MLC-V235型连铸结晶器液面自动控制系统
MLC-V235型连铸结晶器液面自动控制系统
概述：
对结晶器钢水液面进行自动控制，是连铸生产的关键技术之一， 它对于保证连铸机的安全生产 降低工人的劳动强度，提高生产效率，提高铸坯的质量与产量，减少溢钢和漏钢事故，提高炼钢连铸的管理水平都非常重要。
钢水浇入结晶器内，为了防止溢出，钢水液面必须保持稳定，否则在浇铸过程中，液面波动太大，会卷入渣滓，在铸坯表面形成皮下夹渣，影响铸坯质量，有试验指出：液面波动与铸坯皮下夹渣深度的关系如下：
经验表明，液面波动在±10mm以内，可消除皮下夹渣。同时，液面波动>10mm，铸坯表面纵裂发生率30%，这就是说，液面的波动，直接影响到铸坯的表面质量。
系统原理：
电涡流式钢水液面计是系统的关键。电涡流式钢水液面计系统运行可靠，性能优良:能耐高温，抗干扰能力强，动态响应快(滞后时间<0.10s)，检测精度高(<±05mm)，测量范围大(0-150mm)，选取的电磁场频率确保了液位检测探头只检测结晶器液位的变化，而不会检测保护渣或钢渣层。系统具有操作简单，无射线防护问题等优点。系统对吹氩不敏感，它的传感器可安装在中间包车上或平台上。
传感器在使用过程中采用压缩空气冷却。
原理如图所示：
在结晶器钢水液面上方安装一个高频励磁线圈，它产生的高频磁场在钢水液面感生电涡流产生磁场，由于该磁场与高频线圈产生的磁场方向相反，因而使高频线圈的阻抗发生变化，线圈阻抗变化，在线圈材料及结构、钢种、温度等不变的情况下，只与钢水液面高度成单值函数关系，只要检测出高频线圈阻抗的变化，就可转换结晶器钢水液面位置的变化。
系统组成：
连铸结晶器液面自动控制系统由电涡流式钢水液面计、控制器和调节中间包塞棒开度的数字执行机构组成。
结晶器液面自动控制系统的检测端是①电涡流位移传感器，利用通电线圈与金属导体之间的涡流互感效应进行距离检测。涡流传感器的有效信号经过②结晶器液面计电路放大、线性化处理，将结晶器钢水液面变化0-150mm转换为4-20mA.DC的标准信号，传给③控制计算机完成数据的处理和系统控制功能，还可通过④现场操作显示控制盘手动、自动控制执行器，由⑤执行器控制(塞棒)开度，实现钢水液面自动控制。
1 电涡流式传感器；
2 结晶器液面计；
3 控制计算机；
4 现场操作显示控制盘；
5 数字执行机构；
系统控制原理：
该系统可以设置成自动、半自动、手动和电机离合四种控制方式。自动方式是由钢水液面闭环控制系统，通过数字执行机构控制塞棒开度；半自动方式是由开口度设定器，通过数字执行机构手动设定塞棒开度；手动方式是由开、闭按钮直接控制塞棒开度；电机离合方式是快速的由以上任何控制方式转为人工塞棒操作。
系统的功能还有：钢水液面高度、 水口开度 、拉速的显示和记录；钢水液面高度、 水口开度的设定；钢水液面 高度的限位报警等。
控制系统除了将检测钢水液面高度作为控制系统主反馈信号外，还考虑了对液面控制有影响的各种干扰因素，这些干扰因素有：
1、塞棒熔损后流量特性发生变化对控制系统的影响
2、中间包内钢水重量变化对控制系统的影响
3、连铸机拉坯速度变化对控制系统的影响
4、结晶器宽度变化(结晶器宽度可调)对控制系统的影响
5、结晶器振动频率和振幅变化对钢水液面计的影响
功能和软件实现:
为了克服上述这些扰动，结晶器液位控制策略采用PID控制，并在PID控制的基础上，引入了自适应校正和前馈控制构成高级控制系统。以液位控制为主回路，并且有主回路控制器比例增益，根据结晶器宽度变化的自适应校正和拉坯速度前馈补偿，以进一步减小和消除结晶器调宽和拉坯速度变化引起的液位波动。
为了减少塞棒的频繁动作，系统采用改变控制器的积分时间，在钢水液面高度波动小时自动选用较长的积分时间，当液面高度波动大时，自动选用较小的积分时间，从而抑制因塞棒的频繁动作造成的被控对象的波动。
对于结晶器振动频率与振幅变化干扰， 在钢水液面计信号处理时，加入了适当的滤波环节来克服， 采用振频同步滤波器进行滤波处理。
技术指标：
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