活套控制技术在宏阳钢铁公司棒材生产线中的应用

第 26 卷第 3 期 2004 年 9 月 甘�肃�冶�金 GANSU �METALLURGY Vol. 26�No. 3 Sep. , 2004 文章编号: 1672�4461( 2004) 03�0034�02 活套控制技术在宏阳钢铁公司棒材生产线中的应用 张秀英 (酒泉钢铁集团公司 职工中心,甘肃 嘉峪关 735100) 摘�要: 研究了山西宏阳钢铁公司棒材生产线中的活套闭环控制系统, 指出了其在生产应用中存在的问题及相应解 决方法。 关键词: 活套;闭环控制; 棒材连轧机;应用 中图分类号: TG356� 3 + 1���文献标识码: A 1�前�言 山西宏阳钢铁公司是洒钢在山西翼城筹建的一 个百万吨钢铁联合企业, 其轧钢主要产品为 �12~ 40 mm 带肋钢筋和圆钢,棒材生产线的设计能力为 950 kt/ a。全轧线共 18 架轧机组成, 采用平- 立交 替布置。粗轧机组为 � 550 � 3+ � 450 � 3, 中轧机 组为 �380 � 6, 精轧机组为 �320 � 6。轧机为二辊 式短应力线轧机, 其中第 13、15、17架轧机为水平辊 轧机,第 14架轧机为立辊轧机, 第 16、18架轧机为 平/立可转换轧机, 水平辊轧机、立辊轧机、平/立可 转换轧机机架结构基本相同, 可互换。为了提高产 品质量,精轧机组各机架均安装了活套器,用来实现 精轧机组的无张力控制轧制。 2 活套控制系统的闭环控制 轧钢厂精轧区设备布置见图 1。两机架间的活 套控制环节与单架轧机速度控制系统, 共同构成一 个三环控制系统。位置环、速度环和电流环见图 2。 图 2中,套高设定( Ugh) :由操作台上相应的套 图 1�精轧区活套布置示意图 HMD- 热金属检测器; XHJ- 活套位置检测器 图 2 活套控制与单架轧机速度控制系统 HT - 活套调节器; ST- 速度调节器; LT- 电流调节器; CS- 测速发电 机;U f i- 电机实际电流反馈值; U fn- 电机实际转速反馈值; XHJ- 活 套位置检测器; D- 上架轧机传动电动机 高设定电位器发出的电压信号,其有效值为 0~ + 10 V。套高反馈( Uth) :由现场扫描器检测钢的相 对位置而输出的电压值, 其有效范围为- 10~ 0 V。 调节器输出( Uo) : 参于级联调升降速的调节, 有效 值为- 10 V~ + 10 V。对应级联的调整量范围是 � 8% ,此值符合下列公式: U 0 ! K ( Ugh+ Uf h) 式中: K- 调节器的放大倍数。 活套的起、落过程:轧件头部出 13# 轧机, 13# 轧机的速度要先适当升高,以便轧件咬入 14# 轧机 后,能产生所谓(一定量)的∀多余#轧件, 这些∀多余# 的轧件在起套器的作用下形成活套。 为了精确地控制起套器的动作, 使其在轧件咬 �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� 入 14# 轧机时, 刚好开始动作, 该系统采用 12# 与 13# 轧机之间的热金属检测器检测轧件的头部信 号,经过设定的延时, 控制 1# 起套器的电磁阀得 电,从而按要求起套。 当轧件的尾部离开 12# 轧机时,安装在 12# 与 13# 轧机之间的热金属检测器失光,收套延时启动。 经过设定的延时时间, 1# 起套器的电磁阀失电, 起 套器收回。同时 1# 活套调节器向 13# 轧机级联发 出级联降速, 13# 轧机降速,完成收套过程。 活套的调节过程: 起套前,在活套高度给定 U fh 作用下,速度调节器 ST 使上游电机升速。由于这 时现场检测器 XHJ检测到的高度信号较低, 使 HT 产生较大偏差,该偏差被折算成相对值向本机架及 上游机架传递,最终转换成各机架设定转速相关的 绝对量, 保证上游机架按相同比例升速,使活套高度 反馈量 U fh 增加。在 HT 作用下, 最终使 Ugh = Ufh,套高达到设定值。 若因某种扰动使套高量增大 (减小)时, HT 产 生偏差转换成百分量, 使上游机架按相同比例升 (降)速, 最终克服扰动,把活套调到稳定高度。 3 影响活套运行的因素及相应措施 通过对活套的安装、调试及生产实践, 发现影响 活套正常运行的因素有以下几方面。 3. 1 活套的调节范围 正确确定活套的调节范围。根据工艺要求及轧 机间的距离, 将套高设定为 300 mm。因考虑到频 繁调节活套将带来系统的不稳定, 所以经多次试验 将活套稳定在 250 � 50 mm 范围内, 即活套高度在 200~ 300 mm 范围以内, 调节系统才进行调节, 最 终稳定在该范围内。 3. 2 直流调速系统 活套控制的对象是直流调速系统,因此,内环调 速系统性能的好坏, 将直接影响外环活套调节的性 能。在活套的使用中, 发现轧制不同规格螺纹钢时, 活套有时调节慢、不稳定。比如:轧制 �12 mm 螺纹 钢时,用示波器测试轧机主传动可控硅系统后, 发现 8# 轧机咬钢时的动态速降达 6. 5% , 14# 轧机咬钢 后的恢复时间达 1. 5 s。其主要原因是该厂轧机主 传动系统为分立器件可控硅直流调速系统,系统的 动态特性差。在现有条件下, 更换了一部分分离器 件为集成器件,如 KC04可控硅触发组件的应用,使 故障明显减少。通过优化轧机主传动系统速度环和 电流环的有关参数, 使直流调速系统的动态特性得 到很大改善。 另外,测试明该连轧机组的级联调速系统的 一致性较差。对此, 采取对级联调速系统重新做了 接地,改善了一致性。 至此,从根本上改善了内环调速系统性能的低 劣对外环活套调节环节的影响。 3. 3�扫描器的性能对系统的影响 由于受轧制线上温度和水蒸气等环境因素的影 响和其本身结构上存在的问题, 有时活套扫描器不 能稳定工作,使活套产生一定波动或导致系统失控。 而扫描器产生的误差不在闭环系统内, 系统对它无 力调节,所以要对扫描器的精度和灵敏度加强维护。 在生产中为降低扫描器对系统的影响, 对原设计方 案进行改进,进一步简化活套起、落套的顺序逻辑控 制。5个活套的起落套控制都采用 12# 与 13# 轧 机之间的热金属检测器感光后,分别加适当的起、落 套延时来实现,让活套扫描器只完成实际套量的检 测。 4�结�语 ∃ 该厂活套控制系统自投入使用以来,通过不 断完善轧机速度调节环节和级联调节的性能, 使活 套系统运行趋于稳定,产品质量不断提高。 % 活套控制系统正常调节的关键是: &保证让活套扫描器有较高的灵敏度和精度。 因此,还需进一步加强维护力量和质量。 ∋在改善了活套起、落套条件下,保证真正做到 正确操作与调整。所以, 还需进一步提高操作人员 的操作水平与技能。 参考文献: [ 1] 陈伯时主编. 电力拖动自动控制系统 [ M ] . 北京: 机械 工业出版社, 1997. [ 2] 丁 修主编. 轧制过程自动化 [ M ] . 北京: 冶金工业出 版社, 1980. [ 3] 李曼云主编. 小型型钢连轧生产工艺与设备[ M ] . 北 京:冶金工业出版社, 1999. 收稿日期: 2004�06�15 作者简介:张秀英( 1963� ) ,女,讲师。现从事工业电气控制研究及教 学工作。 35第 3期����������� 张秀英:活套控制技术在宏阳钢铁公司棒材生产线中的应用�� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �