定寬機(jī)控制系統(tǒng)組成

1、首鋼京唐 1580 熱軋定寬機(jī)控制系統(tǒng)魚曉峰 李亞鋒 王維 周博（北京金自天正智能控制股份有限公司 北京 100070）1. 概述板坯側(cè)壓定寬機(jī)（Slab Sizing Press,簡稱定寬機(jī)）作為熱軋主要的調(diào)寬設(shè)備，在鍛壓 狀態(tài)下對(duì)板坯全長進(jìn)行大的板坯寬度軋制， 通過一道次壓下， 最大寬度壓下量可達(dá) 350mm； 而立輥軋機(jī)在碾壓狀態(tài)下對(duì)板坯進(jìn)行軋制,經(jīng)過15 個(gè)道次的軋制,側(cè)壓量最大不超過100mm。作為水平軋機(jī)前面附設(shè)的立輥軋機(jī)只起微量側(cè)壓和實(shí)現(xiàn)寬度自動(dòng)控制（AWC）的作用,采用效率更高的定寬機(jī)實(shí)現(xiàn)無級(jí)寬度壓下。由于定寬壓力機(jī)對(duì)板坯是在鍛壓狀態(tài)下進(jìn)行軋制的, 其金屬的變形狀態(tài)與立輥軋機(jī)截

2、 然不同,因此定寬壓力機(jī)軋出的坯料前后切頭切尾損耗小,即由過去的0.6%0.7%減少到0.2%0.3%,通過減少魚尾大大提高了鋼材的收得率 1。另外,由于定寬壓力機(jī)的寬度調(diào)節(jié) 量大而廣, 這不僅增加了板坯連鑄機(jī)平均澆鑄寬度, 而且為板坯連鑄機(jī)的澆鑄寬度由 50mm 加大到200mm，減少了連鑄板坯寬度規(guī)格的種類，大大提高了板坯連鑄機(jī)的生產(chǎn)能力和效 果,同時(shí)對(duì)板坯連鑄機(jī)的穩(wěn)定操作起到了絕對(duì)作用。2. 工藝描述定寬機(jī)位于除鱗箱（HSB）和R1粗軋機(jī)之間。加熱爐送出的經(jīng)除鱗后板坯，通過定 寬機(jī)前輥道運(yùn)送到定寬機(jī)前側(cè)導(dǎo)板；然后由定寬機(jī)前側(cè)導(dǎo)板完成水平對(duì)中；再由輥道電機(jī)、 入口和出口夾送輥及入口和出口導(dǎo)

3、輥傳送板坯進(jìn)入并通過擠壓室,最后擠壓完成定寬的板坯經(jīng)由定寬機(jī)后輥道向下游傳送。 在板坯經(jīng)過擠壓室的過程中, 大側(cè)壓定寬機(jī)對(duì)板坯的側(cè)壓是 靠兩個(gè)對(duì)稱運(yùn)動(dòng)的錘頭模塊對(duì)板坯的連續(xù)側(cè)壓,來實(shí)現(xiàn)板坯的調(diào)寬和板坯頭尾的板形調(diào)節(jié)。 錘頭模塊與板坯的接觸面為平面,這就相當(dāng)于用輥徑為無窮大的立輥對(duì)板坯進(jìn)行側(cè)壓。3. 定寬機(jī)控制系統(tǒng)組成首鋼京唐 1580 熱軋定寬機(jī)控制系統(tǒng)采用 GE 公司 PAC RX7i CPE040 CPU ,主柜框架 模擬量功能模塊采用基于 VME總線的MEN公司第三方模板，數(shù)字量模板采用 GE公司PAC RX7i 的；遠(yuǎn)程柜采用 GE 公司 VersaMax I/O 站系統(tǒng),每個(gè) Ver

4、saMax I/O 站框架系統(tǒng)最多容納8塊功能模塊。主要完成的工藝功能有高壓水坯料除鱗、坯料輸送和夾送、坯料對(duì)中、坯 料定寬壓力平衡、錘頭更換以及工藝水冷卻等。PAC RX7i主柜和VersaMax I/O遠(yuǎn)程柜及傳動(dòng)裝置采用PROFIBUS-DP網(wǎng)通訊，PACRX7i主柜與一級(jí)（L1）畫面服務(wù)器、二級(jí)（L2）服務(wù)器之間采用內(nèi)存映像網(wǎng)。定寬機(jī)控制系統(tǒng)的配置拓?fù)鋱D如圖1所示。RERPLC01多模光纖雙絞線PROFIBUS- DP內(nèi)存映像網(wǎng)光纖I =, =U jffWiT iOLMSSP ACC干油站液壓站遠(yuǎn)程柜1遠(yuǎn)程柜2遠(yuǎn)程柜3遠(yuǎn)程柜4操作箱 操作臺(tái)RERAV120SSP 主電機(jī)RERAV119

5、RERAV214RERAV213傳動(dòng)裝置RERAV113RERAV107RERAV215RERAV208RERAV212RERAV111RERAV102RERAV202RERAV211圖1定寬機(jī)系統(tǒng)配置拓?fù)鋱D4. 定寬機(jī)控制系統(tǒng)主要功能4.1定寬機(jī)的工作模式1）直通方式定寬機(jī)的直通方式是指定寬機(jī)的主電機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)，坯料由定寬機(jī)前后輥道、前后導(dǎo)輥和前后夾送輥直接傳送過定寬機(jī)，而板坯的寬度上不經(jīng)受擠壓，沒有任何變形。2）定寬方式定寬機(jī)的定寬方式是指定寬機(jī)的前、后輥道和入口、出口夾送輥以步進(jìn)的運(yùn)動(dòng)方式夾送坯料通過定寬機(jī)的擠壓室，在擠壓室內(nèi)板坯經(jīng)過主電機(jī)帶動(dòng)的錘頭擠壓。擠壓模式中，依照入口和出口夾送輥停止

6、時(shí)壓下電機(jī)是否改變其行程而又劃分為短行程模式和等寬模式。短行程模式是指板坯頭部通過錘頭時(shí)壓下電機(jī)的行程逐步減小，而板坯尾部通過錘頭 時(shí)，側(cè)壓電機(jī)的行程逐步增大；等寬模式是指板坯通過錘頭時(shí)壓下電機(jī)的行程始終保持不變。4.2 輥道和夾送輥的速度控制輥道和夾送輥的速度有 4 種，分別是除鱗速度、送鋼速度、定寬速度和跟隨速度。(1) 除鱗速度 除鱗速度是指帶鋼坯料在出爐輥道上啟動(dòng)向下游運(yùn)鋼時(shí)， 除鱗箱前輥道、 除鱗輥道和定 寬機(jī)前輥道以 0.7m/s 的速度運(yùn)送帶鋼坯料進(jìn)入和通過除鱗箱。值得一提的是除鱗前輥道處 的熱檢檢測(cè)到帶鋼坯料鋼頭進(jìn)入除鱗前輥道時(shí)， 為了避免出爐輥道因負(fù)荷增大跳閘， 需要降 速到

7、除鱗速度。(2) 送鋼速度 送鋼速度是指帶鋼坯料在定寬機(jī)前側(cè)導(dǎo)板對(duì)中后， 鋼坯進(jìn)入定寬機(jī)擠壓室時(shí)的速度。 當(dāng) 定寬模式是直通模式時(shí)，定寬機(jī)前、后輥道以送鋼速度將帶鋼送入和送出定寬機(jī)的擠壓室； 當(dāng)定寬模式是擠壓模式時(shí)， 定寬機(jī)前、 后輥道以送鋼速度將帶鋼送人擠壓室， 并將帶鋼坯料 的鋼頭停在距錘頭中心線 856mm 處。(3) 定寬速度 定寬速度是指帶鋼坯料定寬機(jī)工作在擠壓模式時(shí)， 帶鋼通過擠壓室的速度， 定寬速度的 波形是周期的三角波波形。 定寬機(jī)前輥道、 定寬機(jī)入口夾送輥、 定寬機(jī)出口夾送輥和定寬機(jī) 后輥道， 根據(jù)單步步距參數(shù)的設(shè)定， 依據(jù)定寬機(jī)入口或出口下夾送輥傳動(dòng)軸上的碼盤對(duì)坯料 的跟蹤

8、，在定寬機(jī)主電機(jī)偏心軸處于空閑角度范圍內(nèi)完成設(shè)定步距帶鋼的精確輸送。(4) 跟隨速度 跟隨速度是指定寬機(jī)出口輥道熱檢檢得帶鋼坯料通過定寬機(jī)的出口夾送輥后， 定寬機(jī)的 后輥道跟隨 R1 軋機(jī)設(shè)定的速度送鋼。 當(dāng) R1 前輥道熱檢檢得帶鋼坯料進(jìn)入 R1 前輥道后， 定 寬機(jī)后輥道停止以跟隨速度轉(zhuǎn)動(dòng)。4.3 定寬機(jī)主電機(jī)的控制 主電機(jī)通過連續(xù)的偏心軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)錘頭滑架作垂直于帶鋼的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)， 從而對(duì) 帶鋼的寬度進(jìn)行擠壓，使帶鋼達(dá)到設(shè)定的出口寬度，滿足粗軋區(qū)寬度的大壓下量調(diào)節(jié)。當(dāng)帶鋼到達(dá)入口夾送輥前 500mm 處停止，側(cè)導(dǎo)板開始對(duì)中時(shí)，主電機(jī)開始以設(shè)定轉(zhuǎn)速 旋轉(zhuǎn)， 并且在擠壓帶鋼的過程中保持勻

9、速運(yùn)動(dòng)。 當(dāng)帶鋼尾部離開出口導(dǎo)輥， 主電機(jī)在完成一 周期旋轉(zhuǎn)，之后自動(dòng)定位停止在換錘頭角度即180度角度，直至下塊板坯到來。主電機(jī)連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，當(dāng)偏心軸旋轉(zhuǎn)在 20與 240之間，板坯通過位置控制前移一次，當(dāng)偏心軸旋 轉(zhuǎn)在 248.6與 360之間，錘頭擊打板坯完成定寬，其運(yùn)動(dòng)過程如圖2所示。圖2.定寬機(jī)主電機(jī)偏心軸運(yùn)動(dòng)示意圖4.4錘頭機(jī)械壓下電機(jī)控制錘頭機(jī)械壓下電機(jī)是用來根據(jù)定寬機(jī)出口要求的帶鋼寬度預(yù)調(diào)節(jié)錘頭的開口度，使通過定寬機(jī)的帶鋼本體達(dá)到合適的寬度。當(dāng)投入短行程控制時(shí)，壓下螺絲根據(jù)帶鋼跟蹤檢測(cè)帶 鋼頭部和尾部到達(dá)錘頭，由二級(jí)下發(fā)頭尾最多各5次短行程數(shù)據(jù)（包括距帶鋼頭部或尾部距離，短行

10、程的偏移量），控制錘頭壓下電機(jī)調(diào)節(jié)開口度。頭部短行程開口度由大逐漸縮 小，尾部短行程開口度由小逐漸放大，以避免帶鋼頭尾的形狀出現(xiàn)舌形，保證帶鋼同板寬 度一致。4.5夾送輥的位置與壓力控制定寬機(jī)入口夾送輥和出口夾送輥，與定寬機(jī)前輥道配合用于精確傳送帶鋼坯料進(jìn)入和通過定寬機(jī)擠壓室，實(shí)現(xiàn)錘頭對(duì)坯料的逐段擠壓。在板坯未進(jìn)入夾送輥前，入口夾送輥和出口夾送輥以夾送輥的輥縫為控制對(duì)象通過PI調(diào)節(jié)控制伺服閥先導(dǎo)閥和伺服閥自動(dòng)定位到L2服務(wù)器設(shè)定的輥縫；當(dāng)板坯通過導(dǎo)輥后，根據(jù)軋制工藝要求，夾送輥以液壓缸的作用壓力為控制對(duì)象，通過PI調(diào)節(jié)控制伺服閥先導(dǎo)閥和伺服閥的PI控制入口上夾送輥和出口上夾送輥?zhàn)詣?dòng)定位到目標(biāo)壓力。4.6 導(dǎo)輥的位置與壓力控制定寬機(jī)入口導(dǎo)輥和出口導(dǎo)輥， 與入口夾送輥和出口夾送輥配合用于精確傳送帶鋼坯料進(jìn) 入和通過定寬機(jī)擠壓室，實(shí)現(xiàn)錘頭對(duì)坯料的逐段擠壓。在板坯未進(jìn)入導(dǎo)輥前，入口上導(dǎo)輥和出口上導(dǎo)輥以導(dǎo)輥的輥縫為控制對(duì)象通過 PI 調(diào)節(jié) 控制伺服閥先導(dǎo)閥和伺服閥自動(dòng)定位到 L2 服務(wù)器設(shè)定的輥縫；當(dāng)板坯通過導(dǎo)輥后，根據(jù)軋 制工藝要求，導(dǎo)輥以液壓缸的作用壓力為控制對(duì)象，通過 PI 調(diào)節(jié)控制伺服閥先導(dǎo)閥和伺服 閥的 PI 控制入口上導(dǎo)輥和出口上導(dǎo)輥?zhàn)詣?dòng)定位到目標(biāo)壓力。5. 結(jié)束語京唐 1580 熱軋定寬