钢坯切割系统的设计.pdfVIP

1绪论

1.1设计背景

本设计是根据宝钢集团八钢110吨电炉钢坯切割现场情况而设计的，由于切

割现场始终处于高温度，高粉尘，高噪音的恶劣环境，所以对硬件设备的要求很

高，必须要求设备能在这样的特殊环境中正常运行。

1.2钢坯切割系统的设计要求

系统能够通过MCGS组态画面和S7-200PLC来模拟生产现场，再现生产现

场的钢坯实时切割过程，达到对生产情况进行实时监控的目的。同时可以通过系

统完成对系统参数的监测、统计和修改等功能。

1.3生产工艺简介

铸坯经过一次、二次冷却凝固成型，火焰切割系统长度检测装置反馈的实际

测长数据与预设定尺数值相比较；当测量数据到达定尺数值时，火焰切割机上夹

钳加压，同时切割枪做横向移动进行切割。当切割完毕后，切枪迅速返回原位进

行下一根铸坯的切割。

1.4监控组态软件的应用在工业自动化生产中的应用

由于组态软件适应性强、开放性好、易于扩展、比较经济、开发周期短等明

显优点，从无人值守的远程监视，如防盗报警、江河汛情监视、环境监控、电信

线路监控、交通管制与监控、矿井报警等；到数据采集与计量，如居民水电气表

的自动抄表、铁道信号采集与记录等。还包括数据分析，如汽车肌车自动测试、

机组股各参数测试、医疗化验仪器设各实时数据采集、虚拟仪器、生产线产品质

量抽检等，以及过程控制，组态软件几乎无处不用。同时还能实现监控层对下连

接控制层,对上连接管理层,它不但实现对现场的实时监测与控制,且常在自动控

制系统中完成上传下达的重要作用。

因此随着人们对工业自动化的要求越来越高，种类繁多的控制设备和过程监

控装置在工业领域的应用也越来越广泛。通用工业自动化组态软件的出现为解决

实际工程问题提供了一种崭新的方法，因为它能够很好地解决传统工业控制软件

存在的种种问题，使用户能根据自己的控制对象和控制目的的任意组态，完成最

终的自动化控制工程。新型的工业自动控制系统正以标准的工业计算机软、硬件

平台构成的集成系统取代传统的封闭式系统，其具有适应性强、开放性好、易于

扩展、比较经济、开发周期短等明显优点。通常可以把这样的系统划分为控制层、

监控层、管理层三个层次结构。

2钢坯切割工艺流程

将钢水铸造成钢坯是钢铁生产企业非常重要的环节，在现场中是通过连铸工

艺实现钢坯的产生。而钢坯切割是连铸工艺中的最后一个操作环节，最终根据客

户所需的尺寸完成钢坯的生产。

2.1连铸工艺设备简介

图2-1钢坯连铸示意图

在连铸工艺示意中，系统用到了钢包回转台、中间包、结晶器、拉矫机、电

磁搅拌器等实现了将钢水连铸成钢坯的过程。各个设备的作用如下：

钢包回转台：设在连铸机浇铸位置上方用于运载钢包过跨和支承钢包进行浇

铸的设备。由底座、回转臂、驱动装置、回转支撑、事故驱动控制系统、润滑系

统和锚固件6部分组成

中间包：中间包是短流程炼钢中用到的一个耐火材料容器，首先接受从钢包

浇下来的钢水，然后再由中间包水口分配到各个结晶器中去。

结晶器：在连续铸造、真空吸铸、单向结晶等铸造方法中，使铸件成形并迅

速凝固结晶的特种金属铸型。结晶器是连铸机的核心设备之一，直接关系到连铸

坯的质量。

拉矫机：在连铸工艺中，连铸机拉坯辊速度控制是连铸机的三大关键技术之

一，拉坯速度控制水平直接影响连铸坯的产量和质量，而拉坯辊电机驱动装置的

性能又在其中发挥着重要作用。

电磁搅拌器：电磁搅拌器（Electromagneticstirring:EMS）的实质是借助在

铸坯液相穴中感生的电磁力，强化钢水的运动。具体地说，搅拌器激发的交变磁

场渗透到铸坯的钢水内，就在其中感应起电流，该感应电流与当地磁场相互作用

产生电磁力，电磁力是体积力，作用在钢水体积元上，从而能推动钢水运动。

冷却喷嘴:冷却喷嘴具有结构简单、喷雾均匀的特点，根据喷雾面积需要，

可在集管上安装许多喷嘴，当喷嘴均匀排列时，可保证喷雾的互相交叉，并略有

重叠部分，使整个集管喷射分布均匀；主要适用于连铸机、初轧和各种需要扁平

喷雾冷却的机械设备中。

火焰切割机:火焰切割机也叫氧气切割。根据切割钢板的厚度安装适当孔径

的割嘴；

连铸系统也是一个比较复杂的系统，用到的自动化产品比较多,常用到的自

动化设备：PLC、组态软件、