一种引锭杆插入位置保持控制方法技术

本发明专利技术公开了一种引锭杆插入位置保持控制方法，该控制方法通过在引锭杆保持阶段激发拉矫机传动辊电机变频器的预励磁作用，利用闭环转速控制的变频器在预励磁后给电机提供的零速电磁制动转矩，来抵消引锭杆重力作用对拉矫机传动辊形成的反拖力，从而保持引锭杆在插入位置的零速静止状态，同时，通过编码器对电机实际转矩量进行实时监测和判断，起到对抱闸制动状态的远程监测和异常报警作用。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了，该控制方法通过在引锭杆保持阶段激发拉矫机传动辊电机变频器的预励磁作用，利用闭环转速控制的变频器在预励磁后给电机提供的零速电磁制动转矩，来抵消引锭杆重力作用对拉矫机传动辊形成的反拖力，从而保持引锭杆在插入位置的零速静止状态，同时，通过编码器对电机实际转矩量进行实时监测和判断，起到对抱闸制动状态的远程监测和异常报警作用。【专利说明】一种弓I锭杆插入位置保持控制方法
本专利技术涉及连铸控制技术，更具体地说，涉及。
技术介绍
引锭杆是一种多节可挠曲的钢杆，用于将结晶器内初生的钢坯坯壳牵拉、引导出来，往出坯的方向移动。连铸机在每个浇次(CAST)开浇前，都要进行连铸开浇前的引锭杆准备作业，其中包括引锭杆插入、引锭杆保持和引锭头密封。对于采用下装式送引锭杆的连铸机，需要将引锭杆从辊道上的存放位自下而上地输送并插入到结晶器下口，然后由操作工点动微调引锭杆的位置，直到引锭杆头部插入到结晶器下口封引锭的位置后进入保持状态；操作工需要在该位置进行引锭头的密封作业，密封完后等待连铸开浇；开浇后，由拉矫机和辊道将其牵拉、回收到存放位。请参见图1所示，引锭杆I的插入需要连铸辊道2和拉矫机3传动辊4的接力输送，拉矫机传动辊4用足够的压力压在引锭杆I表面，并通过传动辊4电机旋转，将其上送到结晶器5下口的插入位置。通常，辊道2和拉矫机传动辊4电机均是采用交流变频器进行调速驱动。当引锭杆I在结晶器5下口定位结束后，电机便停止运转。此时引锭杆I处于扇形段高位，头部位于结晶器下口，尾部位于拉矫机3中间，拉矫机组中的部分拉矫机3传动辊4压在引锭杆I上。请参阅图2所示，为了防止引锭杆定位结束后从高位下滑，现有的引锭杆插入位保持方法主要是通过压在引锭杆上的拉矫机传动辊的电机抱闸闸片压合后的静摩擦作用来提供机械制动力，防止引锭杆负载的重力作用带动拉矫机传动辊产生反拖驱动，起到避免引锭杆下滑的作用。具体方法是:对保持阶段压在引锭杆上的拉矫机传动辊电机配装抱闸，抱闸为失电抱紧，得电打开；当引锭杆插入到位，进入位置保持阶段后，控制器发出停车指令，命令电机停转，送给变频器的速度给定为零，电机处于失电状态，电机抱闸处于失电抱紧状态，利用抱闸闸片静摩擦产生的机械制动力来抵消引锭杆重力作用对拉矫辊产生的反拖驱动力，来维持引锭杆的位置保持静止不变。然而，在实际生产设备使用中发现，引锭杆在保持阶段发生下滑的问题时有发生，并且随着设备使用时间的延长，发生的频率越来越高，并且难以防范。以宝钢电炉大方坯连铸机为例，引锭杆在保持阶段下滑故障半年来已发生5次，累计造成生产延误时间2.6h，其中一起还造成开浇失败断流，并险些造成漏钢事故。经过研究和分析，认为现有的引锭杆位置保持方法存在以下几个问题:引锭杆插入结晶器后的位置保持完全依赖电机抱闸的机械制动力，可靠性不高，发生引锭杆下滑的风险比较大。由于抱闸闸片属于易磨损件，且现场环境工况较差(高温、粉尘)，因此随着设备的运行使用，抱闸闸片、机构等故障难以避免，而一旦发生抱闸失灵或性能劣化，就会直接影响拉矫机传动辊的制动力，造成引锭杆下滑的后果。抱闸安装在拉矫机传动辊电机内，无法进行在线状态监测，设备状态难以保证。由于抱闸安装在现场拉矫机传动辊电机的后部，人员难以接近，在线检查和拆装极其不便，因此，平时难以检查和把握其设备状态，也难以进行有针对性的维护。拉矫机所配装的带抱闸电机均是国外进口品牌，价格较贵，并且现场装机量比较多，若为了维持设备状态，频繁地对其进行更换，则会造成设备维修成本显著上升。若采用事后维修模式，等到发生引锭杆下滑问题后，再去进行处理，一来停机检修会引起生产中断，打乱生产物流节奏，二来会造成很大的漏钢事故隐患和风险。综上所述，现有的这种仅靠抱闸机械制动力来进行引锭杆插入位置保持的方式，存在抱闸状态难以监测和受控，容易发生引锭杆下滑故障，开浇断流和漏钢风险大，容易产生非计划停机的问题，不利于生产的稳定顺行。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述缺点，本专利技术的目的是提供，能够确保引锭杆在插入位置不下滑。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案:该引锭杆插入位置保持控制方法，包括以下步骤:A.在各拉矫机传动辊的电机上配置测速编码器，并与变频器构成闭环速度控制；B.当引锭杆插入到位进入保持阶段后，通过控制器发出电机停转指令及零速给定信号，并由变频器发出抱闸控制信号；C.对各拉矫机传动辊的电机提供零速状态下的电磁制动转矩；D.通过测速编码器反馈电机的实际转矩量，并对抱闸制动状态的异常进行预警。所述的步骤C包括:Cl.在引锭杆保持阶段，通过控制器发出预励磁指令信号至各拉矫机传动辊电机的变频器中；C2.变频器收到上述信号后，对各电机通电建立励磁磁场，并在电机转轴上产生零速状态下的电磁制动转矩，以抵消速度变化的趋势，维持电机转轴静止。所述的步骤C包括:Cl.由测速编码器对电机的实际转速进行实时测量，并反馈至变频器产生实际转矩量；C2.在控制器中设定一个用于超限报警的转矩设定量；C3.通过变频器将实际转矩量输入控制器，与转矩设定量进行比较，当实际转矩量超过转矩设定量，由控制器判定电机机械抱闸的制动状态存在异常，并发出报警信号。在步骤C3中，所述的报警为声音报警、画面报警、灯光报警中的一种或多种。还包括步骤E.给各电机配备独立设置且供电的风扇，在引锭杆保持阶段时，通过变频器控制风扇对各电机进行强制冷却。在上述技术方案中，本专利技术的引锭杆插入位置保持控制方法通过在引锭杆保持阶段激发拉矫机传动辊电机变频器的预励磁作用，利用闭环转速控制的变频器在预励磁后给电机提供的零速电磁制动转矩，来抵消引锭杆重力作用对拉矫机传动辊形成的反拖力，从而保持引锭杆在插入位置的零速静止状态，同时，通过编码器对电机实际转矩量进行实时监测和判断，起到对抱闸制动状态的远程监测和异常报警作用。【专利附图】【附图说明】图1是现有技术的引锭杆插入位置保持状态示意图；图2是现有技术的引锭杆保持控制的原理图；图3是本专利技术的引锭杆保持控制的原理图；图4是本专利技术的引锭杆保持控制方法的流程框图。【具体实施方式】 下面结合附图和实施例进一步说明本专利技术的技术方案。请结合图3?图4所示，专利技术的引锭杆插入位置保持控制方法具体包括以下步骤:首先，在需要零速电磁制动转矩(即在保持阶段下压在引锭杆)的各拉矫机传动辊电机上配置相关硬件设备:a)各拉矫机传动辊电机上配置测速编码器，将编码器信号送入变频器，该信号作为电机转速反馈量，用于变频器的闭环速度控制；变频器有多种控制方式，如V/F控制，频率控制，转矩控制，速度控制等。变频器需要在闭环速度控制方式下(如带速度编码器的矢量控制)，才能使变频器在拉矫机传动辊电机零速状态下产生足够的电磁制动转矩。目前各大品牌变频器一般都具有矢量控制功能，速度反馈可以通过在电机上配装测速编码器，并将编码器信号送入变频器来实现。在此条件下，即可使变频器工作在带速度反馈的矢量速度控制模式下。b)给各拉矫机传动辊电机配置具有单独供电回路的冷却风扇，用于在引锭杆保持阶段对电机提供风冷，以保证电机正常的使用寿命；由于电机在产生电磁制动转矩的时候，电机需要通入电流并产生发热，而此时电机处于零速静止状态，若电机采用自冷方式，风扇安装在电机转轴本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种引锭杆插入位置保持控制方法，其特征在于，包括以下步骤：A.在各拉矫机传动辊的电机上配置测速编码器，并与变频器构成闭环速度控制；B.当引锭杆插入到位进入保持阶段后，通过控制器发出电机停转指令及零速给定信号，并由变频器发出抱闸控制信号；C.对各拉矫机传动辊的电机提供零速状态下的电磁制动转矩；D.通过测速编码器反馈电机的实际转矩量，并对抱闸制动状态的异常进行预警。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：金国平，廖国斌，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：