连铸自动定尺火焰切割方法

    摘要 介绍连铸生产线切割设备的组成，定尺切割的工艺要求，对连铸自动定尺火焰切割系统信号采集的改造方案和实施。
    关键词  连铸 自动定尺 火焰切割 信号采集
    中图分类号 TG4  文献标识码B

    东北特殊钢集团金牛股份公司第一炼钢厂2003年初新建的合金钢连铸生产线，投产后，自动化切割信号是由红外传感仪来提供。由于现场环境恶劣，经过一段时间后，原先设备便出现信号不灵敏和误操作等问题，需用手工操作。不仅合格率低，切割后钢坯断面不平整，而且劳动强度大，燃气浪费严重。因此，需对切割信号进行合理的设计。

    一、切割设备与工作环境

    切割设备由切割枪、夹紧缸、切割小车、返回电机等组成。当连铸坯进入定尺切割位置时，夹紧缸动作，夹紧铸坯，铸坯带动切割小车同步前进，同时燃气顺序打开，铸坯通过预热后在行走中被切割枪切断。当切割小车到达停止位置后，夹紧缸打开，燃气关闭，切割小车停止前进，铸坯由输送辊道送走，返回电机将小车拉回原位。
    由于切割小车所处位置下方是温度较高的冲渣水，因此切割小车长期工作于高温水汽中，同时切割区钢坯温度很高，属典型的高温潮湿环境。

    二、控制系统设计

    一次信号采集的准确可靠性直接关系到控制系统的成败和最大限度的节省燃气问题。经过多种试验，最后决定采用下述采集方案。

    1．定尺切割开始信号采集（下图）

    定尺切割开始为一个开关量信号，它的作用是当铸坯到达定尺位置时使电气元件动作控制切割机开始切割。该开关量为直流信号，由铸坏碰合最为准确。
    直流电源因负极可以接地，而铸坯即是大地，只要将直流电源的负极与大地可靠相接，就可以将铸坯作为电路的负极直接使用，因此，只需设计一导电性能良好的导体，在电路中串联合适的电阻与直流电源正极相接，那么该导体就可以直接与铸坯相碰，使电路导通，电气元件动作。
    将直流继电器线圈作为该电阻，一旦导体与铸坯相碰，即可使直流继电器线圈得电动作，依靠继电器节点来完成各种控制。继电器安装在室内，只需引一根导线进入现场与此导体相连即可。为保证从该导体到继电器线圈整个线路导电良好，故采用铜棒作为此导体。铜棒的安装必须做到：①绝缘良好；②与铸坯接触有力，即接触良好；③铜棒悬空且只能在浇铸线方向摆动，不能横向摆动。因铜棒位置很低，横向摆动会碰到两侧输送辊道护板，从而产生误动作。
    铜棒尺寸为φ60×150mm，且自重适中，在铜棒上端钻φl2mm的孔与链条下端连接，使铜棒成为链条的一个环节，前后摆动自如。由于链条悬空，只需做好链条上端的绝缘即可。根据现场情况及铸坯定尺长度，将链条上端固定在1.4m高处的铁管上，铁管与地脚座之间加20mm厚的绝缘层压板。在铜棒上固定一铜螺丝直接将导线连接在螺丝上，保证整个电路为铜导体，电路畅通。铜棒处由于很热，现场导线采用耐热电缆。直流电源采用24V。

    2．定尺切割结束信号采集
    由于定尺切割开始信号只能抱钳夹紧、燃气打开，要完成铸坯被切断后能及时使切割小车停止前进，关闭切割燃气，还必须在现场安装切割结束限位开关。当切割小车碰撞限位开关后，启动电路元件完成对各电磁阀的控制即可达到工艺要求。
    由于切割区环境恶劣，要想使普通限位开关正常工作，将其安装在切割小车引锭杆装置存放平台上，平台将高温水汽全部挡住，检修方便、安全。
    然后在限位与切割小车之间设计一个合适的碰头（上图），通过碰撞采集信号。
    将信号输入PLC，再由PLC完成整个控制要求。

    三、运行效果

    根据实际情况统计，排除外界干扰等不利因素，定尺合格率达98.4％。除了铜棒接线处因长期碰撞偶有松动造成接触不良外，无其他任何故障，该切割方法简单通用，适用于各种形式的连铸坯切割。