连铸机拉坯辊拉坯力调节方法

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1、70Technology技术纵横文献标识码：B文章编号：1003-0492(2017)02-0070-04中图分类号：TF31连铸机拉坯辊拉坯力调节方法AMethodofRegulationofBillet-DrawingForceofBillet-DrawingRollerforCCM★苏瑞淼（中冶南方工程技术有限公司，湖北武汉430223）摘要：提出应对连铸机拉坯辊拉坯力进行闭环控制，并给出了具体的控衡拉力会影响铸坯的表面质量。此外拉坯力的不均衡还制方法及拉坯辊拉坯力设定值的计算方法。实验证明本文提出的方法可会表现为电机负荷的不均衡，致使部分电机长期工作于以实现拉坯力在拉坯辊间的

2、任意分配。满载甚至过载状态，容易引发过电流跳闸事故导致生产关键词：连铸机；拉坯辊；拉坯力；分配系数中断、产品报废，而某些电机处于空载甚至发电状态，Abstract:Thepaperpointsoutthatitisnecessarytodealwith这部分电机效率非常低，发电状态的电机还造成能源浪thebillet-drawingforceofbillet-drawingrollerwiththeclosed-loopcontrolandprovidesthecontrolmethodaswellasthe费。因此有必要采取手段对拉坯辊的拉坯力进行控制和methodofcalcul

3、atingtheset-pointofbillet-drawingforce.调节。Theexperimentprovestheproposedmethodinthepapercanachievethearbitrarilydistributionforbillet-drawingforceamong2　负荷偏差的原因billet-drawingrollers.Keywords:CCM;Billet-Drawingroller;Billet-Drawingforce;根据力学相关知识，拉坯力的本质是动摩擦力，某Distributioncoefficient[2]一个拉坯辊i对铸坯的拉

4、力F可以近似表示为=N×µ:iiiF=N×µiii（1）其中：N为拉坯辊i与铸坯接触面的法向上受到的1　引言i压力，µ为铸坯与拉坯辊i的动摩擦系数。要产生动摩i拉坯辊是将铸坯连续拉出并矫直的连铸设备。小擦力，则拉坯辊与铸坯表面在两者的接触点上必存在微方坯连铸机通常采用五辊，大方坯连铸机则由3～5对辊小的相对运动，当相对运动速度较小时，近似认为动摩[2]子组成，板坯连铸机采用多辊方式。现代连铸机的拉坯擦系数与相对运动速度成正比关系，即：辊都采用交流变频调速方式[1]。在生产过程中，由于设µ=a∆v+biiii（2）备自身特点和辊道系统的误差会导致各台拉坯辊电机输其中∆v为则拉坯辊i与铸

5、坯表面在两者的接触点上出的拉坯力大小无规律且不均等，导致铸坯表面的不均相对运动速度，ai,bi为与拉坯辊i表面和铸坯表面材料2017.02AUTOMATIONPANORAMA71和粗糙度相关的系数，假设拉坯速度为Vc，拉坯辊i的角速度为ωi，拉坯辊半径为Ri，则∆vi=ωiRi−Vc（3）根据（1）、（2）、（3）得到Fii=Na[i()ωiRi−Vc+bi]（4）传统控制方式下拉坯辊电机都以相同的角速度运行，根据（4）式可知，由于处于不同位置的拉坯辊与铸坯间的压力不同，每台拉坯辊的半径也由于制造误表1001RG_O块的原理差会有所差别以及每台拉坯辊与铸坯接触面的系数ai,bi也各不

6、相同等原因会造成每个拉坯辊输出的拉坯力有差别。总体来说，拉坯辊与铸坯间的压力越大、拉坯辊表面与铸坯表面的相对滑动速度越大，则拉坯辊输出的拉图1拉坯力闭环控制框图坯力越大，反之亦然。常规的PID控制器的传递函数为：∆ω(s)K=G(sK)=+I+Ks∆F(s)cPsD（5）3　拉坯力闭环控制其中∆Fs()(=Fsets)(−Facts)，KP,KI,KD为PID调节器的比例、积分、微分系数。要改善整个铸坯表面施加的拉坯力的分布状况及实通常我们可以使用向后差分法进行离散化处理，现拉坯辊电机的负荷分配，就是要调节F的大小，这可得到PID调节器的数字化实现：iktdFt∆()以通过改变Ni、

7、ωiVc的大小实现。Vc是生产工艺参数∆ω()t=KP⋅∆Ft()+KI⋅∆∫00∆FtdtF()(t)dtT+≈K∑D⋅∆F(i)（6）0dti=0不能随意改变，且改变Vc也不会影响各个拉坯辊间的当采样频率足够高时，可以近似认为：kt负荷分配，Ni一般由液压专业设计规定，无法随意调∫0∆F(t)dtT≈∑∆F(i)（7）i=0节更改，所以只能通过调节拉坯辊电机转速ω来实现拉id∆F()tF∆()kF−∆(k−1)≈坯辊的负荷控制。文献[3]提出了一种通过