大圓坯連鑄拉矯機壓力自動控制系統(tǒng)

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

關(guān)鍵詞：引錠桿；拉矯機；壓力調(diào)節(jié)

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

0 引言

通過對引錠桿的速度跟蹤實現(xiàn)自動送引錠，并且拉矯機可以通過高低壓的自動切換來實現(xiàn)對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強度，以及人為失誤。也可對拉矯機壓力參數(shù)進行優(yōu)化，對不同鋼種的鑄坯質(zhì)量的提升有積極的作用。

1 系統(tǒng)組成描述

連鑄拉矯機壓力控制系統(tǒng)主要用于控制送引錠壓力和澆鑄鑄坯時壓力切換，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架拉矯機裝有電機的升降輥。各有一個交流變頻驅(qū)動，前4架拉矯機上裝有電磁制動器，每架電機上都裝有編碼器，通過編碼器數(shù)值計算跟蹤引錠桿。在拉矯機或制動器故障時，該架拉矯機自動打開，電磁制動器保持打開狀態(tài)。每個壓輥可以獨立升降，可以獨立控制壓輥的壓下，以及高低壓選擇。所有上輥可以通過伺服閥獨立打開和關(guān)閉，并可以根據(jù)生產(chǎn)需要準確調(diào)節(jié)壓力。一旦液壓站報故障，保壓閥（鎖定閥）啟動斷電程序保持液壓回路的壓力，這就保證了液壓站故障時夾送輥能固定住引錠桿或鑄坯。每個輥壓力是由一個伺服閥和兩個壓力變送器控制的。每個夾送輥的打開和關(guān)閉依靠限位開關(guān)來檢測。實際壓力的設(shè)定值的在以下過程之間變化時更改：1）引錠下壓力2）澆鑄下壓力。當送引錠程序執(zhí)行時和剛開始開澆時選擇引錠桿下壓力（高壓），澆鑄下壓力（低壓）是在鑄坯和引錠桿頭部通過輥道時自動設(shè)置值。

2 引錠桿的跟蹤

當引錠桿在輥道上時跟蹤更新如果（預(yù)備模式為ON）&引錠桿在輥道上信息為ON那么DBH=DBH+以輥道目標速度計算的增量，增量的計算是通過從變頻器獲得的實際輥道速度計算。當拉矯輥壓下時同步跟蹤，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HMI強制那么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–引錠桿長度。同步跟蹤，當引錠桿是在結(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為ON+5S延時）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&運輸輥道反轉(zhuǎn)程序為ON+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：脫引錠后，用于檢測引錠桿和鑄坯之間的分離。

4 自動送引錠壓力控制

（1）準備送引錠桿輥道打開通過啟動引錠桿送入程序請求&引錠桿送入順序是ON，運行夾送輥打開請求；（2）壓下引錠桿輥道，固定引錠桿由（引錠桿的頭部跟蹤<（輥子x的位置-偏移））的上升沿&引錠桿送入順序為ON運行輥子x的關(guān)閉請求，設(shè)置目標壓力=引錠桿壓力（高壓）；（3）在引錠桿尾部通過輥道時打開夾送輥（引錠桿尾部跟蹤>（輥子x的位置+偏移））的上升沿運行輥子x的打開請求；（4）在引錠桿尾部通過輥道時關(guān)閉夾送輥（引錠桿尾部跟蹤>（輥子x的位置+偏移））的上升沿運行輥子x關(guān)閉請求設(shè)置目標壓力=引錠桿壓力（高壓）；（5）熱坯頭部通過輥子（在澆鑄模式或者拉尾坯模式或者引錠桿拉出時）（熱坯頭部跟蹤>（托輥x的位置+偏移））的上升沿設(shè)定目標壓力=普通壓力（低壓）；（6）熱坯尾部通過輥子（在澆鑄模式或者拉尾坯模式或者引錠桿拉出時）（熱坯尾部跟蹤>（輥子x的位置-偏移））的上升沿設(shè)定目標壓力=拉尾坯壓力

5 澆鑄壓力控制

下壓力的設(shè)定值的在以下過程之間變化時更改：

引錠桿壓力（高壓），正常壓力（低壓）當引錠桿送入過程中通過輥子時設(shè)定為引錠桿壓力，當引錠桿帶動熱坯頭部通過輥道時壓力設(shè)置為正常壓力。

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

置0：選擇正常壓力

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

6 壓力計算與調(diào)節(jié)

（1）壓力計算：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：測量壓力[bar]、關(guān)閉面積：缸無桿腔表面積[cm2]、打開壓力：測量壓力[bar]、打開面積：液壓缸無桿腔表面積–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（來自于操作畫面）。否則設(shè)定壓力=基于拉速計算的壓力（來自于操作畫面）打開和壓下的壓力是通過一個伺服閥控制的，壓力調(diào)節(jié)的目的是保持壓力在一個固定值。伺服閥是靠PID調(diào)節(jié)的，積分參考限制于目標值的±10%。

7 結(jié)束語

綜上所述，連鑄拉矯機壓力自動調(diào)節(jié)，對保障連鑄坯的質(zhì)量提升和生產(chǎn)運行的穩(wěn)定有非常重要的作用，只有通過自動化手段不斷地對產(chǎn)品質(zhì)量進行優(yōu)化，提高生產(chǎn)效率，減少人為操作失誤，降低成本，才能實現(xiàn)經(jīng)濟效益最大化，同時獲得市場競爭的主動權(quán)。

參考文獻：

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

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