一种圆坯连铸软压下控制方法技术

本发明专利技术公开了一种圆坯连铸软压下控制方法，属于连铸技术领域。所述方法是：当液压调节回路的输出压力大于设定压力的偏差范围时，通过控制压力调节阀使输出压力等于设定压力；当设定压力为轻压段或软压段压力时，通过控制不同的电磁阀使输出压力对时间的一阶导数为０。本发明专利技术通过对轻压段和软压段压力的不同控制，实现了液压调节回路输出压力的实时调节，从而完成了圆坯连铸软压下控制，克服了该项技术长期依赖进口的不利因素。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及连铸
，特别涉及。
技术介绍
在连铸机控制技术中，软压下控制是直接影响铸坯质量好坏的关键技 术之一。长期以来，该项技术被国外几家大公司所拥有，例如奥地利的奥 钢联工程技术公司、意大利的达涅利集团等等，这些外国公司通常以"黑 匣子"的形式向国内企业提供该项技术，这样国内企业就得支付高额的使 用费用，例如天津大无缝钢管厂、衡阳钢管厂、武汉钢铁(集团)公司、 鞍钢股份有限公司等连铸机中所使用的均为国外公司的技术。圆坯连铸机的软压下控制技术与板坯或方坯的软压下控制技术有较大 的不同板坯或方坯连铸机的软压下控制技术有比较完备的检测手段(例 如辊缝检测)，而圆坯连铸机的软压下控制技术相对比较粗放，目前还没有 合适的检测手段；圆坯连铸机的拉坯规格(直径)相对于板坯或方坯连铸 机的铸坯规格(厚度)多，并且规格幅度变化大(最大变幅约300mm);如 果考虑软技术方面的因素(例如液芯计算模型)，那么圆坯连铸机软压下技 术的控制难度会大于板坯或方坯连铸机软压下技术的控制难度。圆坯连铸机的软压下控制技术是通过液压控制回路来实现压力调节 的。图1示出了圆坯连铸机的软压下控制技术中被广泛采用的拉矫辊压下 的液压控制原理图，其中VA控制油缸压下，VB控制油缸上升，VC控制油 缸快速压下，VD调节压下的压力。在实际应用中，圆坯连铸液压控制回路 的压力调节是通过液压缸的移动来实现的，即只有当液压缸有位移时，外 界施加的压力才可以被释放。但是，这种圆坯连铸机的软压下控制技术在控制效果方面却不尽人意, 尤其是在微压控制方面，其控制效果非常不好。以达涅利集团在衡管加工 方面所作的控制系统为例，随着铸坯规格逐渐变小，其压下效果也会逐渐 变差，进而导致铸坯严重变形。铸坯变形的主要原因是1)当外界施加的压力大于设定值时，液压控制回路的压力调节不能将压力完全调低；2)当 外界施加的压力小于20Kg时，液压控制回路无法对这样的小压力进行有效 地调节。圆形热坯在受压时理论上可以看作拉矫辊的切线对热坯的母线施 压，由于其施加的压强相对于板坯或方坯的两个平面所施加的压强大，因 此造成了圆坯更容易受压变形。
技术实现思路
为了解决圆坯连铸机软压下技术中的圆坯受压变形问题，本专利技术提供 了，所述方法是当液压调节回路的输出压 力大于设定压力的偏差范围时，通过控制压力调节阀使所述输出压力等于 所述设定压力；当所述设定压力为轻压段或软压段压力时，通过控制不同 的电磁阀使所述输出压力对时间的一阶导数为0。当所述设定压力为轻压段或软压段压力时，通过控制不同的电磁阀使 所述输出压力对时间的一阶导数为0的步骤具体为当所述设定压力为轻压段压力时，对所述输出压力进行定时采样，如 果采样得到的压力大于所述设定压力，则关闭所述液压调节回路的控制油 缸快速压下的电磁阀。或者，当所述设定压力为轻压段或软压段压力时，通过控制不同的电 磁阀使所述输出压力对时间的一阶导数为0的步骤具体为当所述设定压力为软压段压力时，对所述输出压力进行定时采样，如 果采样得到的压力大于所述设定压力，则关闭所述液压调节回路的控制油 缸快速压下的电磁阀，并开启所述液压调节回路的控制油缸上升的电磁阀。所述定时采样的周期为0. 382T，其中T为所述输出压力的采样周期。所述轻压段压力大于25Kg且小于50Kg;所述软压段压力小于等于 25Kg。有益效果本专利技术通过对轻压段和软压段压力的不同控制，实现了液压调节回路输出压力的实时调节，从而完成了圆坯连铸软压下控制，克服 了该项技术长期依赖进口的不利因素。附图说明图l是现有技术中圆坯连铸机软压下的拉矫辊压下的液压控制原理图； 图2是本专利技术实施例提供的圆坯连铸软压下控制的控制原理图； 图3是本专利技术实施例提供的圆坯连铸软压下控制的流程图； 图4是本专利技术实施例提供的液压调节回路的压力调节原理图。具体实施例方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本 专利技术实施方式作进一步地详细描述。本专利技术实施例是在不改变现有硬件控制条件的基础上，通过软件来实 现能够满足不同规格圆坯的软压下控制。本专利技术实施例采用以下两个阶段来实现对圆坯连铸软压下的控制 1)有条件的压力调节当图1中测压点PI处的压力大于设定值时，即使调节阀VD完全关闭， 其压力通过液压缸和管路内泄也得不到有效地释放，使得作用于圆坯的压 力过大，造成圆坯严重变形；当要求图1中测压点PI处有较小的压力(例 如小于20Kg)，以防止圆坯受压变形，但是在具体生产实践中，油路的残存 压力还是比较高，达不到有较小压力的要求。针对上述情况，并结合拉矫 机的工作压力范围(5-50Kg或大于140Kg)，本专利技术实施例采用如下控制策<formula>formula see original document page 5</formula>上式是对调节阀VD实施调节的函数，是一个典型比列积分调节器并采 用了边界控制，即当PI处的压力在正常误差范围内时，调节阀VD不作任 何调节；当PI处的压力超出正常误差范围时，调节阀VD在上述比列积分 调节器的作用下进行调节，以减小输出压力。在实际应用中，边界条件的 设置可以采用"上小下大"的原则，例如可以设置偏差值为+2 -5Kg之间， 从而减小因过压导致圆坯变形的不利因素。比例系数K和积分时间可以根 据具体的生产要求来进行设置，例如可以设置K在0.8-1.0之间，积分时 间为60秒G 4。=60S)，这样可以减小调节步长和放慢调节速度，有效保 证系统的稳定性和防止超调。另外，比例积分调节器本身的最大调节范围可以由设定的压力来进行限制。经过实际生产的证明当压力开始由低向 高调节时，需要2个调节周期，压力开始由高向低调节时，需要3个调节 周期就可以进入稳定调节状态，并且压力上限得到了有效的控制。2)分段压下控制根据压下压力的大小，连铸软压下控制可以分为三大类大于100Kg(重压/硬压)、大于25Kg且小于50Kg (轻压)和小于等于25Kg (软压)。 重压段软压下控制技术由于主要用于穿引锭杆，相对来说控制比较容易， 只要保证不打滑和被压设备不下溜即可，因此本专利技术实施例不考虑重压段 下的软压下控制。对于轻压段和软压段的软压下控制，本专利技术实施例提出 如下解决方案a) 轻压段的软压下控制在轻压段的软压下控制中，目前的控制手段虽然有较好的压力调节效 果，但是每次压力超过设定值均会使圆坯发生微小的变形。在没有辊缝控 制的前提下，其积累的误差会使圆坯产生较大的变形。如图1所示，假设 压下的压力为Pa，上升的压力为Pb，当Pa-Pb^时，液压缸能保持在某个 位置不变或者以压下辊的自重力对圆坯施压，如果在合适的时间(dt)内， 能使Pa-Pb^(也即dp/dt—0)，那么圆坯所受压力与测压点PI处所检测的 压力无关。通常情况下，轻压段所浇铸的圆坯规格比较大，如果压力过小， 特别在静态(暂停浇铸)时，如果有2/3的压下辊同时失压，那么有可能造 成圆坯滑脱，因此得选取合适的dt。本专利技术实施例中，在液压调节回路输 出压力采样周期T的黄金分割点时刻(0. 382T， T为液压调节回路输出压力 的采样周期)对PI进行采样，如果采集到PI大于压力的设定值，那么立 即让dp—本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种圆坯连铸软压下控制方法，其特征在于，当液压调节回路的输出压力大于设定压力的偏差范围时，通过控制压力调节阀使所述输出压力等于所述设定压力；当所述设定压力为轻压段或软压段压力时，通过控制不同的电磁阀使所述输出压力对时间的一阶导数为０。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐章云，赵书文，周军求，
申请(专利权)人：武汉钢铁集团公司，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]