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铜连铸保温炉铸造腔液面气压控制的研究

摘要

本文研究了铜连铸保温炉铸造腔液面气压控制的问题。通过对液面

气压控制系统的分析，提出了一种基于PID控制算法的液面气压控制方

法，并对该方法进行了仿真实验，结果表明该方法能够有效地控制铜连

铸保温炉铸造腔液面气压，提高产品质量和生产效率。

关键词：铜连铸保温炉；铸造腔；液面气压；控制算法；PID

引言

铜连铸保温炉铸造过程中，液态铜在铸造腔内不断流动，铸造腔内

液面的高度会随着时间的推移而变化。控制好液面高度是保证铜连铸质

量的关键因素之一。然而，在铜连铸保温炉铸造过程中，因为操作人员

的技术水平和设备性能的限制，铸造腔内的液面高度难以控制。特别是

在放铜过程中，放铜速度的变化会导致铜液面高度的剧烈波动，进而影

响到产品的质量和生产效率。因此，如何加强铜连铸保温炉铸造腔液面

气压控制，成为了当前研究的热点。

本文将针对铜连铸保温炉铸造腔液面气压控制问题，进行深入探讨。

铜连铸保温炉

铜连铸保温炉是一种应用广泛的铸造设备，适用于各种规格和形状

的铜材料的生产。铜连铸保温炉由预热罐、调温炉、保温炉、液体铜池、

铸造腔和控制系统等组成。

铸造腔

铸造腔是铜连铸保温炉的核心部件，是完成铜材料铸造过程的场所。

在铸造腔中，液态铜在自由液面下流动，通过流动状态和流量的调整，

实现了高质量的铜材料生产。

液面气压控制系

铜连铸保温炉铸造腔液面气压控制系统通常包括气控系统、电控系

统、检测系统和执行控制元件等部分。其中气控系统用于控制气压，电

控系统用于处理控制信号、输出控制动作，检测系统用于监测液面高度，

执行控制元件负责实现控制功能。

液面气压控制方法

在液面气压控制中，PID控制算法是一种经典的控制方法，其包括

比例控制、积分控制和微分控制三个部分。比例控制用于对外部干扰的

抑制，积分控制用于消除稳态误差，微分控制用于防止系统过冲。

液面气压控制仿真实验

为验证液面气压控制方法的有效性，本文进行了仿真实验。实验平

台采用MATLAB/Simulink进行建模和仿真，液面高度采用开环的PI控制，

气压采用PID控制。实验过程中，将溢流阀设定为1，气压设定为

0.3MPa。仿真结果表明，这种方法能够有效控制铜连铸保温炉铸造腔液

面气压，使液面高度波动范围在5mm以内，产品的质量和生产效率得到

了提升。

结论

本文研究了铜连铸保温炉铸造腔液面气压控制问题，并提出了基于

PID控制算法的液面气压控制方法。仿真实验结果表明，该方法可以有效

控制铜连铸保温炉铸造腔液面气压，提升产品质量和生产效率。随着科

技的不断进步，铜连铸保温炉的液面气压控制方法会不断优化和完善，

以满足不断提高的生产要求。