一种连铸机中间包塞棒机构、控制系统装置及控制方法

技术领域

本发明属于连铸机中间包塞技术领域，涉及一种连铸机中间包塞棒机构、控制系统装置及控制方法。

背景技术

炼钢生产连铸开始浇注的过程总是出现不稳定因素，造成废品的情况。炼钢连铸开浇操作过程，是验证连铸各项准备工作是否充分的过程，或是试生产的过程，所以开始浇注一段时间的钢水质量往往会不达标而判为废品，很多特钢厂将连铸开浇的首炉产品都要进行单独管理，并且铸坯还要保证一定的切头废弃量。超低硫钢因为是一种特殊用途的钢，质量要求严格，因其化学成分S含量低(S≤0.002％)，钢水纯净度要求高，所以生产难度相对也大，生产成本也略高，所以生产过程中要尽量控制钢水质量，并减少浪费，为市场提供物美价廉的产品。

连铸塞棒是连铸开浇过程重要的控流元件之一，塞棒控制中间包水口开度，调节钢水从中间包流入结晶器的流量，以维持钢水液面的稳定，是通过连铸塞棒自动控制系统控制，通过塞棒机构动作带动塞棒上下移动来实现开闭控流的。塞棒位置信号来源于结晶器液位监视器，监视器通过液位测量系统准确地测量结晶器钢水液位高度。该信号提供给塞棒控制器，由控制器再把信号提供给侍服电机，伺服电机作用于塞棒执行机构，从而控制钢水从中间包到结晶器的流量，以此来维持结晶器钢水液面的稳定。但是连铸开浇后，因为某些原因造成控流塞棒开启后，操作过程中出现塞棒不受控制，开启度下降，影响了钢水注入结晶器，造成结晶器液面波动超标，出现废品。

CN216096378U公开了一种防卷渣的连铸中间包塞棒装置，它包括塞棒主体和抑制环；所述抑制环包括底板，底板的中心处贯穿设置有套筒，套筒外侧与底板上表面之间设置有若干分隔板；所述塞棒主体外侧与套筒相适配并穿设在套筒内，其与套筒之间存在间隙并设置有防旋转结构，其下部设置有尺寸大于套筒尺寸的挡台。

CN206854645U公开了一种防止连铸中间包塞棒连接件烘烤变形的装置，包括2条滑轨和2块挡板，2条滑轨分别固定于中间包包盖上表面且位于塞棒两侧，每块挡板的底面设有2个与2条滑轨滑动连接的滑槽；2块挡板相对的两条边分别开有半圆形凹槽。

CN203343432U公开了一种连铸用中间包防堵吹氩整体塞棒，由棒身和棒头两部分组成，中间预留吹氩通道，棒身尾部预埋铁螺母。棒头内部预埋吹氩嘴，且在吹氩通道近终端有一段吹氩通道变径区。吹氩嘴尾部和吹氩通道变径区之间形成一个空隙，当氩气中的夹杂或塞棒内部剥落形成的夹杂到达此处时，一部分夹杂可以直接落入空隙中，另一部分夹杂到达吹氩嘴尾部也会由于其表面光滑而落入空隙中，从而防止吹氩孔堵塞。

在生产过程中，控制器信号给出后，塞棒确出现了不动作，造成钢水液面波动。经分析其主要原因，一方面塞棒及其控制机构会受到高温环境的影响造成局部构件变形，而影响机构和塞棒动作。塞棒横臂变形后导致机构控制高度发生变化，引起塞棒、螺栓、机构之间配合不稳定，导致液面波动；现有的连铸开浇，塞棒平垫变形后导致机构控制高度发生变化，引起塞棒、螺栓、机构之间配合不稳定，导致液面波动；另一方面，因为操作过程不标准化，塞棒周边结壳，将塞棒粘连，进行低硫钢连铸开浇时，从开浇到液面波动时塞棒位置下降了10mm，塞棒头侵蚀严重，塞棒头与水口碗部之间的配合精度变差，导致塞棒运动受阻，出现液面波动。还有就是在生产低硫钢时当塞棒周边碳化稻壳较少，钢渣较多时，钢渣容易凝固与塞棒粘到一起，影响塞棒运动受阻不抖动，从而导致塞棒控流不稳，产生液面波动。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种连铸机中间包塞棒机构、控制系统装置及控制方法，本发明提供的中间包塞棒机构通过对塞棒机构的尺寸规格重新设计，将垫片厚度加大，避免高温状态下使用时间过长导致变形，并采用专门的操作方法可以减少或杜绝塞棒控制失灵运行不受控制的问题，防止钢水质量受到影响，减少出现废品。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种连铸机中间包塞棒机构，所述连铸机中间包塞棒机构包括横向设置的驱动横臂和垂直设置于所述驱动横臂上的塞棒，所述塞棒通过连接件固定于所述驱动横臂上，所述连接件与驱动横臂连接的一端设置有第一垫片，所述连接件与所述塞棒连接的一端设置有第二垫片，所述第一垫片和第二垫片的厚度分别独立地选自20～25mm，例如可以是20mm、21mm、22mm、23mm、24mm或25mm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

本发明提供的中间包塞棒机构通过对塞棒机构的尺寸规格重新设计，将垫片厚度加大，避免高温状态下使用时间过长导致变形，并采用专门的操作方法可以减少或杜绝塞棒控制失灵运行不受控制的问题，防止钢水质量受到影响，减少出现废品。

作为本发明一种优选的技术方案，所述塞棒固定于所述驱动横臂一端，所述驱动横臂另一端传动连接有驱动装置，所述驱动装置用于带动所述驱动横臂竖直移动。

第二方面，本发明提供了一种连铸机中间包塞棒控制系统装置，所述连铸机中间包塞棒控制系统装置包括第一方面所述的连铸机中间包塞棒机构；

所述驱动横臂下方设置有中间包，所述中间包内储存有钢水，所述中间包底部设置有水口，所述塞棒一端通过连接件固定于所述驱动横臂上，所述塞棒另一端垂直塞入所述水口中。

所述中间包下方设置有结晶器，所述中间包通过水口碗部连通所述结晶器，所述驱动横臂在所述驱动装置的驱动下带动所述塞棒竖直移动从而封闭或打开水口，用于调节钢水流入所述结晶器的流量。

作为本发明一种优选的技术方案，所述结晶器内设置有液位传感器，所述液位传感器电性连接控制器，所述控制器反馈控制所述驱动装置，所述液位传感器用于检测结晶器内的钢水液位并将液位数据传输至控制器，所述控制器控制驱动装置带动塞棒竖直移动，从而跳着钢水流入所述结晶器的流量。

作为本发明一种优选的技术方案，所述塞棒的长度为1380mm。

本发明主要是将塞棒设计为1380mm，与现有技术中的常规塞棒相比减少了20mm，由于将传统的垫片厚度加大，如果不调整塞棒尺寸，会导致塞棒机构的运行不稳定，进而影响钢水液面的稳定。因此，本发明为了配合垫片厚度的加大，适当地减小了塞棒长度，确保塞棒机构的整体高度不变。

作为本发明一种优选的技术方案，所述塞棒包括本体和设置于所述本体一端的头部，所述头部塞入所述水口中。

作为本发明一种优选的技术方案，所述本体的材料为铝碳。

作为本发明一种优选的技术方案，所述头部的材料为尖晶石。

第三方面，本发明提供了一种连铸机中间包塞棒控制方法，采用第二方面所述的连铸机中间包塞棒控制系统装置对连铸机中间包塞棒机构进行控制，所述控制方法包括：

驱动装置带动驱动横臂竖直移动，从而带动塞棒竖直移动，封闭或打开水口，用于调节钢水流入结晶器的流量。

作为本发明一种优选的技术方案，所述的连铸机中间包塞棒控制方法具体包括：

(1)调整塞棒的位置，使得塞棒正对中间包底部的水口处，确保塞棒下移时垂直塞入水口内；对中间包进行清扫和充氩；

(2)驱动横臂在驱动装置的带动下竖直移动，从而逐步脱离水口，中间包内的钢水通过水口流入下方的结晶器进行钢水浇注；

(3)在浇注过程中，对钢水进行取样或测温，并向钢水内加入碳化稻壳。

需要说明的是，本发明在安装塞棒时，塞棒安装调整方式为直棒调整，其作用是减小塞棒调整过程中所受阻力，详细调整过程为：驱动装置带动驱动横臂上升，使驱动横臂带动塞棒上升，调整塞棒在驱动横臂插头内的位置，使塞棒的头部悬于水口上方，驱动装置带动驱动横臂垂直下移，塞棒的头部垂直落入水口的碗部，如果不能垂直落入水口碗部，继续微调，确保塞棒与水口碗部垂直配合。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明提供的中间包塞棒机构通过对塞棒机构的尺寸规格重新设计，将垫片厚度加大，避免高温状态下使用时间过长导致变形，并采用专门的操作方法可以减少或杜绝塞棒控制失灵运行不受控制的问题，防止钢水质量受到影响，减少出现废品。

附图说明

图1为本发明一个具体实施方式提供的连铸机中间包塞棒控制系统装置的结构示意图。

其中，1-驱动横臂；2-塞棒；3-中间包；4-水口；5-结晶器；6-液位计；7-驱动装置；8-连接件；9-第一垫片；10-第二垫片。

具体实施方式

需要理解的是，在本发明的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

在一个具体实施方式中，本发明提供了一种连铸机中间包塞棒机构，如图1所示，所述连铸机中间包塞棒机构包括横向设置的驱动横臂1和垂直设置于所述驱动横臂1上的塞棒2，所述塞棒2通过连接件8固定于所述驱动横臂1上，所述连接件8与驱动横臂1连接的一端设置有第一垫片9，所述连接件8与所述塞棒2连接的一端设置有第二垫片10，所述第一垫片9和第二垫片10的厚度分别独立地选自20～25mm。

本发明提供的中间包塞棒机构通过对塞棒2机构的尺寸规格重新设计，将垫片厚度加大，避免高温状态下使用时间过长导致变形，并采用专门的操作方法可以减少或杜绝塞棒2控制失灵运行不受控制的问题，防止钢水质量受到影响，减少出现废品。

进一步地，所述塞棒2固定于所述驱动横臂1一端，所述驱动横臂1另一端传动连接有驱动装置7，所述驱动装置7用于带动所述驱动横臂1竖直移动。

在另一个具体实施方式中，本发明提供了一种连铸机中间包塞棒控制系统装置，如图1所示，所述连铸机中间包塞棒控制系统装置包括上述的连铸机中间包塞棒机构；

所述驱动横臂1下方设置有中间包3，所述中间包3内储存有钢水，所述中间包3底部设置有水口4，所述塞棒2一端通过连接件8固定于所述驱动横臂1上，所述塞棒2另一端垂直塞入所述水口4中。

所述中间包3下方设置有结晶器5，所述中间包3通过水口4碗部连通所述结晶器5，所述驱动横臂1在所述驱动装置7的驱动下带动所述塞棒2竖直移动从而封闭或打开水口4，用于调节钢水流入所述结晶器5的流量。

进一步地，所述结晶器5内设置有液位传感器6，所述液位传感器6电性连接控制器，所述控制器反馈控制所述驱动装置7，所述液位传感器6用于检测结晶器5内的钢水液位并将液位数据传输至控制器，所述控制器控制驱动装置7带动塞棒2竖直移动，从而跳着钢水流入所述结晶器5的流量。

进一步地，所述塞棒2的长度为1380mm。

本发明主要是将塞棒2设计为1380mm，与现有技术中的常规塞棒2相比减少了20mm，由于将传统的垫片厚度加大，如果不调整塞棒2尺寸，会导致塞棒2机构的运行不稳定，进而影响钢水液面的稳定。因此，本发明为了配合垫片厚度的加大，适当地减小了塞棒2长度，确保塞棒2机构的整体高度不变。

进一步地，所述塞棒2包括本体和设置于所述本体一端的头部，所述头部塞入所述水口4中。

进一步地，所述本体的材料为铝碳。

进一步地，所述头部的材料为尖晶石。

在另一个具体实施方式中，本发明提供了一种连铸机中间包塞棒控制方法，采用上述的连铸机中间包塞棒控制系统装置对连铸机中间包塞棒机构进行控制，所述控制方法包括：

驱动装置7带动驱动横臂1竖直移动，从而带动塞棒2竖直移动，封闭或打开水口4，用于调节钢水流入结晶器5的流量。

进一步地，所述的连铸机中间包塞棒控制方法具体包括：

(1)调整塞棒2的位置，使得塞棒2正对中间包3底部的水口4处，确保塞棒2下移时垂直塞入水口4内；对中间包3进行清扫和充氩；

(2)驱动横臂1在驱动装置7的带动下竖直移动，从而逐步脱离水口4，中间包3内的钢水通过水口4流入下方的结晶器5进行钢水浇注；

(3)在浇注过程中，对钢水进行取样或测温，并向钢水内加入碳化稻壳。

需要说明的是，本发明在安装塞棒2时，塞棒2安装调整方式为直棒调整，其作用是减小塞棒2调整过程中所受阻力，详细调整过程为：驱动装置7带动驱动横臂1上升，使驱动横臂1带动塞棒2上升，调整塞棒2在驱动横臂1插头内的位置，使塞棒2的头部悬于水口4上方，驱动装置7带动驱动横臂1垂直下移，塞棒2的头部垂直落入水口4的碗部，如果不能垂直落入水口4碗部，继续微调，确保塞棒2与水口4碗部垂直配合。

申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。