专利名称：：大方坯连铸轻压下过程拉矫机力矩分配控制方法
技术领域：
：本发明涉及一种连铸工艺，特别是大方坯连铸轻压下过程中的拉矫机力矩分配控制方法，属冶金连铸
技术领域：
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背景技术：
：随着钢铁工业的发展，用户对钢铁产品质量要求越来越高。铸坯横断面尺寸大于220mmx220mm的大方坯连铸机主要浇铸优质钢和合金钢，用以轧制高强度型钢、线材、槽钢、角钢、圆钢及无缝钢管等对内部质量和压縮比要求严格的钢种。拉矫机是大方坯连铸机诸多设备中重要的核心设备，它的主要作用是将连铸坯从结晶振动器中拉出，并对弧形铸坯进行三点矫直，穿送引锭杆。大方坯拉矫机一般由5-9个机架组成，每个机架的间隔为1.5m左右，驱动辊(即主动辊)为间隔分布，如图l所示图中带有箭头的辊子为驱动辊，未带有箭头的辊子为从动辊。大方坯的拉矫机为拉速控制，当检测辊(一般为1#辊)的拉速一定时，其它辊子的拉速也就定了，其它驱动辊的转速为检测辊的系数。当通过拉矫机实施轻压下时，由于对铸坯的压下造成了拉坯阻力的增加，同时由于是部分辊进行轻压下且压下量也不是均匀分布，最终造成拉矫机的力矩分配不均匀。当进行压下时，压下辊实施了一定量的压下造成铸坯变形，使铸坯变宽变薄，造成通过压下辊后的铸坯表面的线速度增加，进而使后面没有压下的拉矫辊的转速小于铸坯的表面线速度，如图2所示，当A、B辊进行轻压下C辊没有实施轻压下，由于前面压下辊的作用造成铸坯表面的线速度加快，使在C辊铸坯表面的线速度大于C辊的转速，对铸坯没有拉力作用而变成了制动作用，使铸坯产生鼓肚。当压下量较大时由于拉坯阻力很大，容易造成滞坯，这是因为实施轻压下时力矩较大的驱动辊能力饱和后仍然不能大于拉坯阻力。这种由于实施动态轻压下后造成的力矩分布不均匀不仅容易造成设备的损害而且使铸坯造成鼓肚影响轻压下的效果，甚至造成生产事故。曾有文献报导大方坯拉矫机方面拉速的负荷分配控制技术，目的即为了解决上述问题，但是该技术采用的方法是总负荷的再分配，此方法在实施轻压下过程中实际拉速相对于设定拉速偏大且波动范围大，不易控制。
发明内容本发明所要解决的技术问题是提供一种可使拉矫机力矩分配均匀、避免铸坯鼓肚产生的大方坯连铸轻压下过程拉矫机力矩分配控制方法。本发明所称问题是'由以下技术方案解决的一种大方坯连铸轻压下过程拉矫机力矩分配控制方法，其特别之处它包括下述步骤a.检测辊选取以拉矫机的1#上驱动辊作为检测辊；b.各驱动辊力矩设定值计算根据预先设定的驱动辊力矩分配系数，按照下式计算其它各驱动辊的力矩设定值式中，7T"为第/个驱动辊力矩设定值；a,为第/个驱动辊力矩分配系数，其选取范围为1.0-1.3，r/"为检测辊检测力矩;c.根据各驱动辊力矩实测值对比其设定值并进行拉速调整实测得到各驱动辊力矩实测值，与b步骤的力矩设定值对比，当实测力矩大于该驱动辊设定力矩时，降低该驱动辊的转速；当实测力矩小于该驱动辊设定力矩时，加大该驱动辊转速；当实测力矩与该驱动辊设定力矩一致时，保持该驱动辊转速。上述大方坯连铸轻压下过程拉矫机力矩分配控制方法，上述c步骤中当实测力矩与该辊设定力矩不一致时按照以下方法调整该辊速度:将该驱动辊力矩实测值和设定值输入到PID调节器中，通过运算得到该驱动辊速度调整量，用该速度调整量调整该驱动辊速度，使得该驱动辊实测力矩与设定力矩基本一致，上述a、b、c三个步骤的不断循环进行，实现力矩动态分配。上述大方坯连铸轻压下过程拉矫机力矩分配控制方法，连铸目标拉速0.650.80m/min，过热度1535°C。本发明针对拉矫机实施动态轻压下时，由于拉坯阻力增加导致拉矫机力矩分配不均匀问题进行了改进，该方法在实施轻压下的过程中根据各驱动辊的力矩动态调整其拉速，对力矩进行分配，实现铸坯在拉矫机中的张力运行和力矩的合理分配。采用本发明方法，可实现轻压下实施过程中拉矫机力矩分配均匀，避免铸坯鼓肚的产生，保证了轻压下的实施效果，并提高了设备的维护周期和使用寿命。图l是拉矫机示意图2是拉矫机实施轻压下时力矩分配不均示意图。具体实施例方式本发明是大方坯连铸生产中的连铸机拉矫机拉速的动态控制方法，它适用于铸坯横断面尺寸大于220mmx220mm的大方坯，连铸拉速0.650.80m/min，过热度1535。C。本发明方法的步骤如下(1)确定检测辊参看图l，选择拉矫机的1#上辊做为检测辊，这是因为连铸工艺中不实施轻压下时检测的拉速为1#上辊的拉速。检测辊读取拉矫机的拉速设定值，通过变频器使检测辊的电机的转速保持设定值，得到检测辊的力矩7T。(2)计算其它驱动辊力矩设定值根据预先设定好的驱动辊的力矩分配系数，计算各驱动辊的力矩。如下式所示。式中，7T"为第z'驱动辊力矩设定值，i一般为2-9;《为第z'驱动辊力矩分配系数，27为检测辊(1#辊)检测力矩。由于轻压下实施时压下量越大，铸坯力矩越大，因此驱动辊一般选取力矩分配系数为1.0-1.3，不参与轻压下的驱动辊取1.0，根据压下量的增加该系数也相应增加，压下量最大的驱动辊取1.3。(3)其它驱动辊力矩的调整根据步骤(2)计算得到的其它驱动辊的力矩设定值，将该值与其实测力矩值进行对比，当该驱动辊的实际力矩大于计算力矩时，降低该驱动辊的拉速；当该驱动辊的实际力矩小于计算力矩时，加大该驱动辊的拉速；当该驱动辊的实际力矩与计算力矩一致时，保持原有的拉速。所述拉速调整按照以下方法进行将该驱动辊力矩实测值和设定值输入到西门子Step7软件中专用PID调节器中(该调节器为市售产品)，通过PID调节器自动运算得到该驱动辊速度调整量，用该速度调整量调整该驱动辊速度，使得该驱动辊实测力矩与设定力矩基本一致，一般误差不超过1%。通过上述三个步骤的不断循环调节，实现力矩的动态分配，保持拉速稳定在设定拉速的某个范围内。最终实现铸坯在拉矫机内的张力运动，消除实施轻压下后由于力矩分配不均匀造成的铸坯鼓肚，减轻设备的损害。上述过程由于采用1#上辊不参与分配，且将其作为其它驱动辊的标准，很好的解决了拉速偏差和波动问题。以下给出几个具体的实施例所述实施例是在如图1所示的7辊拉矫机上实施，其中第ltt上、ltt下、3共、5#、7H为驱动辊，2#、4tt、6#为从动辊不参与力矩分配。实施例1(1)铸机设备参数r全弧形大方坯连铸机，半径12m，拉矫机的矫直段和水平段铸辊直径450mm，铸机冶金长度33.149m(液面至火焰切割机原点)。拉矫辊的分布如表1所示。表1拉矫机各辊位置<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>(2)铸坯尺寸280mmx325mm，钢种为GCrl5,压下总量为10mm，钢种成分、浇铸温度和拉速如表2所示。表2钢种成分、浇铸温度和拉速<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>(3)当拉速为0.72m/min时，投用轻压下的辊为2#、3#、4#、5#，各驱动辊的力矩分配系数如表3所示。表3力矩分配系数<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>(4)浇铸轴承钢时，当拉速为0.72m/min时，投用力矩控制后力矩迅速进入动态分配中，各驱动棍的力矩与其设定力矩基本相同，且检测辊拉速稳定在0.71-0.72m/min的范围内，实现了拉矫机力矩的合理分配。实施例2(1)铸机设备各参数如实施例1(2)铸坯尺寸280mmx325mm，钢种为SWRH82B，压下总量为10.59mrn，投用轻压下的辊号为2#、3#、4#、5#，钢种成分、浇铸温度和拉速如表4所示。<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>(3)当拉速为0.80m/min时，投用轻压下的辊为2#、3#、4#、5#，各驱动辊的力矩分配系数如表5所示。<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>拉速调整量一-0'02m/min-0.03m/min0.03m/min0.03m/min调整后力矩检测值20N.m20N.m23.9N,m22N.m20N.m(4)浇铸SWRH82B时，当拉速为0.80m/min时，投用力矩控制后力矩迅速进入动态分配中，各驱动棍的力矩与其设定力矩基本相同，且检测辊拉速稳定在0.79-0.80m/min的范围内，实现了拉矫机力矩的合理分配。实施例3(1)铸机设备各参数如实施例1(2)铸坯尺寸280mmx325mm，钢种为GCrl5，压下总量为8mm，钢种成分、浇铸温度和拉速如表2所示。表2钢种成分、浇铸温度和拉速<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>(4)浇铸轴承钢时，当拉速为0.65m/min时，投用力矩控制后力矩迅速进入动态分配中，各驱动棍的力矩与其设定力矩基本相同，且检测辊拉速稳定在0.65-0.66m/min的范围内，实现了拉矫机力矩的合理分配。权利要求1.一种大方坯连铸轻压下过程拉矫机力矩分配控制方法，其特征在于它包括下述步骤a.检测辊选取以拉矫机的1#上驱动辊作为检测辊；b.各驱动辊力矩设定值计算根据预先设定的驱动辊力矩分配系数，按照下式计算其它各驱动辊的力矩设定值<mathsid="math0001"num="0001"><math><![CDATA[<mrow><msubsup><mi>T</mi><mi>i</mi><mi>aim</mi></msubsup><mo>=</mo><msub><mi>a</mi><mi>i</mi></msub><mo>·</mo><msubsup><mi>T</mi><mn>1</mn><mi>m</mi></msubsup><mo>,</mo><mi>i</mi><mo>></mo><mn>1</mn></mrow>]]></math></maths>式中，Tiaim为第i个驱动辊力矩设定值；αi为第i个驱动辊力矩分配系数，其选取范围为1.0-1.3，T1m为检测辊检测力矩；c.根据各驱动辊力矩实测值对比其设定值并进行拉速调整实测得到各驱动辊力矩实测值，与b步骤的力矩设定值对比，当实测力矩大于该驱动辊设定力矩时，降低该驱动辊的转速；当实测力矩小于该驱动辊设定力矩时，加大该驱动辊转速；当实测力矩与该驱动辊设定力矩一致时，保持该驱动辊转速。2.根据权利要求1所述的大方坯连铸轻压下过程拉矫机力矩分配控制方法，其特征在于上述C步骤中当实测力矩与该辊设定力矩不一致时按照以下方法调整该辊速度将该驱动辊力矩实测值和设定值输入到PID调节器中，通过运算得到该驱动辊速度调整量，用该速度调整量调整该驱动辊速度，使得该驱动辊实测力矩与设定力矩基本一致，上述a、b、c三个步骤的不断循环进行，实现力矩动态分配。3.根据权利要求1或2所述的大方坯连铸轻压下过程拉矫机力矩分配控制方法，其特征在于连铸目标拉速0.650.80m/min，过热度1535°C。全文摘要一种大方坯连铸轻压下过程拉矫机力矩分配控制方法，属冶金连铸
技术领域：
，用于解决拉矫机实施动态轻压下时拉矫机力矩分配不均匀问题。技术方案包括检测辊选取；各驱动辊力矩设定值计算；根据各驱动辊力矩实测值对比其设定值并进行拉速调整，上述三个步骤的不断循环进行，实现力矩动态分配。本发明方法在连铸机实施轻压下的过程中根据各驱动辊的力矩动态调整其拉速，对力矩进行分配，实现铸坯在拉矫机中的张力运行和力矩的合理分配。采用本发明方法，可实现轻压下实施过程中拉矫机力矩分配均匀，避免铸坯鼓肚的产生，保证了轻压下的实施效果，并提高了设备的维护周期和使用寿命。文档编号B22D11/16GK101648264SQ20091007540公开日2010年2月17日申请日期2009年9月15日优先权日2009年9月15日发明者侯月华,刘小三,刘敬军,张治广,磊曹,曹学欠,朱苗勇,李亚科,王振山,程祭,胡黎宁,赵忠义,赵贺朝,钟保军申请人:邢台钢铁有限责任公司;东北大学