针对热连轧机液压活套的控制策略分析

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1、第28卷2010年第6期(总第150期)使用与维护热连轧机液压活套的控制策略分析彭爱春(唐山不锈钢有限责任公司唐山063100)摘要介绍了热连轧机活套控制理论和力矩的计算及控制方式，经不断调整。优化和改善动态参数，实现了活套高度自动控制，排除了拉钢堆钢现象，提高了产品质量。关键词套量微张力挑带力矩唐山不锈钢厂1580热轧线采用微张力活套控间的活套变化量为：制，由低惯量快速液压活套装置配合各机架。生产△z=[(z。+Rcos0)+(Rcos0一hd+线共设6个活套，活套臂工作角度935。，逻辑控r)]+[(z

2、—。一Rcos0)+制和连锁计算由西门子TDC完成，实现了活套恒(RsinO—hd+r)]忍一f(2)张力、自动起落套和活套高度闭环控制。式中：z——轧机间中心距／ram；Z——轧机与活套间距离／mm；l活套控制理论依据1．1机架间套量方程h——活套中心与轧机中心线间距离／mm；液压活套是保证在轧制过程中对带钢在机架——活套臂长／mm；间产生一个恒定的张力；在两机架间形成一个缓r——活套半径／ram；冲区，保证各机架的连续轧制，控制机组的轧制速0——活套摆起角度，0≤0≤90。。度。轧件在热连轧精轧机组轧制

3、的过程中，分为由于式(2)可以看出仅有0为变量，因此咬人和连轧两个阶段。咬人阶段为带钢头部进入△Z=．厂(0)，活套量△Z与0角的关系在工作段基轧辊到带钢在机架间建立张力前的阶段，在此阶本符合二次曲线。段轧辊咬入轧件时，主电动机受到冲击载荷作用，产生动态速降，由于动态速降导致产生一定的活F套量，而机架间设有活套控制器，当带钢进入下一轧机开始连轧阶段后，活套控制器抬起，接触带钢，完成机架间建立张力，此时带钢的张力由活套控制器来控制，机架间存储的套量变化量：Al=J^(，)(1)式中：——机架间存储的活塞套变低

4、量；——Fi机架带钢出口速度；——Fi+1机架带钢出口速度。由式(1)可看出在连续轧制时，实际上保持理论上的秒流量相等是相当困难的，甚至是办不到的。为了使轧制过程能够顺利进行，有意识的采图1活套示意用微堆钢或微拉钢的操作工艺。1．2活套控制器的工作参数状态当+。≠时，随时间的增长，套量将无限增由于数据采集与分析系统PDA(ProcessData加或减少，如果不加以控制，则由于套量增加过大Acquisition)的出现，很直观看出连轧时轧制压力而在机架间产生叠钢，这将引起严重事故，反之当套量减少从而最终使带钢

5、绷直，产生拉钢现象。、主电动机电流，、主电动机速度力、活套摆角0和张力的变化(见图2)。由于机架间活套机构的存在，套量的增加及减少将由活套控制器的升降来吸收(见图1)，机架一6一使用与维护第28卷2010年第6期(总第150期)0分扰％宙8雪808乜雷豁8S、85808分％0蜘苣8S％、se8批在轧制过程中，活套控制器承受的力矩主要有以下部分：一是带钢在两机架之间形成的张(a)力力矩；二是带钢重量和活套自身重量形成的力矩，这称为重力力矩；还有挑带力矩(它使带钢弯曲，轧制厚带钢尤不可忽视)。这些力矩合成活套控

6、制器所承受的总力矩；。(h)；=Mo+十++(3)式中：——主动力矩／N·11'1；，——力矩偏移／N·Il；胍——活套自重产生的力矩／N·ITI；(c)％——带钢自重产生的力矩／N·ITI；——带钢张力产生的力矩／N·111；％厂一挑带力矩／N·m。活套所需总力矩是以上力矩之和，并且是活套辊摆角0和张力的函数。为保持张力恒定，当活套角变化时，在板带流动方向的分量恒定。液压活套主动力矩为液压活套产生的作用力及力臂的积，作用力为无杆腔侧压力与缸截面F之积减去有杆腔侧压力与杆截面之积，力臂为支张力没定值(e)撑

7、点到作用力的距离。其亦为活套角的函数。所以控制活套角和其产生的力矩是解决问题的关键2控制功能的实现图2变化规律示意现代带钢热连轧的一个基本特点是恒定微张，一机架轧制压力；卜一+，机架主电动机电流；J】一+杌架主电动机速度；p一与+杌架间活套辊摆角；力的活套量轧制。在轧制中，由于咬钢动态速降^一与，机架间带钢张力。和钢温及材质等各种外部干扰有关，使得各机架问的速度匹配遭到破坏，在机组间安装活套的目(1)罔2(a)从压头发出压力信号到活套辊升的是检测偏差、调解机架间的速度和实现两机架至_T作零位角为止，约需0．

8、5s，到活套辊绷紧带钢之间带钢保持恒定的微张力以免拉钢，保障产品并建立给定张力，总共需1s。质量。其实现的方法是在下一机架咬钢后迅速起(2)图2(h)从带钢头部被+．机架咬人之后的套，进入稳定轧制后保持设定的张力恒定。并根据0．3—O．5s内，，机架的动态速降到恢复，而在此时活套自动调节各机架速度，保持套量恒定。所谓保间内F和n，机架减活套量产生。持轧制设定的张力恒定是根据上位机预设定的张(3)图2(c)从带钢头