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1、變頻調(diào)速在水平連鑄機拉坯輥速度控制中的應(yīng)用1前言隨著現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)對鋼材的需求量日益增加,連鑄生產(chǎn)能力已經(jīng)成為衡量一個國家工業(yè)發(fā)展水平的重要指標(biāo)之一。在連續(xù)鑄鋼工藝中,模鑄和弧形連鑄由于技術(shù)較為成熟,已被廣泛使用。近年來,水平連鑄因具有投資少、鑄坯直等多方面的優(yōu)點而日益受到人們的重視。但水平連鑄技術(shù)難度較大,目前,國際上德國和俄羅斯水平連鑄技術(shù)水平較高,日本一些鋼鐵企業(yè)也采用了水平連鑄技術(shù)。衡陽鋼管有限公司是我國掌握水平連鑄技術(shù)較好的廠1前言隨著現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)對鋼材的需求量日益增加,連鑄生產(chǎn)能力已經(jīng)成為衡量一個國家工業(yè)發(fā)展水平的重要指標(biāo)之一。在連續(xù)鑄鋼工藝中,模鑄和弧形連鑄由于技術(shù)較為成熟,已

2、被廣泛使用。近年來,水平連鑄因具有投資少、鑄坯直等多方面的優(yōu)點而日益受到人們的重視。但水平連鑄技術(shù)難度較大,目前,國際上德國和俄羅斯水平連鑄技術(shù)水平較高,日本一些鋼鐵企業(yè)也采用了水平連鑄技術(shù)。衡陽鋼管有限公司是我國掌握水平連鑄技術(shù)較好的廠家,該公司采用全水平連鑄技術(shù),鑄坯一次合格率達(dá)到了98%以上。在水平連鑄工藝中,水平連鑄機拉坯輥速度控制是水平連鑄機的三大關(guān)鍵技術(shù)之一,拉坯速度控制水平直接影響鑄坯生產(chǎn)產(chǎn)量和質(zhì)量,而拉坯輥電機驅(qū)動裝置的性能又在其中發(fā)揮著重要作用。2水平連鑄機拉坯輥速度控制系統(tǒng)21電液伺服調(diào)速系統(tǒng)液壓傳動曾是連鑄生產(chǎn)中拉坯裝置的主要驅(qū)動方式,衡陽鋼管有限公司的水平連鑄機拉坯輥速

3、度控制系統(tǒng)原來也采用電液伺服閥調(diào)速系統(tǒng),其組成如圖1所示:lt=/圖1電液伺服閥調(diào)速系統(tǒng)該系統(tǒng)于1991年投入運行。電液伺服閥調(diào)速系統(tǒng)的主要優(yōu)點是抗負(fù)載擾動能力強,其動、靜態(tài)性能也基本能滿足當(dāng)時連鑄生產(chǎn)的需要,但是液壓伺服驅(qū)動也存在一些固有的不足之處,主要有:由于液壓油泄漏和可壓縮性等原因造成液壓傳動不能保證嚴(yán)格的傳動比;液壓傳動對油溫比較敏感,調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)定性易受溫度影響;為了減少泄漏,液壓元件制造加工精度要求高,因而造價較貴。此外,維護工作量大,出了故障檢修較復(fù)雜,這些因素都直接影響了連鑄生產(chǎn)鑄坯產(chǎn)量和質(zhì)量的提高,限制了生產(chǎn)規(guī)模的擴大,隨著作業(yè)時間的增長,已難以滿足生產(chǎn)的需要。22交流變頻調(diào)

4、速系統(tǒng)隨著電力電子技術(shù)和控制技術(shù)的發(fā)展,交流電機變頻調(diào)速技術(shù)日益成熟,交流變頻驅(qū)動調(diào)速平穩(wěn),調(diào)速范圍寬,對機械沖擊低,電動機維護量大大降低,交流變頻調(diào)速性能也已接近或達(dá)到直流調(diào)速水平,能夠滿足拉坯輥速度控制的需要,因此,衡陽鋼管有限公司在1998年對拉坯輥速度控制系統(tǒng)進(jìn)行了改造,采用交流變頻驅(qū)動取代了原來的電液伺服驅(qū)動方式,交流變頻拉坯輥速度控制系統(tǒng)如圖2所示:圖2變頻調(diào)速系統(tǒng)系統(tǒng)中采用美國A-B公司的變頻器和該公司的1326AB系列交流伺服電動機實現(xiàn)對水平連鑄機拉坯輥速度的伺服控制。該系列變頻器具有頻率控制、矢量控制和伺服控制等多種控制方式??紤]到拉坯輥電動機頻繁啟動、停止和正反轉(zhuǎn),應(yīng)用中選

5、擇矢量控制方式,這一方式采用空間磁場定向控制,在1:10的調(diào)速范圍內(nèi)不需要速度實際值的反饋,就能實現(xiàn)高精度的速度和轉(zhuǎn)矩控制,完全可以滿足拉坯速度控制的要求。3速度控制方式連鑄機拉坯輥速度有按照速度曲線自動調(diào)速和手動點動調(diào)速兩種方式,前者用于正常拉坯時的速度控制,后者用于進(jìn)行送引錠桿操作。31速度自動控制連鑄生產(chǎn)過程中,要求拉坯輥速度嚴(yán)格按照工藝要求變化,要求的拉坯輥每次拉坯動作速度曲線。T1=T2=T3=T4=T5=T6,拉程范圍:0-60mm/次,推程范圍:0-10mm/次,拉坯頻率范圍:50-200次/分,工藝要求三個參數(shù)可任意修改(拉坯生產(chǎn)前設(shè)定和生產(chǎn)過程。最大瞬時速度20米/分,最大平

6、均拉速5米/分。另外,拉坯輥周長為1米,機械減速箱減速比為29:1。速度曲線由速度信號給定裝置產(chǎn)生,為了提高控制可靠性,分別設(shè)計了以PC微型機和單片微型計算機為核心的兩套速度信號給定裝置,將要求的速度曲線存于存儲器中,運行時,程序采用查表方法輸出要求的速度曲線,對速度曲線參數(shù)也可在線修改。32手動點動速度控制手動點動時,速度給定信號由系統(tǒng)中整流板引出10VDC作為速度給定電壓,該電壓通過一個電位器調(diào)節(jié)后輸出,從而可以改變點動速度值,達(dá)到手動調(diào)速的目的。自動調(diào)速速度給定和手動調(diào)速給定信號的互鎖電路,K01、K02是用于自動和手動給定切換的繼電器觸點,SA01是自動/手動選擇開關(guān)。變頻器的一個模擬輸入通道用于頻率設(shè)定輸入,接收速度給定信號,控制輸出頻率,調(diào)節(jié)拉坯輥電機轉(zhuǎn)速。4應(yīng)用情況衡陽鋼管有限公司水平連鑄機拉坯輥變頻調(diào)速系統(tǒng),從1998年投入運行至今,變頻器運行穩(wěn)定,拉坯速度控制性能得到改善,滿足了連鑄生產(chǎn)的需要,調(diào)速系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)如下:頻率精度:1;拉速精度:5;同步精度:過零時間差1ms,推拉進(jìn)度:5。由于系統(tǒng)可靠性高,維護工作量也大為減少,還減少了維修經(jīng)費,其中光維修器件成本費用,一年就可節(jié)省數(shù)十萬元,衡陽鋼管有限公司鑄坯年產(chǎn)量從1998年至今翻了一翻,其中連鑄機拉坯輥變頻調(diào)速系統(tǒng)在其中發(fā)揮了重要作用。5結(jié)束語

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