體實施方式，對本實用新型的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本實用新型的具體實施方式而已，並不用於限定本實用新型的保護範圍，凡在本實用新型的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。