连铸连轧电气自动化控制系统的设计与实现

连铸连轧电气自动化控制系统的设计与实现
发布时间：2022-03-17T07:17:25.844Z 来源：《科学与技术》2021年30期作者：张明跃张克进王泽喜
[导读] 连铸机主要是在铜板熔化和连续浇铸
张明跃张克进王泽喜
铜陵全威铜业科技有限公司244000
山东泰安鲁威新材料科技有限公司271000
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摘要：连铸机主要是在铜板熔化和连续浇铸、连续轧制中间操作中应用,主要分为熔化、浇铸、冷却、轧制、成品、打包。

等部分,它可以保证将液态铜更好地转移到铸坯中。

在中国铜线材制造发展和完善过程中,铸铜技术使用也逐步从传统作业模式转为全自动的电力作业。

智能化电器连铸机的应用,极大地缩短了制造工艺,同时降低了产品成本,从而提升了实际生产制造的效率和产品质量水平。

本文深入研究连铸连轧电气自动化控制系统目前存在的问题，并剖析了未来的发展方向。

关键词：连铸连轧；电气自动化；控制系统
铜线材连铸连轧生产技术长期以来都是全球经济发展的重要基石,在生活中的各个方面,有色金属材质都有着其他材质所不能替代的自身优点。

而随着现代科技的深入发展,铜线材产品也开始从粗放式转变成了集约式,市场的需求量也将比以往更大、更广、更细致。

而要想实现高生产率、低能耗、高质量、低成本生产的最佳方法,便是选择当时比较先进的生产设备、技术和工艺,连铸机电气自动控制系统的使用,正是解答上述提问的一条途径。

连铸机电气自动控制系统的投入,在较大程度上改善了企业制造效率和经营管理水平,促进了中国铜深加工产业结构的进一步优化,是效益实现的关键保障。

一、连铸机的生产工艺
连铸机工艺技术较为复杂,在整个流程中所使用的装备类型很多,分为浇铸、二次热预冷装置、剪切装备、连续轧制、高压除鳞等几十种。

连续铸造装置的应用是通过浇铸、铸坯成型区、冷却区、结晶区实现连续不间断式铸造。

冶炼过程通过竖炉熔化区、除渣区、控温区、缓冲区、控氧区，使铜液达到工艺条件，进入浇包实现连续铸造。

冷却方式通过高压喷嘴流出的雾化液冷却铜带实现铜液冷却成型，它的优势无需进行切割可实现连续铸造、轧制、成品，不间断式生产铸造。

(二)竖炉连铸连轧概况。

竖炉区是由竖式熔化炉以及保温炉组成，采用全套预混式燃烧系统，通过预混喷壶设计，火焰稳定，是目前国内最先进的精铜低氧杆生产设备。

该设备采用废铜和电解铜作为原材料，相对于反射炉，竖炉生产可以减少熔融铜吸收自由氧，达到无烟害的目的，更加高效、节能、环保。

二、连铸机电气化自动控制系统的发展趋势
(一)改革开放时期中国的连铸技术水平日益提升,连铸机电气自动化控制系统也在不断的发展、提升与完善,不过目前依然面临着许多技术方面的不足，特别是与欧美地区等发达国家的比较,技术差别还相当明显。

但是中国连铸机电气自动化系统这几年的迅速发展,已经有力地弥补了中国铜材在连续浇铸方面的短板,使中国铜材的生产率和品质水平均得以提高,产生了很大的经济效益,使中国的铜材产业发展在国际上也取得了相当的地位。

现在有关连铸机电气智能化技术的研发已经得到了较大进展,但在实际生产中却仍然面临着不少问题,包括尚有许多不能测的技术原因仍未能克服,系统的动态仿真还处在研制中,以及企业内部与运行部门间产生的时间滞后性、在连铸过程中各部分的配合与控制困难等许多问题,对连铸机的质量与品质都形成了很大的负面影响。

(二)随着工业科技的日益发达,市场上对连铸机电气自动控制系统的需求量也愈来愈大,因此连铸机电气自动控制系统也变成了铜材产业中至关重要的制造平台,不过企业要想得到更进一步的蓬勃发展,必须改进的地方还是很多。

首先是技术创新，现在随着我国铜线材行业的蓬勃发展,我国社会经济技术水平的提升也对铜线材的生产方式和质量的要求愈来愈高,各铜材公司间的竞争也愈来愈大,所以一定要对连铸机进行持续地技术创新,并研制出独立自主知识产权的连铸机电气自动控制器,在技术上精简,在效果上优化,如此才能在国际竞争中保持优势而不被消灭。

还要在整个作业过程上实现一体化,连铸机的电气智能化管理系统在完成一体化后非常简单,就能够直接完成对它的现场管理与控制上的优化,可以节省巨大的成本。

标准化也是必不可少的,通过信息系统接口的统一规范,可以使得公司与企业之间、部门与部门相互之间的信息沟通更加便利,也可以有效进行信息系统的资源共享。

安全化也至关重要,因为安全与标准化一直是行业内都在重视并实施的准则,它是产业发展的必然趋势,能降低生产中的风险,又能提高生产的品质。

三、连铸机电气自动化控制系统发展的建议
中国的连铸机电气智能化发展水平总体上已超过了大部分发展中国家,不过与欧美等发达国家比较仍然滞后较多,所以中国要想发展得更快更好,我们不但要掌握他们的核心技术,而且还要总结自身的成功经验,对自身所欠缺的地方加以创新、完善与总结,从而研发更加有效的连铸机电气智能化系统,才能使中国铜工业发展得更加好。

例如：竖炉连铸连轧铜杆设备，该设备具有生产效率高、铜杆品质高、自动化程度高、综合耗能低等特点。

（一）生产效率高。

从原电解铜到HPB300|8mm铜杆，实现大吨位、连续化和规模化生产，每小时生产35吨，年产25万吨8.0mm铜杆年产值150亿元。

（二）铜杆品质高。

产品质量达到T1标准，导电、导热性能好，含氧量一般在200-400ppm之间，能满足漆包线需求。

（三）自动化程度高。

电气控制采用人机界面接触屏，按RJ45通讯方式与PLC进行双向数据交换，通过PLC程序实现对系统各分部的监测与控制，保证设备安全正常运行。

（四）综合耗能低。

综合能耗1.29万吨标煤，单位万元GDP能耗8.6公斤标煤，相比铜杆行业标准值70公斤标煤，仅为其八分之一。

四、结语
综上所述，我国连铸机电气自动化控制系统近年来发展迅速，但与欧美发达国家相比仍存在一定差距。

实现连铸机在应用过程中的自动控制一直是工业界追求的技术，现在，随着连铸技术、计算机、网络等新技术的飞速发展，我们希望在科学知识与实际操作相结合的前
提下，在行业内开辟创新模式，缩短与发达国家的差距或在技术上赶超，我们必须不断改进和创新，开发更好的连铸机电气自动控制系统，以实现有色金属工业更好发展。

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[6] 王澜瑾. 连铸机电气自动化控制系统的应用[J]. 车时代,2021(3):103. 第一作者姓名：张明跃（1989.06.02）；性别：男，籍贯：山东省阳谷人，民族：汉族，学历：专科，毕业于聊城大学；现有职称：技师；研究方向：自动化；。