大圓坯連鑄拉矯機(jī)壓力自動(dòng)控制系統(tǒng)

摘 要：本文介紹了萊鋼100噸電爐大圓坯連鑄拉矯機(jī)壓力自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成及如何實(shí)現(xiàn)自動(dòng)送引錠以及正常拉坯的壓力切換，重點(diǎn)介紹了拉矯機(jī)壓力的計(jì)算與自動(dòng)控制。

關(guān)鍵詞：引錠桿；拉矯機(jī)；壓力調(diào)節(jié)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.23.082

0 引言

通過(guò)對(duì)引錠桿的速度跟蹤實(shí)現(xiàn)自動(dòng)送引錠，并且拉矯機(jī)可以通過(guò)高低壓的自動(dòng)切換來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)引錠桿壓力和鑄坯壓力的變化，提高了送引錠速度，大大降低了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，以及人為失誤。也可對(duì)拉矯機(jī)壓力參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)不同鋼種的鑄坯質(zhì)量的提升有積極的作用。

1 系統(tǒng)組成描述

連鑄拉矯機(jī)壓力控制系統(tǒng)主要用于控制送引錠壓力和澆鑄鑄坯時(shí)壓力切換，根據(jù)不同階段鑄坯用不同的壓力矯直鑄坯。

設(shè)備由以下組成，該系統(tǒng)由9架拉矯機(jī)裝有電機(jī)的升降輥。各有一個(gè)交流變頻驅(qū)動(dòng)，前4架拉矯機(jī)上裝有電磁制動(dòng)器，每架電機(jī)上都裝有編碼器，通過(guò)編碼器數(shù)值計(jì)算跟蹤引錠桿。在拉矯機(jī)或制動(dòng)器故障時(shí)，該架拉矯機(jī)自動(dòng)打開，電磁制動(dòng)器保持打開狀態(tài)。每個(gè)壓輥可以獨(dú)立升降，可以獨(dú)立控制壓輥的壓下，以及高低壓選擇。所有上輥可以通過(guò)伺服閥獨(dú)立打開和關(guān)閉，并可以根據(jù)生產(chǎn)需要準(zhǔn)確調(diào)節(jié)壓力。一旦液壓站報(bào)故障，保壓閥（鎖定閥）啟動(dòng)斷電程序保持液壓回路的壓力，這就保證了液壓站故障時(shí)夾送輥能固定住引錠桿或鑄坯。每個(gè)輥壓力是由一個(gè)伺服閥和兩個(gè)壓力變送器控制的。每個(gè)夾送輥的打開和關(guān)閉依靠限位開關(guān)來(lái)檢測(cè)。實(shí)際壓力的設(shè)定值的在以下過(guò)程之間變化時(shí)更改：1）引錠下壓力2）澆鑄下壓力。當(dāng)送引錠程序執(zhí)行時(shí)和剛開始開澆時(shí)選擇引錠桿下壓力（高壓），澆鑄下壓力（低壓）是在鑄坯和引錠桿頭部通過(guò)輥道時(shí)自動(dòng)設(shè)置值。

2 引錠桿的跟蹤

當(dāng)引錠桿在輥道上時(shí)跟蹤更新如果（預(yù)備模式為ON）&引錠桿在輥道上信息為ON那么DBH=DBH+以輥道目標(biāo)速度計(jì)算的增量，增量的計(jì)算是通過(guò)從變頻器獲得的實(shí)際輥道速度計(jì)算。當(dāng)拉矯輥壓下時(shí)同步跟蹤，如果（預(yù)備模式為ON）&引錠桿在輥道上信息為ON&（拉矯輥4或拉矯輥5關(guān)閉）的上升沿或者輥道位置通過(guò)HMI強(qiáng)制那么DBH=引錠桿在拉矯輥4的位置。

在中間輥道同步跟蹤如果（預(yù)備模式為ON）&引錠桿在鑄流上的信息為ON&中間輥道光電管下降沿那么DBH=光電管和結(jié)晶器之間的距離–引錠桿長(zhǎng)度。同步跟蹤，當(dāng)引錠桿是在結(jié)晶器內(nèi)并且選擇保持模式。

3 引錠桿位置計(jì)算

（1）引錠桿在存放位信息：置1：（引錠桿在輥道上信息為ON&引錠桿頭位置>開始切割位置&引錠桿存放位上升程序?yàn)镺N+5S延時(shí)）或者（引錠桿在鑄流上信息為ON&引錠桿頭部位置>拉矯輥7&拉矯輥速度>0.2m/min）或HMI強(qiáng)制引錠桿在存放位置0：引錠桿在鑄流上的信息的上升沿或引錠桿在輥道上的信息上升沿；（2）引錠桿在輥道上信息：置1：（引錠桿在存放位信息&存放限位開關(guān)為ON&運(yùn)輸輥道反轉(zhuǎn)程序?yàn)镺N+20秒）或（引錠桿在鑄流上信息為ON&引錠桿頭部位置>拉矯輥7&拉矯輥速度>0.2米/min+20S）或HMI強(qiáng)制引錠桿在鑄流上置0：引錠桿在鑄流上信息的上升沿或者引錠桿在存放位的上升沿；（3）引錠桿在鑄流上信息：置1：（引錠桿在輥道上信息&（拉矯輥6或拉矯輥7壓下）&拉矯輥<-0.2m/min+20秒&引錠桿頭位置<切割位置）或引錠桿在鑄流上HMI命令置0：引錠桿在存放位置信息的上升沿或引錠桿在輥道上信息的上升沿；（4）引錠桿脫引錠執(zhí)行：輸入輥道光電管用于同步跟蹤，如果脫引錠桿完成也用于檢測(cè)：脫引錠后，用于檢測(cè)引錠桿和鑄坯之間的分離。

4 自動(dòng)送引錠壓力控制

（1）準(zhǔn)備送引錠桿輥道打開通過(guò)啟動(dòng)引錠桿送入程序請(qǐng)求&引錠桿送入順序是ON，運(yùn)行夾送輥打開請(qǐng)求；（2）壓下引錠桿輥道，固定引錠桿由（引錠桿的頭部跟蹤<（輥?zhàn)觴的位置-偏移））的上升沿&引錠桿送入順序?yàn)镺N運(yùn)行輥?zhàn)觴的關(guān)閉請(qǐng)求，設(shè)置目標(biāo)壓力=引錠桿壓力（高壓）；（3）在引錠桿尾部通過(guò)輥道時(shí)打開夾送輥（引錠桿尾部跟蹤>（輥?zhàn)觴的位置+偏移））的上升沿運(yùn)行輥?zhàn)觴的打開請(qǐng)求；（4）在引錠桿尾部通過(guò)輥道時(shí)關(guān)閉夾送輥（引錠桿尾部跟蹤>（輥?zhàn)觴的位置+偏移））的上升沿運(yùn)行輥?zhàn)觴關(guān)閉請(qǐng)求設(shè)置目標(biāo)壓力=引錠桿壓力（高壓）；（5）熱坯頭部通過(guò)輥?zhàn)樱ㄔ跐茶T模式或者拉尾坯模式或者引錠桿拉出時(shí)）（熱坯頭部跟蹤>（托輥x的位置+偏移））的上升沿設(shè)定目標(biāo)壓力=普通壓力（低壓）；（6）熱坯尾部通過(guò)輥?zhàn)樱ㄔ跐茶T模式或者拉尾坯模式或者引錠桿拉出時(shí)）（熱坯尾部跟蹤>（輥?zhàn)觴的位置-偏移））的上升沿設(shè)定目標(biāo)壓力=拉尾坯壓力

5 澆鑄壓力控制

下壓力的設(shè)定值的在以下過(guò)程之間變化時(shí)更改：

引錠桿壓力（高壓），正常壓力（低壓）當(dāng)引錠桿送入過(guò)程中通過(guò)輥?zhàn)訒r(shí)設(shè)定為引錠桿壓力，當(dāng)引錠桿帶動(dòng)熱坯頭部通過(guò)輥道時(shí)壓力設(shè)置為正常壓力。

高壓：置1：根據(jù)引錠桿自動(dòng)送入程序或者（主控臺(tái)上的高壓按鈕按下&當(dāng)前為低壓）或者在遠(yuǎn)程模式下HMI發(fā)出高壓命令

置0：選擇正常壓力

低壓：置1：根據(jù)引錠桿自動(dòng)拉出程序或者（主控臺(tái)上的高壓按鈕按下&當(dāng)前為高壓）或者在遠(yuǎn)程模式下HMI發(fā)出正常壓力命令

6 壓力計(jì)算與調(diào)節(jié)

（1）壓力計(jì)算：壓力=（關(guān)閉壓力*關(guān)閉面積–打開壓力*打開面積）*Klev*Kang。壓力：作為結(jié)果的壓力[噸]、關(guān)閉壓力：測(cè)量壓力[bar]、關(guān)閉面積：缸無(wú)桿腔表面積[cm2]、打開壓力：測(cè)量壓力[bar]、打開面積：液壓缸無(wú)桿腔表面積–液壓缸桿表面積[cm2]、klev=液壓缸到螺栓距離/螺栓到輥切線（取決于產(chǎn)品截面）、Kang：cos（壓力應(yīng)用角度）根據(jù)產(chǎn)品截面。

（2）壓力調(diào)節(jié)：如果高壓那么設(shè)定壓力=引錠桿壓力（來(lái)自于操作畫面）。否則設(shè)定壓力=基于拉速計(jì)算的壓力（來(lái)自于操作畫面）打開和壓下的壓力是通過(guò)一個(gè)伺服閥控制的，壓力調(diào)節(jié)的目的是保持壓力在一個(gè)固定值。伺服閥是靠PID調(diào)節(jié)的，積分參考限制于目標(biāo)值的±10%。

7 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，連鑄拉矯機(jī)壓力自動(dòng)調(diào)節(jié)，對(duì)保障連鑄坯的質(zhì)量提升和生產(chǎn)運(yùn)行的穩(wěn)定有非常重要的作用，只有通過(guò)自動(dòng)化手段不斷地對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行優(yōu)化，提高生產(chǎn)效率，減少人為操作失誤，降低成本，才能實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益最大化，同時(shí)獲得市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的主動(dòng)權(quán)。

參考文獻(xiàn)：

[1]蔣慎言.煉鋼生產(chǎn)自動(dòng)化技術(shù)[J].出版社：冶金工業(yè)出版社，2006（11）.

作者簡(jiǎn)介：王棟（1984-），男，山東日照人，工程師，研究方向：工業(yè)自動(dòng)化與儀表技術(shù)。endprint