柳钢转炉厂方坯连铸机全自动出坯功能的实现
【摘要】本文介绍了柳钢转炉厂方坯连铸机全自动出坯功能的设计思路、控制流程以及生产应用效果。

【关键词】方坯连铸机；铸坯；全自动出坯
1 项目概况
柳钢转炉炼钢厂目前共有6台方坯连铸机，产能规模约500万吨钢，原方坯连铸机工艺控制流程包含：大回转台自动浇注钢包钢水到中间罐车；中间罐车的塞棒自动控制实现结晶器恒定液面浇注铸坯；结晶器的液面自动控制实现拉矫机自动恒拉速拉钢；红外定尺系统实现自动定尺切割铸坯；切割完好的铸坯经过运输辊道自动送坯到出坯冷床区域；在出坯冷床区域经过人工手动操作翻钢机翻转、移钢机移动铸坯来完成出坯。

实现方坯连铸出坯区域的全自动出坯功能是提升方坯连铸机全自动化装备水平的一个瓶颈问题。

根据转炉厂的发展需求：提升连铸机自动化装备水平，规范标准化操作。

实现方坯连铸出坯区域的全自动出坯功能势在必行！
2 全自动出坯功能的实现及其应用
2.1 设计方案
为了实现出坯辊道区域全自动出坯功能，根据现场环境、现有设备、控制流程、铸坯热装要求等等因素，确定设计方案：
（1）在连铸机出坯辊道区域实现对铸坯进入冷床、完成翻转信号的检测与判断。

（2）根据各个流次的铸坯到达冷床的先后顺序进行排列组合，使翻钢机按顺序依次进行周期性自动翻转铸坯。

（3）根据生产要求、铸坯热装工艺，设备承受状况等因素，移钢机按设定两个周期进行自动循环推动铸坯完成出坯任务。

2.2 铸坯进入冷床的检测
对每一流的铸坯进入冷床的情况进行检测通常我们采用的一些安装在现场的感应开关、光电开关等元器件来实现，但是由于现场环境温度高、水汽大等因素这些元器件寿命很短、引发故障率高。

通过几次元器件的改造换型后，我们采用了非接触式铸坯检测系统来判定每一流铸坯到位情况。

非接触式铸坯检测信号具有：准确率高、故障率低、使用寿命长等方面的优点。

2.3 翻钢机自动翻转铸坯
翻钢机的功能就是将辊道送来的铸坯翻转90度到距辊面上一层的平台支架上。

当非接触式铸坯检测系统检测到有铸坯进入冷床到位信号后，PLC控制程序根据检测信号按铸坯先到先翻转的原则对铸坯进行周期内排队组合，同时翻钢机进行翻坯动作（当某一流出现故障后，可以采用手动干预翻坯动作，手动翻坯动作具有优先级别）。

翻钢机翻坯动作分两个周期循环进行，第一个周期翻坯4支，第二个周期翻坯3支（周期内的翻坯支数可以在HMI上人工设定），当非接触式铸坯检测系统检测到支架上的翻坯支数等于我们所设定的数值时，判断翻钢完成了一个周期的动作任务等待进行下一个周期，以后依次循环。

2.4 移钢机自动循环推铸坯
移钢机的功能就是将翻钢机翻转到平台支架上的铸坯推送到冷床上实现热装热送。

当翻钢机完成一个周期的翻坯任务后，移钢机在满足自动运行连锁条件下开始从原点位置自动推坯，运转到终点位后经过10秒钟延时等待后自动返回到原点位位置完成一个周期的出坯任务，以后依次循环完成下一个周期的出坯任务（见图1）。

图1 全自动出坯功能流程图
2.5 安全互锁
由于7个流次的翻钢机和移钢机它们都是独立的设备，都是有着独立的PLC 系统控制，各PLC系统采用工业以太网进行通讯。

在以往生产操作过程中经常出现移钢机推动铸坯撞坏翻钢机的情况发生。

为了避免这一情况的发生，通过现场生产工序跟踪、分析，结合翻钢机、移钢钢机的工作特性，通过以太网交换各个PLC系统的数据信号，在自动控制模式下运转制定不同情况下的推钢机与翻钢机之间的动作限定一些有效可行的安全互锁条件，具体如下所示。

（1）7个流翻钢机都必须在回到原位。

否则移钢机禁止动作。

（2）移钢机未在原点位置，翻钢机禁止自动翻坯动作、移钢机无法自动启动运行。

（3）非接触式铸坯检测系统检测平台支架上的铸坯支数不等于设定的周期内数量时，移钢机禁止自动运行动作。

（4）在各流翻钢完毕、翻钢机回到原位后，方可将该流铸坯输送入冷床辊道。

3 结语
该功能自2013年11月从开发到投入使用以来，它的整个设备控制准确率、
设备运行完好率都达98%以上，满足实际工艺生产要求，并将该功能在全厂方坯连铸机上进行推广使用。

该功能的实现，进行一步提高了转炉厂连铸机自动化程度，优化操作水平，为转炉厂信息化工作创造良好条件。

同时满足了后期公司“方坯热送项目”的快速性、准确性的工艺要求。