高速线材轧机的活套控制

2005年4月 第22卷 第2期轧　　钢　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

高速线材轧机的活套控制

卿俊峰,刘　勇

(重庆钢铁股份公司高线厂,重庆　400080)

摘　要:介绍了高速线材轧机活套控制的原理和过程,以及由不同原因引起的活套不稳定的典型特征。关键词:高速线材轧机;活套;控制;稳定性

中图分类号:TG335163　　文献标识码:B　　文章编号:1003-9996(2005)02-0069-03

Loopcontrolofhigh2wireG&1,,China)

Abstract:Theofloopcontrolofhigh2speedwirerodmillareintroduced1Thecharacteristicsofun2stabilityloopcausedbydifferentfactorsareanalyzed1Keywords:high2speedwirerod;loop;control;stability

1　u的定义和级联控制方向

按金属秒流量相等的原则,有:

A1/A2=V2/V1=u

(1)

脉冲信号,需转换为数字信号。

式中,A1、V1为任意机架入口轧件断面积、线速度;A2、V2为机架出口轧件断面积、线速度。

u称为断面收缩率或u因子,表示某一机架的轧件变形比

,同时也反映出相邻机架出口侧轧件线速度之比。控制系统中通常保持某架(如精轧机组)的速度不变,通过改变其他各架的u因子来按某一方向进行速度修正。若按自下而上的方向进行修正,叫逆向。反之,称为顺向。

图1　活套扫描器的几何关系

L-扫描器至活套台距离;B-扫描范围;α-检测角;

H0-起套辊原始高度值

2　活套控制的基本原理

活套控制是对相邻机架间产生的“多余”轧件进行测量的基础上进行的。而机架间“多余”轧件由起套辊引导使其在活套台上形成活套,用位于活套台上方(或一侧)的活套扫描器测量活套高度。控制系统通过比较设定活套高度和实测活套高度,自动连续地修正各机架的速度来保持活套的高度为设定值[1,2]。

活套高度由一光电式活套扫描器来检测。该扫描器的检测角固定,其扫描范围靠调节其至活套台距离来改变,如图1所示。扫描器的输出为

由图1可知:

(2)B=2 L tg(α/2)

设对应于B的转换后的最大数值为Dmax,对应于某活套高度由脉冲/数字转换器输出的数值为d,则实际活套高度(高于轧件进入活套后时的活套高度)H为:

(3)H=2 L tg(α/2)/Dmax d-H0式中,H0为轧件进入活套台时的起套辊原始高度

值。

起套辊行程h的设定,如图2所示。支撑辊、

收稿日期:2004-03-29　　　　收修改稿日期:2004-04-21

作者简介:卿俊峰(1969-),男(汉族),四川人,工程师。

　　　　　　　　　　　　　2005年4月出版

另外,控制系统还要判断运行情况,在异常

情况下,如轧件已跑出扫描器的视野之外、活套高度超出允许最大高度以及操作员手动干预等,停止对速度进行修正,以保证系统安全。313　收套

起套辊、扫描孔与轧制中心线构成2个相似三角

形ΔABE与ΔACD。由AE/AD=BE/CD,得

l/(M/2)=h/H,

(4)即　h=l/(M/2)×H

式中,H为活套控制高度,M为活套台的长度,即

两支撑辊之间的距离

。

当轧件的尾部接近上游机架时,即进入收套阶段。为了安全收套并防止突然收套可能引起的甩尾,要通过调节上游机架的速度来降低活套高度,同时起套器回落到底部位置,以避免对其他机架产生速度干扰。收套完成后,控制返回到下一轧件的起套阶段。

41图2　1-;;3-第;44种套形

3　活套控制

311　起套

,活套可能形成4种套形,如图2所示。

(1)第1种套形是由于活套起套高度设定过大,轧件易在下一机架前产生堆钢及甩尾现象,不易控制。

(2)第4种套形是由于活套起套高度设定过小,轧件对起套辊压力较大,易导致套辊磨损快,机械故障多;另一方面轧件未能实现机架间无张力轧制,对红坯料形控制波动大。

(3)第2种套形是活套起套高度设定恰当,活套辊工作正常,轧件能实现机架间无张力轧制,对红坯料形控制较好,但如遇起套辊收套不及时,也易造成甩尾现象。

(4)第3种套形是活套起套高度设定略小,但活套辊能正常工作,轧件也能实现机架间无张力轧制,对红坯料形控制较好,不易造成甩尾现象。

因此,可根据设备和工艺条件选择第2、第3种套形。412　活套波动分析

一旦活套出现不稳定现象,不要轻易修改活套高度,活套的动态性能与有关机架传动装置的速度控制动态特性有关,正常情况下,对同一轧件由头部至尾部活套允许有±10mm的变化[3]。下面介绍不同因素引起活套不稳定的特征。

(1)由活套比例控制增益的调整不当,会导致活套不稳定,其具有以下特征:

①活套波动周期为2s左右。②轧件头部至尾部波动的幅值和频率是均匀的;通过适当调整控制增益,即可消除这一波动。

系统在突加额定负载时的动态速降约为5%,恢复时间约为015～110s。该过程在机架

咬钢时将影响机架间设定的速度关系,使机架间产生轧件堆积,这样就能产生一定量的“多余”轧件,并在起套辊作用下形成活套。下游机架的速度修正量与活套的起套高度HS(人工设定)有关,通常起套时不是把活套一步升到设定的正常活套高度HN,而是先升到HS,继而再调节到HN上,HS的设定要小于或等于HN。

系统要精确地控制起套辊的动作,使其在轧件咬入下游机架时,恰好开始动作。若其动作过早,则可能造成轧件咬不进下游机架而导致起套失败;反之,若动作太迟,一旦轧件咬入了下游机架,起套辊的动作则相当困难。因此需要跟踪系统准确地跟踪轧件的头部位置。

在起套阶段,对下游机架的速度修正仅限于下游机架本身,此时要封锁该部分的级联控制,否则会对其他机架产生干扰。312　自动控制

起套完成后,即进入活套控制阶段。此时,系统按级联方向,对所有机架进行实时速度修正。活套控制采用一个PI调节器,其输出叠加在上游机架的速度给定值上,以保证活套的高度与设定值一致,并且通过上游机架和主级联控制相应地改变上游其他机架的速度关系。

第22卷 第2期　　　　　　　　　　　　　　　(2)由机械原因造成的活套波动,具有以下

典型特征:①波动周期为011～015s。②波动从形成活套后开始,振幅沿轧件长度方向有规律地变化,通常这是由于机械调整不当或活套台设计不合理引起的,可通过调整下一起套辊及支撑辊的位置来解决。如活套向一侧倾斜,则可通过降低活套高度和调整支撑辊来解决。

(3)轧制过程也可能引起活套波动,其特征为:

①发生波动的活套试图与机架另一侧的活套“交换”轧件,即当其套量降低时,另一侧的活套升高,通常这是由于导卫安装不当引起的。轧件在辊缝中有规律地摆动形量发生变化。

②波动周期为2～4s。③在整个轧制周期,振幅和频率的变化均匀。④把控制的比例因子降低一半,波动更为严重。

此外,如活套扫描器引起活套波动,活套会无规则地跳动,其幅值和频率的变化无规律,甚至波动时有时无。

参考文献:

[1]乔德庸,李曼云1高速轧机线材生产[M]1北京:冶金工

业出版社,19951[2],徐　炜,1[M]1北京:冶

]轧钢艺1京:冶金工业出版社,

轿车悬架弹簧用55CrSi盘条的生产

吴小良,余国松,金耀辉,俞利权,周　引,叶健松

(杭州钢铁集团公司,浙江　杭州　310022)

摘　要:介绍了采用连铸坯一火成材,在高速线材生产线上生产55CrSi轿车悬架弹簧用盘条时,通过优化加热、轧制和冷却工艺,使盘条的组织和性能明显改善,用其制作的弹簧的拉拔和疲劳性能大大提高。关键词:轿车弹簧用钢;线材;控轧控冷;疲劳性能

中图分类号:TG335163　　文献标识码:B　　文章编号:1003-9996(2005)02-0071-02

Productionof55CrSiwirerodforsuspensionspringofautomobile

WUXiao2liang,YUGuo2song,JINYao2hui,YULi2quan,ZHOUYin,YEJian2song

(HangzhouIron&SteelGroupCo1,Hangzhou310022,China)

Abstract:Themicrostructureandperformanceof55CrSiwirerodforsuspensionspringofautomobileareimprovedbyoptimizingreheating,rollingandcoolingtechnology.

Keywords:springsteelforautomobile;wirerod;controlledrollingandcontrolledcooling;fatigueproperty

1　前言

20世纪70年代初期,轿车悬架弹簧普遍采

用SUP6(Si-Mn钢),成型工艺为热成型。其

存在的问题是,弹簧的设计应力仅为882MPa,弹簧的抗疲劳性能和抗弹性减退能力均较差。在20世纪80年代相继开发了SUP7(Si-Mn钢)

及SUP10(50CrV)等,成型工艺由热成型改为冷成型,钢丝的抗拉强度达1500MPa以上,弹簧的设计应力可达980MPa。近几年,日本又成功开发出SUP12(55CrSi),钢丝的抗拉强度达到1700MPa以上,弹簧的设计应力可达1100MPa以上,其很快被众多的轿车制造厂家使用。

收稿日期:2004-03-30

作者简介:吴小良(1970-),男(汉族),浙江嵊州人,工程师。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/usnm.html