定寬機控制系統(tǒng)組成

1、首鋼京唐 1580 熱軋定寬機控制系統(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. 概述板坯側壓定寬機（Slab Sizing Press,簡稱定寬機）作為熱軋主要的調寬設備，在鍛壓 狀態(tài)下對板坯全長進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 350mm； 而立輥軋機在碾壓狀態(tài)下對板坯進行軋制,經過15 個道次的軋制,側壓量最大不超過100mm。作為水平軋機前面附設的立輥軋機只起微量側壓和實現(xiàn)寬度自動控制（AWC）的作用,采用效率更高的定寬機實現(xiàn)無級寬度壓下。由于定寬壓力機對板坯是在鍛壓狀態(tài)下進行軋制的, 其金屬的變形狀態(tài)與立輥軋機截

2、 然不同,因此定寬壓力機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,由于定寬壓力機的寬度調節(jié) 量大而廣, 這不僅增加了板坯連鑄機平均澆鑄寬度, 而且為板坯連鑄機的澆鑄寬度由 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的生產能力和效 果,同時對板坯連鑄機的穩(wěn)定操作起到了絕對作用。2. 工藝描述定寬機位于除鱗箱（HSB）和R1粗軋機之間。加熱爐送出的經除鱗后板坯，通過定 寬機前輥道運送到定寬機前側導板；然后由定寬機前側導板完成水平對中；再由輥道電機、 入口和出口夾送輥及入口和出口導

3、輥傳送板坯進入并通過擠壓室,最后擠壓完成定寬的板坯經由定寬機后輥道向下游傳送。 在板坯經過擠壓室的過程中, 大側壓定寬機對板坯的側壓是 靠兩個對稱運動的錘頭模塊對板坯的連續(xù)側壓,來實現(xiàn)板坯的調寬和板坯頭尾的板形調節(jié)。 錘頭模塊與板坯的接觸面為平面,這就相當于用輥徑為無窮大的立輥對板坯進行側壓。3. 定寬機控制系統(tǒng)組成首鋼京唐 1580 熱軋定寬機控制系統(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；遠程柜采用 GE 公司 VersaMax I/O 站系統(tǒng),每個 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遠程柜及傳動裝置采用PROFIBUS-DP網通訊，PACRX7i主柜與一級（L1）畫面服務器、二級（L2）服務器之間采用內存映像網。定寬機控制系統(tǒng)的配置拓撲圖如圖1所示。RERPLC01多模光纖雙絞線PROFIBUS- DP內存映像網光纖I =, =U jffWiT iOLMSSP ACC干油站液壓站遠程柜1遠程柜2遠程柜3遠程柜4操作箱 操作臺RERAV120SSP 主電機RERAV119

5、RERAV214RERAV213傳動裝置RERAV113RERAV107RERAV215RERAV208RERAV212RERAV111RERAV102RERAV202RERAV211圖1定寬機系統(tǒng)配置拓撲圖4. 定寬機控制系統(tǒng)主要功能4.1定寬機的工作模式1）直通方式定寬機的直通方式是指定寬機的主電機不轉動，坯料由定寬機前后輥道、前后導輥和前后夾送輥直接傳送過定寬機，而板坯的寬度上不經受擠壓，沒有任何變形。2）定寬方式定寬機的定寬方式是指定寬機的前、后輥道和入口、出口夾送輥以步進的運動方式夾送坯料通過定寬機的擠壓室，在擠壓室內板坯經過主電機帶動的錘頭擠壓。擠壓模式中，依照入口和出口夾送輥停止

6、時壓下電機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壓下電機的行程逐步減小，而板坯尾部通過錘頭 時，側壓電機的行程逐步增大；等寬模式是指板坯通過錘頭時壓下電機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向下游運鋼時， 除鱗箱前輥道、 除鱗輥道和定 寬機前輥道以 0.7m/s 的速度運送帶鋼坯料進入和通過除鱗箱。值得一提的是除鱗前輥道處 的熱檢檢測到帶鋼坯料鋼頭進入除鱗前輥道時， 為了避免出爐輥道因負荷增大跳閘， 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前側導板對中后， 鋼坯進入定寬機擠壓室時的速度。 當 定寬模式是直通模式時，定寬機前、后輥道以送鋼速度將帶鋼送入和送出定寬機的擠壓室； 當定寬模式是擠壓模式時， 定寬機前、 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工作在擠壓模式時， 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。 定寬機前輥道、 定寬機入口夾送輥、 定寬機出口夾送輥和定寬機 后輥道， 根據(jù)單步步距參數(shù)的設定， 依據(jù)定寬機入口或出口下夾送輥傳動軸上的碼盤對坯料 的跟蹤

8、，在定寬機主電機偏心軸處于空閑角度范圍內完成設定步距帶鋼的精確輸送。(4) 跟隨速度 跟隨速度是指定寬機出口輥道熱檢檢得帶鋼坯料通過定寬機的出口夾送輥后， 定寬機的 后輥道跟隨 R1 軋機設定的速度送鋼。 當 R1 前輥道熱檢檢得帶鋼坯料進入 R1 前輥道后， 定 寬機后輥道停止以跟隨速度轉動。4.3 定寬機主電機的控制 主電機通過連續(xù)的偏心軸旋轉運動帶動錘頭滑架作垂直于帶鋼的直線往復運動， 從而對 帶鋼的寬度進行擠壓，使帶鋼達到設定的出口寬度，滿足粗軋區(qū)寬度的大壓下量調節(jié)。當帶鋼到達入口夾送輥前 500mm 處停止，側導板開始對中時，主電機開始以設定轉速 旋轉， 并且在擠壓帶鋼的過程中保持勻

9、速運動。 當帶鋼尾部離開出口導輥， 主電機在完成一 周期旋轉，之后自動定位停止在換錘頭角度即180度角度，直至下塊板坯到來。主電機連續(xù)轉動過程中，當偏心軸旋轉在 20與 240之間，板坯通過位置控制前移一次，當偏心軸旋 轉在 248.6與 360之間，錘頭擊打板坯完成定寬，其運動過程如圖2所示。圖2.定寬機主電機偏心軸運動示意圖4.4錘頭機械壓下電機控制錘頭機械壓下電機是用來根據(jù)定寬機出口要求的帶鋼寬度預調節(jié)錘頭的開口度，使通過定寬機的帶鋼本體達到合適的寬度。當投入短行程控制時，壓下螺絲根據(jù)帶鋼跟蹤檢測帶 鋼頭部和尾部到達錘頭，由二級下發(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），控制錘頭壓下電機調節(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入口夾送輥和出口夾送輥，與定寬機前輥道配合用于精確傳送帶鋼坯料進入和通過定寬機擠壓室，實現(xiàn)錘頭對坯料的逐段擠壓。在板坯未進入夾送輥前，入口夾送輥和出口夾送輥以夾送輥的輥縫為控制對象通過PI調節(jié)控制伺服閥先導閥和伺服閥自動定位到L2服務器設定的輥縫；當板坯通過導輥后，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象，通過PI調節(jié)控制伺服閥先導閥和伺服閥的PI控制入口上夾送輥和出口上夾送輥自動定位到目標壓力。4.6 導輥的位置與壓力控制定寬機入口導輥和出口導輥， 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 入和通過定寬機擠壓室，實現(xiàn)錘頭對坯料的逐段擠壓。在板坯未進入導輥前，入口上導輥和出口上導輥以導輥的輥縫為控制對象通過 PI 調節(jié) 控制伺服閥先導閥和伺服閥自動定位到 L2 服務器設定的輥縫；當板坯通過導輥后，根據(jù)軋 制工藝要求，導輥以液壓缸的作用壓力為控制對象，通過 PI 調節(jié)控制伺服閥先導閥和伺服 閥的 PI 控制入口上導輥和出口上導輥自動定位到目標壓力。5. 結束語京唐 1580 熱軋定寬