炼钢连铸中的仪表设备安装调试技术

炼钢连铸中的仪表设备安装调试技术

卢可佳

宝钢股份有限公司炼钢厂上海市201900

摘要：近年来，随着我国经济的快速发展，电气自动化技术得到了广泛的应用。随着科学技术的持续发展，仪表设备的功能逐渐多样化。在炼钢厂的历次铸机改造中，现场各种先进仪表设备都会大批量地安装，以检测仪表为代表的高精度设备在安装的过程中很容易受到外在因素的影响，使得电仪设备运行质量不佳。为了提升仪表设备的运行质量，一方面我们应严格执行安装的行业标准，另一方面，分析仪表设备调试中遇到的问题，也可以提升今后仪表使用中的稳定性与准确性。

关键词：电气自动化；仪表工程；安装与调试技术

引言

宝钢一炼钢1#连铸机综合改造项目中主要涉及更新的仪表设备主要有二冷控制模型、液面控流系统、BO漏钢预报系统等。为了体现工程项目的自主集成技术水平，提供的自动化系统遵循现代技术和发展潮流，并且符合国内外相关标准，保证可靠性、用户友好性和维护便利性。主要控制系统选用西门子控制系统。项目的设计和设备供货符合下列标准或规定的要求。中国国家标准GB(ChineseStandard)、国际标准化组织ISO标准、国际电工技术委员会IEC标准、德国工业标准DIN制造商企业规定。同时测量系统均采用米制。为正确处理数据，实现顺序控制、回路控制和联锁，电气系统网络连接，使用以下多种信号接口：工业以太网、TCP/IP协议、现场总线（PROFIBUS-DP）等。

1.二冷系统概述

二次冷却是连铸生产的关键技术之一，但二冷控制却与常规的反馈控制系统有着很大的区别。在连铸的二冷区内，由于高温、水蒸气、铸坯表面氧化铁皮等干扰因素，铸坯的表面温度难以通过物理测温设备准确测量得到。即便是利用高精度的红外测温仪对铸坯表面进行单点测温，也无法为模型提供稳定的、可靠的反馈数据流。动态二冷模型是建立在冶金机理的基础上，结合先进的计算机控制技术，针对连铸过程的二次冷却喷水控制所开发的一套模型。因此，检测水量的电磁流量计的稳定性与准确性是这套模型的关键。

1.1电磁流量检测设备的安装调试

1#连铸机的电磁流量计统一使用水平安装，安装时检测器内的电极轴线必须处于水平位置；安装前，务必确认液体流动方向与铭牌指示方向一致，否则极性相反将造成报警；流量检测器上游5DN处不允许安装切断装置、孔板和调节阀，若有则可能引起流量扰动增加误差；流量计的仪表接地至少接在一个独立接地点，接地电阻小于10Ώ。

流量计安装完成后，在喷嘴处进行接水，进行水量比对实验，实验合格后认可验收。

2.液面控流系统概述

液面控流是基于西门子控制功能块的软件PID连续控制器，是串级控制系统的多环控制系统，由两个闭环控制器组成。主回路为带PID算法液面控制器，副回路为带P（比例）算法位置控制器。第一个闭环回路控制器（PID控制器）的实际输出值作为第二个闭环回路控制器（P控制器）的设定值。副回路的输出值与伺服放大器连接，直接控制执行机构-最终控制塞棒位置。执行机构内装有行程-位置检测设备，发送4-20mA信号作为第二个闭环回路控制器的设定值。液面控制器的设定值连接到结晶器液位检测装置，其中液面检测器是第一个闭环回路的输入环，检测器的稳定性和抗干扰性，决定了整个控制系统是否稳定、振荡。

2.1液面检测器的安装调试

液面计的安装必须保证液面计与结晶器铜板齐平（禁止凸出或内凹），液面计上下两侧的绝缘垫配置齐全，尽可能减少与下方铜板与上方、侧翼压板的间隙，防止冷钢嵌入等现象。由于液面检测器输出弱电信号，极易受到周边强电电磁信号干扰，因此结晶器安装到位后，要对液面检测器的信号线和EMS电缆进行梳理、规范布置，防止两者平行或绕圈穿越，尽可能十字交叉布置，距离保持在3cm以上。液面计安装完成后，必须对检测器的稳定性、重复性和抗干扰性进行分别检查。稳定性检测可以通过配套的多功能活动铝板来进行，测试前首先确保铝板的安装处于水平位置，之认后将铝板置于结晶器下口且保持处于同一高度，在10分钟内对液面检测值进行等间隔时间读数，若读数误差在±2mm内则属于正常；重复性同样通过配套的多功能活动铝板来进行，首先设定一个约定高度，重复活动铝板高度后最终回到约定高度，反复5-10次后，检测实际值误差不大于±2mm则属于正常。抗干扰性的检测方法类似于稳定性测试，铝板在保持同一高度后，投用EMS电磁搅拌系统，当变频器电流达到500A以后，检查液面检测值是否有大规模波动，若无明显毛刺和波动，则该液面计抗干扰性达标可验收。

3.漏钢预报系统概述

结晶器漏钢预报系统的作用是防止在结晶器底部产生漏钢。通过在结晶器四边铜板安装热电偶阵列，检测温变趋势并结合中包吨位、液位、拉速等信息，利用智能模型的神经网络分析技术，在发生漏钢前预知漏钢征兆，进而降低铸机拉速，有效避免漏钢事故的发生。漏钢预报系统中，热电偶是其中的核心部件。

3.1热电偶的安装调试

热电偶安装在结晶器铜板后部，最常见的故障就是热电偶接线端子松动，与结晶器铜板接触不良，这些都会造成温度检测的偏差，严重干扰预报功能的运行。因此结晶器上线前，必须使用热源对热电偶进行隔离加热，通过检测其温度的变化，确认热电偶的电性能和安装质量。

4.其它传统仪表安装调试

传统仪表主要指没有数据转化功能的简单机械式仪表。安装过程中，严格按照说明书指示操作，明确配件安装的先后顺序，进而依据不同的安装目标使用不同的方法进行安装。在调试过程中，以下几点需要注意：注意大气环境压力和环境温度对仪表的影响，在标准环境下对仪表零点进行标定，对仪表的实际用量和量程进行测算。检查仪表设备的零部件质量，保证所有组件都能够平稳运行。充分的准备调试工作能够很大程度上降低设备操作失误概率，提高设备运行的稳定性和检测的准确性。

5.提高技术人员的综合素质

自动化仪表的发展对安装和维护人员的技能素养也有了更高的要求，目前宝钢正在通过定期组织学习班和网络远程交流，为不同单位的仪表技术人员搭建了一个知识交流、经验互通和技能展示的平台。通过这些手段，既提升了仪表技术人员的综合素质，也提升了兄弟单位间的组织向心力。

6.先进控制与智能化控制相结合

炼钢连铸行业中智能化控制的实现不需要操作人员掌握高技术含量的生产技能，仅需掌握简单的操作技能，就可以保证生产的持续进行。在具体的操作中，只需要在仪表界面输入生产数据，之后的工作全由智能化系统完成，不仅有效提升了连铸的生产效率，同时减少了人工误差带来的失误。近年来，国内多数钢铁企业都对产线开展了升级改造工作，更多的智能化仪表被应用在生产环节，企业的生产效率进一步提高。此外，在科学技术快速发展的背景下，先进的检测技术得到不断的完善，进一步提升了智能控制水平，将先进的检测技术与智能化控制技术相结合，能够进一步促进钢铁行业朝向现代化方向发展。

结语

综上所述，自动化仪表作为现代科技产品，其在钢铁行业中的应用可谓是技术加盟行业生产，有效地促进了生产效率的提升。因此，钢铁制造企业要高度认识到自动化仪表的重要作用，仔细分析自动化仪表在安装调试和后续应用中遇到的问题，并积极寻求有效的解决措施，促进自动化仪表应用价值的进一步提升。

参考文献

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［3］李西娟.自动化工业仪表安装工程中的施工技术［J］.硅谷，2014，（4）：69-70.