熱連軋機液壓活套的控制策略分析

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1、第28卷2010年第6期(總第150期)使用與維護熱連軋機液壓活套的控制策略分析彭愛春(唐山不銹鋼有限責任公司唐山063100)摘要介紹了熱連軋機活套控制理論和力矩的計算及控制方式，經(jīng)不斷調(diào)整。優(yōu)化和改善動態(tài)參數(shù)，實現(xiàn)了活套高度自動控制，排除了拉鋼堆鋼現(xiàn)象，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。關鍵詞套量微張力挑帶力矩唐山不銹鋼廠1580熱軋線采用微張力活套控間的活套變化量為：制，由低慣量快速液壓活套裝置配合各機架。生產(chǎn)△z=[(z。+Rcos0)+(Rcos0一hd+線共設6個活套，活套臂工作角度935。，邏輯控r)]+[(z—。一Rcos0)+制和連鎖計算由西門子TDC完成，實現(xiàn)了活套恒(Rs

2、inO—hd+r)]忍一f(2)張力、自動起落套和活套高度閉環(huán)控制。式中：z——軋機間中心距／ram；Z——軋機與活套間距離／mm；l活套控制理論依據(jù)1．1機架間套量方程h——活套中心與軋機中心線間距離／mm；液壓活套是保證在軋制過程中對帶鋼在機架——活套臂長／mm；間產(chǎn)生一個恒定的張力；在兩機架間形成一個緩r——活套半徑／ram；沖區(qū)，保證各機架的連續(xù)軋制，控制機組的軋制速0——活套擺起角度，0≤0≤90。。度。軋件在熱連軋精軋機組軋制的過程中，分為由于式(2)可以看出僅有0為變量，因此咬人和連軋兩個階段。咬人階段為帶鋼頭部進入△Z=．廠(0)，活套量△Z與0角的關系在工作

3、段基軋輥到帶鋼在機架間建立張力前的階段，在此階本符合二次曲線。段軋輥咬入軋件時，主電動機受到?jīng)_擊載荷作用，產(chǎn)生動態(tài)速降，由于動態(tài)速降導致產(chǎn)生一定的活F套量，而機架間設有活套控制器，當帶鋼進入下一軋機開始連軋階段后，活套控制器抬起，接觸帶鋼，完成機架間建立張力，此時帶鋼的張力由活套控制器來控制，機架間存儲的套量變化量：Al=J^(，)(1)式中：——機架間存儲的活塞套變低量；——Fi機架帶鋼出口速度；——Fi+1機架帶鋼出口速度。由式(1)可看出在連續(xù)軋制時，實際上保持理論上的秒流量相等是相當困難的，甚至是辦不到的。為了使軋制過程能夠順利進行，有意識的采圖1活套示意用微堆鋼或微

4、拉鋼的操作工藝。1．2活套控制器的工作參數(shù)狀態(tài)當+?！贂r，隨時間的增長，套量將無限增由于數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)PDA(ProcessData加或減少，如果不加以控制，則由于套量增加過大Acquisition)的出現(xiàn)，很直觀看出連軋時軋制壓力而在機架間產(chǎn)生疊鋼，這將引起嚴重事故，反之當套量減少從而最終使帶鋼繃直，產(chǎn)生拉鋼現(xiàn)象。、主電動機電流，、主電動機速度力、活套擺角0和張力的變化(見圖2)。由于機架間活套機構的存在，套量的增加及減少將由活套控制器的升降來吸收(見圖1)，機架一6一使用與維護第28卷2010年第6期(總第150期)0分擾％宙8雪808乜雷豁8S、85808分％0蜘苣

5、8S％、se8批在軋制過程中，活套控制器承受的力矩主要有以下部分：一是帶鋼在兩機架之間形成的張(a)力力矩；二是帶鋼重量和活套自身重量形成的力矩，這稱為重力力矩；還有挑帶力矩(它使帶鋼彎曲，軋制厚帶鋼尤不可忽視)。這些力矩合成活套控制器所承受的總力矩；。(h)；=Mo+十++(3)式中：——主動力矩／N·11'1；，——力矩偏移／N·Il；胍——活套自重產(chǎn)生的力矩／N·ITI；(c)％——帶鋼自重產(chǎn)生的力矩／N·ITI；——帶鋼張力產(chǎn)生的力矩／N·111；％廠一挑帶力矩／N·m。活套所需總力矩是以上力矩之和，并且是活套輥擺角0和張力的函數(shù)。為保持張力恒定，當活套角變化時，在板

6、帶流動方向的分量恒定。液壓活套主動力矩為液壓活套產(chǎn)生的作用力及力臂的積，作用力為無桿腔側壓力與缸截面F之積減去有桿腔側壓力與桿截面之積，力臂為支張力沒定值(e)撐點到作用力的距離。其亦為活套角的函數(shù)。所以控制活套角和其產(chǎn)生的力矩是解決問題的關鍵2控制功能的實現(xiàn)圖2變化規(guī)律示意現(xiàn)代帶鋼熱連軋的一個基本特點是恒定微張，一機架軋制壓力；卜一+，機架主電動機電流；J】一+杌架主電動機速度；p一與+杌架間活套輥擺角；力的活套量軋制。在軋制中，由于咬鋼動態(tài)速降^一與，機架間帶鋼張力。和鋼溫及材質(zhì)等各種外部干擾有關，使得各機架問的速度匹配遭到破壞，在機組間安裝活套的目(1)罔2(a)從壓頭

7、發(fā)出壓力信號到活套輥升的是檢測偏差、調(diào)解機架間的速度和實現(xiàn)兩機架至_T作零位角為止，約需0．5s，到活套輥繃緊帶鋼之間帶鋼保持恒定的微張力以免拉鋼，保障產(chǎn)品并建立給定張力，總共需1s。質(zhì)量。其實現(xiàn)的方法是在下一機架咬鋼后迅速起(2)圖2(h)從帶鋼頭部被+．機架咬人之后的套，進入穩(wěn)定軋制后保持設定的張力恒定。并根據(jù)0．3—O．5s內(nèi)，，機架的動態(tài)速降到恢復，而在此時活套自動調(diào)節(jié)各機架速度，保持套量恒定。所謂保間內(nèi)F和n，機架減活套量產(chǎn)生。持軋制設定的張力恒定是根據(jù)上位機預設定的張(3)圖2(c)從帶鋼頭