火焰切割机的电气设计(一)讲解

[ 09-09-16 10:28:00 ] 作者：未知编辑：studa090420

论文关键词：火焰切割机火焰切割机电气控制火焰切割机PLC

论文摘要：火焰切割机是利用燃气和氧气将铸坯快速燃烧，达到切断铸坯的目的，其优点是在线设备轻，一次性投资省，适应铸坯的温度宽；缺点是切割渣不易处理，金属损耗大，但当铸坯较长时，金属损耗则较少。本次课题实际内容主要是针对火焰切割机的电气控制部分进行研究和设计，本文引用电气控制PLC原理，通过各种电气元件的选型和计算，以及PLC程序的编译，简单的介绍了该火焰切割机电气控制方面的设计过程和设计方法。火焰切割机的电气设计包括PLC、变频器、控制变压器、低压电气元件的选型以及STEP 7的程序编译。

1 绪论

1.1 连续铸钢的概念

连续铸钢是一项把钢水直接浇铸成形的节能新工艺，它具有节省工序、缩短流程，提高金属收得率，降低能量消耗，生产过程机械化和自动化程度高，钢种扩大，产品质量高等许多传统模铸技术不可比拟的优点。自从20世纪50年代连续铸钢技术进入工业性应用阶段后，不同类型、不同规格的连铸机及其成套设备应运而生。20世纪70年代以后，连铸技术发展迅猛，特别是板、方坯连铸机的发展对加速连铸技术替代传统的模铸技术起到了决定性作用。

1.2 连铸比的概念

连铸坯的吨数与总铸坯(锭)的吨数之比叫做连铸比，它是衡量一个国家或一个钢铁工厂生产发展水平的重要标志之一，也是连铸设备、工艺、管理以及和连铸有关的各生产环节发展水平的综合体现。

1.3 国内外连铸技术的发展

1.3.1 国外连铸技术的发展概况

20世纪50年代，连铸开始用于钢铁工业生产。连铸坯产量仅有110万t

左右，连铸比约为0.34%

20世纪60年代，弧型连铸机问世，连铸进入了稳步发展时期。年产铸坯能力达4000万t以上，连铸比达5.6%。

20世纪70年代，世界范围的两次能源危机促进了连铸技术大发展，连铸进入了迅猛发展时期。铸坯产量已逾2亿t，连铸比上升为25。8%。

20世纪80年代，连铸进入完全成熟的全盛时期。世界连铸比由1981年的33。8%上升到1990年的64。1%。连铸技术的进步主要表现在对铸坯质量设计

和质量控制方面达到了一个新水平。

20世纪90年代以来，近终形连铸受到了实际各过的普遍关注，近终形薄

板坯连铸与连扎相结合，形成紧凑式短流程，其发展速度之快，非人们所料及。

1.3.2 我国连铸发展概况

近几年,我国连铸发展很快。除海南、西藏和宁夏，都有了连铸。2000年，连铸坯产量达到11450万吨，突破一亿吨，位居各国之首。连铸比88.08%,超过了世界连铸比的平均数87.2%。从1996~2000年的五年，连铸坯的产量增

加7017万吨，平均年增1403万吨，连铸比比1995（46.48%）增长41.6个百

分点 ,平均年增8.32个百分点.这个增速在世界上也是罕见的.2000年,全连铸单位达到130个占有连铸单位的总数165个的78.8%(没有连铸的单位仅12个);高效和较高效连铸机占连铸机总数339台的约50%.在品种质量方面,可以说除

个别品种外都能生产并满足质量要求。

进入新世纪,连铸生产发展更快.2001年连铸坯产量达13820万吨,连铸比

达92.8%,比2000年猛增2370万吨,增长21%,连铸比增长4.72个百分点。

2002年预计将产连铸坯16500万吨连铸比将达94%左右,全连铸单位将达157个,占当前有连铸的单位总数175的89.7%.2002年预计将新增连铸机60台200流,产能3500万吨以上.到2002年在线连铸机将达444台,产能共19450万吨.预计到2005年连铸机产能将达23500万吨,产量将达21000万吨,连铸比将达97%.现在新建的钢长起步都是全连铸,新建的连铸机基本上都是高效的,而且达产很快。

1.4 今后我国连铸发展要求

1.提高品质.国内市场所需的品种应能自己生产并保证质量,充分满足市场要求,并有利于扩大出口。

2.提高效率.还有近半数的连铸机需要进行高效化改造,已改造的效率需进一步提高,新建连铸机必须高效化且一步到位,提高近终型连铸的比率,进一步提高效率。

3.提高连铸比.尤其是提高特钢连铸比, 进一步发展全连铸.目前,影响我国连铸比的主要是几个大的钢铁企业和一批老的特钢企业，包钢和攀钢可望于2003或2004年实现全连铸,宝钢可望于2006年实现全连铸,太钢也正在努力。

4.流程最佳化．炉外精炼、铸坯热装、连轧成材，连铸是中间环节和中心环节，力求匹配、衔接最佳化，使之充分发挥炼钢及轧钢的能力，缩短工艺流程，降低各项消耗，提高劳动生产率，增加经济效益。

1.5 连铸机的组成

连铸机主要由钢包运载装置、中间包、中间包运载装置、结晶器、结晶器振动装置、二次冷却装置、拉坯矫直机、引锭装置、切割装置和铸坯运出装置等部分组成。

弧形连铸机

1-钢包转台; 2-中间罐; 3-结晶器; 4-二次冷却及导向装置; 5-结晶器振动装置

6-拉矫机; 7-引锭存放装置; 8-切割装置; 9-铸坯运出装置

1.6 弧形连铸机的生产流程

连续浇注时，钢水罐中的钢液经过中间罐注入水冷铜板结晶器内，结晶器的底部由引锭头承托，使引锭头与结晶器壁密封后便可开始浇注。注入结晶器的钢水受到水冷铜模的强烈冷却，迅速成为具有一定厚度坯壳的铸坯。当钢液浇至规定高度时，开动拉矫机，拉锟夹住引锭杆以一定速度把铸坯连续拉出结晶器。为了防止铸坯坯壳被拉断，并减少结晶器内的拉坯阻力，在浇注过程中，结晶器始终要进行往复振动。铸坯拉出结晶器以后，进入二次喷水冷却区，直到完全凝固。当铸坯拉出拉矫机后，脱去引锭装置，铸坯经过矫直，再经过割机切成定尺长度，由输送锟道运走，这一整个过程是连续进行的。

铸坯切割装置处于整个连铸装置的末端，也是整个连铸流程的结尾部分，负责把连铸坯按照轧钢机的要求切割成定尺或倍尺长度。铸坯是在连续运行中完成切割，因此切割装置必须与铸坯同步运动。

1.7切割设备的技术要求

1．把被矫直的铸坯，按要求切割成一定长度。

2．铸坯切口应与铸坯长度方向垂直，切面平整，切头不应有大于原铸坯断面的变形。

3．切割能力应适应铸坯温度的变化。

1.8切割设备的类型及特点

1.8.1 种类

小方坯连铸机采用的切割设备种类较多，有电动机械剪，液压剪，火焰切割机等。

1.8.2火焰切割机原理