1、 某厂结晶器电动非正弦控制系统工程项目建议书1 11. 概况1.1 项目名称结晶器电动非正弦控制系统1.2 项目责任单位某公司1.3 项目概况为解决连铸结晶器振动框架变形严重，偏心套轴承、关节轴承使用寿命短、故障频繁而导致的设备损坏和浇铸过程中频繁粘结的情况，预防或减少设备和工艺事故的发生，实现公司对品种开发及生产的实际需要，有利于提高铸机产量，改善铸坯质量，拟在五机五流 R6M 连铸机进行结晶器电动非正弦振动控制系统改造。连铸机基本参数：机型：全弧形 半径： 8m 流数： 6 断面： 150mm*150mm、150mm*300mm流间距：1.3m结晶器结构形式：铜管式结构钢种： 普碳钢、中低
2、合金钢、优碳钢等 浇注方式：采用结晶器浸入式水口、保护渣进行保护浇注 该系统利用了目前成熟先进的计算机技术和数字交流伺服控制技术，系统完全由计算机软件产生控制结晶器振动的波形曲线（正弦或非正弦的） ，并按照工艺要求通过对RAM 优化函数各个变量取值，结合拉速精确地控制结晶器上下振动,使振动波形保持精确的频率、振幅、负滑脱时间、正滑脱时间、及波形偏斜率等，最终得到满足工艺需求的结晶器振动轨迹。 2 2为了保证控制波形的精确度、准确性，系统通过 PLC、控制器控制先进的数字伺服电动缸。数控伺服电动缸运动控制精度高、响应速度快，能够严格的按照计算机产生波形驱动结晶器振动，来实现结晶器的非正弦振动。2
3、. 项目的提出2.1 项目提出的必要性2.1.1 目前的振动系统为四连杆机械正弦振动，比较陈旧，系统故障多，易发生漏钢事故，使用和维护成本高，因此有必要对目前系统进行大规模改造。2.1.2 调整产品结构，生产高附加值产品，公司准备进行品种钢开发和生产，现有振动系统技术陈旧，为正弦振动，且不能在线调整振幅，振频等参数，不能满足未来品种钢的开发和生产，因此需要改造成能在线调整振幅，振频，能实现非正弦振动，能在高拉速下依然振动非常平稳的电动缸非正弦振动系统。2.1.3 采用非正弦振动，可以在线调整振频、振幅、偏斜率等参数，实现高振频、低振幅振动，并改善结晶器的润滑条件，使铸坯振痕变浅，达到改善铸坯表
4、面质量的目的；在改善生产条件的情况下，可以适当提高拉速，提高铸机的产量；可以减少设备维护量，降低设备维护成本，提高铸机的作业率。2.1.4 市场需求目前我公司品种钢相对同类型企业而言已走在前列，但是相对先进的大企相比差别很大，特别在品种钢开发和质量上。企业要适应目前的市场，必须坚持走“品种、质量、效益”路线，将某公司打造成深冲钢基地，而要贯彻既定路线，必须将品种的开发、生产和质量搞好。2.1.5 采用电动非正弦振动控制系统具有以下优势：2.1.5.1 提高拉速减小了振动偏摆，改善了保护渣润滑效果，使拉速摆脱振动因素的限制可以适当提高拉速，提高铸机单位时间产量。2.1.5.2 改善铸坯表面质量：
5、采用非正弦振动，可以在线调整振频、振幅、偏斜率等参数，实现高频、低振幅3 3振动，并改善结晶器的润滑条件，使铸坯振痕变浅，达到改善铸坯表面质量的目的；2.1.5.3 减少设备维护量：机械式的振动系统是靠偏心轮的转动推动连杆，连杆带着振动台振动，偏心轮每转一圈都有一次冲击，也产生一次使振动台和结晶器偏摆的力，且力传送环节多路径长；电动非正弦振动系统是由数字伺服电机带动滚珠丝杠转动，再带动电动缸上下运动，这种运动第一没有间隙，精度高，第二没有冲击，磨损很少。系统全数字化，模块化，安装方便，维护简单，故障率低。2.1.5.4 节能降耗：方坯原振动电机功率 12Kw/每流，采用数字控制电动式结晶器振动
6、装置的振动伺服电机功率 5 kW/流，实际使用功率约 1.5 kW/流。2.2 项目实施的可行性一、工序产能平衡和工序生产节奏因改造仅针对结晶器振动台，而节奏可以保持不变，这样在保证生产节奏的同时也保证了工序产能的平衡。二、场地平面布置和空间高度改造中主体土建和设施完全不变，只对现有结晶器振动台进行更换，并将现有结晶器振动动力源更换成电动缸，通过电动缸进行控制，因此不影响原有生产。 三、能源供给目前方坯运行基本正常，其水、电、风、气供给充足，改造后能源的需求不会有太大改变。四、市场需求目前我公司品种钢相对同类型企业而言已走在前列，但是相对先进的大企业差别不小，特别在品种钢开发和质量上。企业要适
7、应目前的市场，必须坚持走“品种、质量、效益”路线，将某公司打造成深冲钢基地，而要贯彻既定路线，必须将品种的开发、生产和质量搞好。钢水液面的稳定，能提高铸坯的表面质量，降低工人劳动强度，并减少各种事故，为品种钢的开发和生产提供了必要的技术条件。4 43. 改造内容及方案3.1 项目改造内容现状我厂的结晶器振动控制采用机械式正弦振动控制方式，这种方法会带来一系列缺点：1）结晶器润滑效果差，容易导致漏钢事故；2）铸坯表面质量差；3）设备维护量大，备件费用高；4）无法满足公司进行品种钢开发和生产的发展要求；因此，为解决目前之实际问题，电动非正弦控制系统应是首选。3.2 改造方案3.2.1 改造概况用结
8、晶器电动非正弦控制系统（每流 1 套，共 6 套）替换原有的四连杆振动系统，包括振动台及相应的电气控制系统。该系统利用了目前成熟先进的计算机技术和数字交流伺服控制技术，系统完全由计算机软件产生控制结晶器振动的波形曲线（正弦或非正弦的） ，并按照工艺要求通过对RAM 优化函数各个变量取值，结合拉速精确地控制结晶器上下振动,使振动波形保持精确的频率、振幅、负滑脱时间、正滑脱时间、及波形偏斜率等，最终得到满足工艺需求的结晶器振动轨迹。 为了保证控制波形的精确度、准确性，系统通过 PLC、控制器控制先进的数字伺服电动缸。数控伺服电动缸运动控制精度高、响应速度快，能够严格的按照计算机产生波形驱动结晶器振
9、动，来实现结晶器的非正弦振动。3.2.2 改造目的采用非正弦振动，可以在线调整振频、振幅、偏斜率等参数，实现高振频、低振幅振动，并改善结晶器的润滑条件，使铸坯振痕变浅，达到改善铸坯表面质量的目的；在改善生产条件的情况下，可以适当提高拉速，提高铸机的产量；5 5可以减少设备维护量，降低设备维护成本，提高铸机的作业率。3.2.3 系统技术规格说明3.2.3.1 工控机a) 操作系统： Windows XP 操作平台b) 通讯功能： 与 PLC 通讯，实现 PLC 控制软件编程、参数修改、 运行监视等功能。 与数字伺服缸驱动放大器通讯，对数字伺服缸进行参数优化和多种控制功能选择。c) 对振动系统的工
10、作状态进行监视d) 对振动系统的工艺参数进行实时修改 e) 设备组成： 双核 CPU Windows XP 操作系统 2G 内存 工控键盘 160G 硬盘 19 寸液晶显示3.2.4 能源介质需求电源: 提供一路三相五线制电源，其中三相交流电 380V/26KVA（4 流） ，专用仪表电源 220V/3KVA。冷却气源： 干燥洁净的压缩空气，压力 0.6 Mpa ，0.5m3/min（每流） 。润滑油：名 称 轴承油 (SH/T 0017-1990)容 量 大于 2000运动粘度（40） 90110/mm2s-1 润滑脂：2#脲基脂，润滑介质由买方提供。3.2.5 其它改造需求因设备承重增加，
11、需对现有振动大梁改造，改造费用预计为 8 万元。6 63.2.6 供货范围及详细设备清单供货设备名称：结晶器非正弦振动控制系统，供货数量：6 套（1 套/每流） 。4.工程建设进度系统从合同签订到系统正式运行总工期约 90 天，包括调研，设计，设备采购，安装上线，调试等过程。安装时需停机 20 小时。表 4-1 工程建设进度表序号 项目名称 10 天 20 天 30 天 40 天 50 天 80 天 90 天1 项目建议书 -2 可行性研究、审批、立项 - -4 详细设计、施工图设计 - -5 设备制造 - - - -6 设备安装调试 -7 试生产 -5投资估算 5.1 建设投资估算投资分类
12、投资数额 备注设备费 50 万*6 流=300 万建安费 5 万振动大梁改造 10 万合计 系统总投资约 315 万元7 76经济效益分析6.1 项 目 投 资 效 益 评 价本工程项目没有土建等特殊性施工，所以在项目施工过程中，不影响周围环境。在项目投产后，设备只消耗电源、压缩空气，也不会影响周边环境。电动缸非正弦系统节能降耗，符合建设节约型和谐社会、发展循环经济的国策。6.2 生产钢坯品种范围拓展分析能实现高频小振幅振动，能实现非正弦振动，大大提高铸机适应钢种的能力，对于提高产品质量和研发新品种提供了一个很好的平台。7.技改贡献值 振幅 015mm 在线可调 振动频率 0310cpm 在线可调 偏斜率 050%可调 振动波形 正弦或非正弦曲线 振动的纵向偏差 0.15mm； 振动的横向偏差 0.15mm； 振幅偏差 全行程偏差0.15mm；
