[发明专利]结晶器在线热调宽系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及炼钢连铸技术领域，特别地，涉及一种结晶器在线热调宽系统及方法。

背景技术

在炼钢连铸领域，用户对板坯宽度的需求是多种多样的，因此需要根据用户需求对结晶器的宽度进行调整。如果采用更换结晶器的办法实现板坯的宽度调整，不仅需要增加结晶器数量，而且更换结晶器的时间较长，影响钢厂的生产率和效益。因此，为提高连铸机的作业效率，同时又能满足各客户的多规格、小批量生产的需求，需要在浇铸过程中改变铸坯的宽度和锥度，即实现结晶器在线热调宽。

常见的结晶器自动调宽装置有液压式和电动机械式。液压式自动调宽装置在每个窄边布置两个带位移传感器和伺候阀的液压缸，通过背板与窄边插入件连接。由于结晶器工作在高温潮湿的环境中，位移传感器和伺服阀很容易失效。电动机械式自动调宽装置，每个侧板由电机和传动装置进行驱动，中间要采用万向节联轴器等设备，占用空间大，传动链长，结构复杂而且精度不高易产生锥度漂移。例如，中国实用新型专利200920207125.6公开了一种在线热调宽结晶器，其中与滚动螺旋传动机构相连的驱动机构复杂，结晶器调宽的整体传动链长，传动效率低，累积间隙大，易发生锥度漂移。然而，结晶器的内腔尺寸和锥度在正常生产过程中不允许发生变化，否则会改变铸坯的冷却效果，引发铸坯边角部纵裂纹、窄边鼓肚、窄边局部凹陷等缺陷，更严重时边角裂和鼓肚将引起漏钢，损害设备并降低连铸机作业效率和结晶器的使用寿命，直接影响产量和企业效益。

另外，有人还公开了一种结晶器在线热调宽的方法，其步骤包括判定步骤、调宽步骤和调窄步骤，其中，调宽步骤依次是平移、调锥、调幅和调锥，调窄步骤依次是调锥、调幅和调锥。其调宽调窄步骤繁琐费时，还容易出错。

因此，有必要提供一种调节精度高并且结构简单、占用空间小的结晶器在线热调宽装置以及一种简捷可靠的在线热调宽的方法。

发明内容

本发明目的在于提供一种结晶器在线热调宽系统及方法，以解决结晶器在线热调宽系统结构复杂、体积庞大、控制过程繁琐的技术问题。

为实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种结晶器在线热调宽系统，包括：伺服电动缸，沿结晶器的窄边铜板移动方向设置于结晶器振动框架上，伺服电动缸的伸缩杆与结晶器的窄边背板相连；控制器，与伺服电动缸电连接，用于控制伺服电动缸的伸缩杆跟踪结晶器锥度随铸坯宽度变化的曲线进行伸缩，使与伺服电动缸相连的结晶器的两个窄边铜板之间的锥度与所述结晶器锥度随铸坯宽度变化的曲线中的目标锥度相匹配。

进一步地，结晶器的窄边背板上与伺服电动缸的伸缩杆相对的位置上设置有销轴座，销轴座与窄边背板之间通过坡口局部加深焊接的方式连接，伺服电动缸的伸缩杆的端头与销轴座之间通过销轴连接。

进一步地，结晶器振动框架上设置有固定板，伺服电动缸的外壳与固定板相连，外壳的截面呈多边形。

进一步地，伺服电动缸的外壳与伸缩杆的端头之间设置有沿伸缩杆的轴向可伸缩的弹性护套。

进一步地，伺服电动缸的外端具有用于驱动伸缩杆的伺服电机，伺服电机内设置有用于采集结晶器的窄边铜板的位置信号的转速与位置检测编码器，伺服电机内还设置有与控制器电连接的锁紧抱闸装置。

进一步地，本发明提供的结晶器在线热调宽系统，还包括人机对话显示装置，与伺服电动缸及控制器电连接，用于显示伺服电动缸采集的结晶器位置参数以及显示调整控制器的控制参数。

进一步地，伺服电动缸的数量为四个，四个伺服电动缸的轴向与窄边铜板的运动方向平行地对称设置在窄边铜板的外侧。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种结晶器在线热调宽方法，包括：设定结晶器锥度随铸坯宽度变化的曲线；控制伺服电动缸的伸缩杆跟踪结晶器锥度随铸坯宽度变化的曲线进行伸缩，使与伺服电动缸相连的结晶器的两个窄边铜板之间的锥度与结晶器锥度随铸坯宽度变化的曲线中的目标锥度相匹配。

进一步地，控制伺服电动缸的伸缩杆跟踪所述结晶器锥度随铸坯宽度变化的曲线进行伸缩，包括：控制上部的两个伺服电动缸与下部的两个伺服电动缸的伸缩杆按照预设比例关系进行同步伸缩，该预设比例关系如下：