首秦2#单流板坯连铸机结晶器液压振动控制系统研究与设计

论文摘要

结晶器液压振动技术是大板坯连铸领域的先进技术之一。该技术是为了防止拉坯时坯壳与结晶器粘结,起强制脱模的作用,合适的振动装置及振动曲线,有利于改善铸坯的表面质量,提高连铸机的作业率,减少漏钢的几率。本文以河北秦皇岛首秦金属公司的大板坯连铸机为主要研究对象,对其核心技术结晶器液压振动的控制问题和系统改造进行了深入的分析与研究。首先,详细的介绍了连铸工艺及结晶器振动系统,重点对结晶器振动参数进行了分析。针对正弦运动既无法克服高振动频率和保护渣消耗下降之间的矛盾,也不能解决结晶器摩擦阻力增加与坯壳粘结之间的矛盾,采用了非正弦振动方式,并通过试验分析选取了适当的振动参数值,降低了负滑脱时间,保证了足够的负滑脱量,改善了铸坯表面质量,显著提高了拉坯速度。其次,根据现场生产运行的实际需求,设计了结晶器液压振动工艺环节的软件系统和硬件系统,实现了检测设备采集现场运行信号,上位机远程监视与控制操作,下位机直接控制现场设备安全运行的集成架构,人机交互界面为技术人员提供了便捷高效的工作平台。最后,根据历史生产工况的缺陷和不足,提出了改造方案,采用了模糊PID控制策略,预计将增强系统的稳定性及可靠性。经生产实践检验,结晶器液压振动系统采用本文所提的曲线配方参数以及软硬件改造策略,实现了硬件组成的简单化,软件控制的灵活化,从而降低了故障率,增强了故障判断诊断的精确性,显著提高了铸坯表面的生产质量。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究背景和意义
• 1.2 结晶器振动系统的现状及发展趋势
• 1.3 结晶器振动在首秦公司的应用
• 1.4 本文主要工作
• 第2章 结晶器液压振动系统工艺与控制
• 2.1 连铸工艺及控制
• 2.1.1 连铸工艺概述
• 2.1.2 连铸技术的发展
• 2.1.3 中国连铸技术的发展
• 2.1.4 国内外连铸技术发展概述
• 2.1.5 连铸控制技术的现状及发展趋势
• 2.2 结晶器振动系统的发展和研究
• 2.2.1 结晶器振动技术分类和比较
• 2.2.2 结晶器液压振动系统组成
• 2.2.3 结晶器液压振动系统的优越特性
• 2.3 结晶器振动参数分析
• 2.3.1 结晶器振动参数
• 2.3.2 结晶器振动工艺参数
• 2.4 结晶器振动系统非正弦规律研究
• 2.4.1 非正弦振动规律分析
• 2.4.2 结晶器非正弦振动参数的选择
• 2.5 本章小结
• 第3章 板坯连铸结晶器液压振动控制系统的设计研究与分析
• 3.1 首秦2#板坯连铸结晶器液压振动系统设计概况
• 3.2 结晶器液压振动系统软件介绍及分析
• 3.2.1 人机界面
• 3.2.2 下位软件（PEwin32）
• 3.2.3 TOPsever OPC通讯接口设计及应用分析
• 3.3 结晶器振动系统硬件分析
• 3.3.1 下位控制设备
• 3.3.2 上位监控系统设备
• 3.3.3 现场检测执行设备
• 3.4 结晶器液压振动控制系统现有问题
• 3.5 本章小结
• 第4章 首秦2#板坯连铸结晶器液压振动控制系统改进设计
• 4.1 首秦2#连铸机结晶器液压振动系统改造方案
• 4.1.1 方案简介
• 4.1.2 结晶器液压振动系统改进方案
• 4.2 控制系统分析及优化改造
• 4.2.1 结晶器液压振动钢种曲线分析及优化
• 4.2.2 PID控制算法研究及即将进行的改造
• 4.2.3 常规PID的振动控制和模糊PID控制对比
• 4.2.4 自整定控制器设计
• 4.2.5 系统仿真分析
• 4.2.6 在线监测及诊断功能的研究与改造
• 4.2.7 新增历史数据记录及趋势存储
• 4.3 硬件设备改造方案及应用
• 4.3.1 上位系统硬件改造
• 4.3.2 下位系统硬件设备改造
• 4.3.3 现场设备改造
• 4.3.4 公用系统改造
• 4.4 结果分析
• 4.5 本章小结
• 第5章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢