一种轻压下辊速控制方法技术

本发明专利技术公开了一种轻压下辊速控制方法，该方法通过在一拉矫机组的若干台拉矫机中，设定最后一台拉矫机驱动辊线速度为基准值，然后以此基准值为基准，通过修正器对其他若干拉矫机驱动辊的线速度设定值进行修正后，通过转化器将驱动辊线速度转换为电机转速设定值，然后传输至变频传动装置，同时通过编码器对电机转速进行实时检测，将电机实际转速再反馈回变频传动装置，从而实现对电机转速的闭环控制。该控制方法使实施轻压下的拉矫机负荷分配更趋合理，能够避免拉矫机组在实施轻压下过程中部分电机因承载力矩过大，在大压下量时发生电机过载跳电的现象。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种连铸控制方法，尤其涉及一种用于连铸轻压下时的拉矫机辊速控制方法。
技术介绍
轻压下技术是指通过在连铸坯液芯末端区施加均勻外力，形成一定的压缩量来补偿铸坯的凝固收缩量。其一方面可消除或减少铸坯收缩形成的内部空隙，防止晶间富集溶质的钢液向铸坯中心横向流动；另一方面，轻压下所产生的挤压作用还可以促使液芯中富集溶质的钢液沿拉坯方向反向流动，使溶质元素在钢液中重新分配，从而使铸坯的凝固组织更加均勻致密，达到改善中心偏析和减少中心疏松的目的。图1是一种典型的方坯连铸机轻压下配置示意图，图中P为拉坯方向，该轻压下装置由一组带有驱动辊4和支承辊5的拉矫机6组成。每台拉矫机6的驱动辊4由电机驱动旋转，并可以在油缸8控制下进行升降运动。支承辊5为被动旋转辊，其位置固定，起支撑铸坯7的作用。每台油缸8上装有位移传感器9，用于检测与油缸8的活塞杆连接的驱动辊4 的上下位移变化，即辊缝变化。轻压下所需配置的拉矫机6的数量由轻压下区间来决定，拉矫机6的数量越多，实施轻压下的区间范围就越大，方坯连铸机一般配置6-9个拉矫机6。从连铸生产工艺上来说，当钢包1中的液相钢水经中间包2缓冲中转流入结晶器3后，就开始其液相到固相的凝固铸造过程。钢水首先在结晶器3内接受一次冷却形成坯壳，然后经过二冷水区各段冷却，进一步加快凝固，增加其固相分布比例。当包含液芯的铸坯到达轻压下区域，即拉矫机6所在的区域时，实施轻压下的拉矫机6便先后从压力控制模式切换到辊缝控制模式，并根据不同的辊缝设定量和实际辊缝反馈值来调节油缸8的压下力，使驱动辊4 能进一步克服铸坯坯壳的变形抗力，达到一定的压下位移量。通过拉矫机组中多个拉矫机驱动辊4的分步下压，来达到总的压下量目标，从而实现凝固末端铸坯轻压下的工艺效果。驱动辊电机的负载力矩与拉矫机在拉坯过程中所受阻力有关，拉坯阻力主要包括各矫直点矫直阻力、坯壳同结晶器内壁间的摩擦阻力、以及坯壳同各段辊子间的摩擦阻力。 其中铸坯在拉矫机中的摩擦阻力同压在铸坯上的压下力成正比，压下力越大，摩擦阻力就越大，电机承受的负载力矩就越大。由于轻压下时各驱动辊需要向下克服坯壳的变形抗力， 以达到一定的分步压下量，因此压下力要增加到平时非轻压下状态的4-8倍，这就导致驱动辊与坯壳表面的摩擦阻力也随之增加，使驱动辊电机的负载力矩远远高于非轻压状态下的负载力矩。在轻压下实施过程中，拉矫机驱动辊始终处于向下拉坯的旋转状态。拉坯速度，即铸坯在扇形段内向下运动的线速度，是连铸生产工艺中非常重要的控制参数。由于拉坯速度同铸坯温度分布、凝固过程密切相关，工艺上一般希望拉速的过程值越稳定越好，达到一种所谓的恒拉速浇铸状态。如果忽略铸坯同辊子表面间的细微打滑因素，拉坯速度与驱动辊的线速度应当是相同的。现有轻压下辊速控制方法并未考虑如何平衡轻压下状态下的高力矩因素，采用的仍然是等速分配控制方法，其控制方法如图2所示工艺方设定拉坯速度A后，机组中所有的拉矫机1#……■的驱动辊线速度设定值E1……&均与拉坯速度设定值A相等，经转换器转换成电机转速设定值A……I后也一样，相等的转速设定值被送到各拉矫机驱动辊的变频传动装置。变频传动装置包括了速度调节器和变频器，电机实际转速经编码器检测后的数值队……I^n送入变频传动装置形成速度反馈，通过变频传动装置中的速度调节器调节变频器输出频率，使电机转速能稳定在设定转速上，从而使各驱动辊的线速度同拉坯速度保持一致。这种辊速控制方式在非轻压下模式下问题不大。因为在非轻压下模式下，铸坯在拉矫机组中基本不会发生形变，铸坯各点的截面基本一致，同样的驱动辊线速度所引起的铸坯流速基本一致，上下游的钢流速度是基本平衡的，不会给驱动辊运转造成较大的附加阻力。而在轻压下模式下，由于拉矫机驱动辊需要沿铸坯厚度方向压下一定的量，使铸坯厚度发生变化，即各压下辊下方的铸坯截面会发生变化。此时如果各驱动辊仍采用同样的线速度，则会导致各拉矫机驱动辊下方单位时间流过的铸坯量(体积量)不一致，进而使各点钢流速度产生失衡。这正如交通道路上的汽车流量，在同样宽的路面，前后汽车速度相同， 就不会产生交通堵塞，但如果前方道路收窄，则后方行车不得不减速，否则就会发生追尾拥堵事件。同理，如图3所示，驱动辊4和支承辊5之间为辊缝10，一旦拉矫机组内各拉矫机 6下的钢流速度不匹配，拉矫机组上游的驱动辊4沿P方向拉坯，拉坯时受到下游出口逐渐收窄所传导过来的阻力f，若仍维持相同的辊速设定值，则会使驱动辊电机负载力矩迅速上升，这就是在上游驱动辊4的压下力F比下游驱动辊4的压下力F小的情况下，上游驱动辊 4的负荷力矩却比下游驱动辊4高的原因。当某些品种钢的生产工艺要求采用大压下量时， 拉矫机驱动辊4的负荷力矩会进一步升高，并超出电机额定转矩，产生过载现象。而电机发生过载后，驱动辊4会保护性的向上抬升，甚至因跳电而完全抬起，从而对压下辊的轻压下精度和轻压下效果产生严重影响。
技术实现思路
本专利技术目的是提供，其通过对不同辊缝下的拉矫机辊速设定值进行实时动态修正的方法，使实施轻压下的拉矫机负荷分配更趋合理，避免拉矫机组在实施轻压下过程中部分电机因承载力矩过大，在大压下量时易发生电机过载跳电，并导致轻压下功能失控的问题，满足生产工艺对轻压下功能精度的要求，为品种钢批量稳定生产提供保障。根据本专利技术的上述目的，提出，其包括如下步骤(1)根据拉矫机组的拉坯速度设定值A，设定拉矫机组中最后一台拉矫机的驱动辊线速度&为辊速基准值，并将所述辊速基准值&分别赋予设于各拉矫机中的修正器。为了使连铸生产获得恒定的拉坯速度A，需要使拉矫机的拉坯速度保持稳定。在非轻压下模式下，所有拉矫机驱动辊的速度设定均与工艺拉速A—致，而在轻压下模式下，由于各轻压下实施点的铸坯受到压缩，造成铸坯流速失衡，为了缓解由此引发的电机负荷力矩失衡的问题，需要对部分电机的速度进行微调。但是这种微调仍然是建立在拉坯速度恒定的基础上。为了保持拉坯速度恒定，需要使铸坯在机组的出口速度保持恒定，由于机组最后一台，即第η台拉矫机的驱动辊辊速不仅决定了铸坯出口速度，而且铸坯在其之后不存在任何受压点，因此作为拉矫机组辊速控制的基准，其该基准线速度设定值等于要求的拉坯速度，即4 = A。需要了解的是，对于不同类型的连铸机，有些类型连铸机的轻压下范围截止到第 n-1台拉矫机驱动辊，由于最后两台拉矫机驱动辊下方的铸坯尺寸一致，不存在压缩，此时第n-1台拉矫机驱动辊即为轻压下范围内的最后一台拉矫机驱动辊，因此应当分配相同的速度设定值，即Elri = En = A0而另外一些连铸机，其轻压下范围虽然要到第η台拉矫机驱动辊，但是在第η台拉矫机驱动辊出现故障退出运行的情况下，为了仍能保持拉速恒定并且使辊速基准继续发挥作用，系统可以自动将第n-1台拉矫机驱动辊用于拉矫机组辊速控制的基准，即Elri = A。上述两种情况均属于设定最后一台拉矫机驱动辊的线速度为基准值，均属于本专利技术所要保护的范围内。(2)设于各拉矫机油缸上的位移传感器对应测得各拉矫机的辊缝尺寸，并将各辊缝尺寸对应传输至各修正器，所述各修正器对应修正拉矫机组中各拉矫机驱动辊的线速度设定值Ei = KiXEn,Ki = TnAi,i = 1,2,3......本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种轻压下辊速控制方法，其特征在于包括如下步骤：（１）根据拉矫机组的拉坯速度设定值Ａ，设定拉矫机组中最后一台拉矫机的驱动辊线速度Ｅｎ为辊速基准值，并将所述辊速基准值Ｅｎ分别赋予设于各拉矫机中的修正器，所述辊速基准值Ｅｎ与拉坯速度设定值Ａ，对应传输到与各电机对应连接的变频传动装置，对各电机进行速度控制；（４）若干编码器对应实时测量所述各电机的实际转速并将所述实际转速反馈至各变频传动装置，形成速度闭环控制。ｉ台拉矫机驱动辊的线速度设定值；Ｋｉ为第ｉ台拉矫机驱动辊线速度的修正系数；Ｔｉ为第ｉ台拉矫机的辊缝尺寸；Ｔｎ为最后一台拉矫机的辊缝尺寸；ｎ为拉矫机组中拉矫机的数量；（３）将经过修正的各拉矫机驱动辊的线速度设定值通过转换器转换为电机转速设定值相等；（２）设于各拉矫机油缸上的位移传感器对应测得各拉矫机的辊缝尺寸，并将各辊缝尺寸对应传输至各修正器，所述各修正器对应修正拉矫机组中各拉矫机驱动辊的线速度设定值：Ｅｉ＝Ｋｉ×Ｅｎ，Ｋｉ＝Ｔｎ／Ｔｉ，ｉ＝１，２，３……ｎ－１；其中，Ｅｉ为第

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：金国平，吴晔初，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：31