罗 靖 传 动 产 品 技 术 支 持 冶 金 行 业 项 目 支 持 与 服 务 西 门 子 中 国 有 限 公 司 上 海 分 公 司 自 动 化 与 驱 动 部 021-58793210 021-58882000-2687
一. 项 目 名 称 和 背 景 : 热 轧 试 验 机 组 主 要 进 行 控 轧 控 冷 (TMCP) 展 宽 延 伸 轧 制 (MAS) 连 铸 坯 直 接 轧 制 铁 素 体 区 轧 制 再 结 晶 控 轧 双 相 区 轧 制 等 新 工 艺 的 研 究, 为 宽 厚 板 轧 机 积 累 经 验 ( 主 要 生 产 船 和 军 舰 用 钢 板 ). 本 热 轧 试 验 机 组 主 要 轧 制 技 术 及 连 轧 自 动 化 国 家 重 点 实 验 室 东 北 大 学 设 计. 热 轧 试 验 机 组 的 主 要 工 序 包 括 : 从 加 热 炉 开 始, 经 高 压 水 除 鳞 机, 机 前 / 机 后 辊 道 运 输 轧 制 控 制 冷 却 ( 台 架 冷 却 切 割 矫 直 热 处 理 ) 剪 切 模 拟 卷 取 等. 二. 热 轧 试 验 机 组 的 主 要 参 数 ( 单 机 架, 二 辊 可 逆 式 ): 轧 辊 直 径 :max.750mm/min.680mm, 满 足 : 轧 制 厚 板 时 单 道 次 最 大 压 下 量 35mm; 最 小 可 轧 厚 度 2mm( 取 向 硅 钢 2mm, 终 轧 温 度 950 ) 辊 身 长 度 :550 mm( 参 考 横 向 取 样 最 长 为 410mm) 轧 制 温 度 : 普 碳 及 低 合 金 钢 600~1250 ; 取 向 硅 钢 1350 轧 制 速 度 :±0~1.37-3.14m/s 轧 制 力 : 辊 身 单 位 长 度 最 大 轧 制 力 约 为 2.0t/mm, 最 大 轧 制 力 为 1000t, 最 大 轧 制 扭 矩 为 75t.m 轧 制 力 矩 : 额 定 136kNm*2, 切 断 375kNm*2( 经 减 速 箱 后 的 参 数 ) 轧 辊 开 度 : 满 足 250mm 板 坯 厚 度 的 要 求
三. 主 要 技 术 指 标 : 坯 料 种 类 : 现 场 连 铸 坯, 炼 钢 实 验 室 锭 坯 和 锻 坯 轧 制 钢 种 : 碳 素 结 构 钢, 优 质 碳 素 结 构 钢, 低 合 金 高 强 度 结 构 钢, 硅 钢 坯 料 规 格 : 厚 度 :H max =250mm H min =30mm 宽 度 :B max =300mm B min =150mm 长 度 :L max =350mm L min =200mm 质 量 :W max =150Kg W min =10Kg 成 品 规 格 : 厚 度 :H max =50mm H min =20mm 宽 度 :B max =410mm B min =200mm 长 度 :L max =3000mm L min =750mm
四. 系 统 配 置 图 : 共 21 台 变 频 器
过 程 自 动 化 级 基 础 自 动 化 级 DDC 级 共 21 台 变 频 器
五. 系 统 主 要 功 能 : A. 热 扎 主 传 动 上 下 辊 负 荷 平 衡 控 制 B. 辅 传 动 辊 道 连 锁 和 速 度 协 调 控 制 C. 轧 制 过 程 控 制 ( 按 不 同 材 料 的 轧 制 规 程 控 制 ) D. 辅 助 设 备 控 制 如 油 泵, 阀 等 E. 电 动 压 下 和 液 压 辊 缝 控 制 F. 计 算 机 画 面 监 控 与 数 据 管 理 G. 加 热 炉 和 模 拟 卷 取 炉 的 温 度 模 型 控 制 H. 轧 钢 冷 却 控 制 如 冷 床 I. 钢 板 剪 切 控 制 J. 轧 线 红 外 线 测 温 控 制 K. 轧 钢 钢 度 测 试
六. 部 分 工 艺 流 程 :
1. 加 热 : 在 热 轧 试 验 线 上, 坯 料 首 先 在 加 热 炉 中 加 热 共 设 有 3 台 室 状 电 加 热 炉, 其 中 1 号 或 2 号 加 热 炉 用 于 常 规 加 热, 即 加 热 温 度 低 于 1280 0 C 3 号 加 热 炉 为 高 温 加 热 炉, 加 热 温 度 可 达 1420 0 C, 专 门 用 于 硅 钢 加 热
2. 上 料 : 液 压 叉 式 升 降 装 卸 车 把 坯 料 从 加 热 炉 中 取 出, 送 入 除 鳞 机 前 上 料 辊 道, 然 后 由 上 料 辊 道 运 送 到 除 鳞 机, 上 料 辊 道 运 行 速 度 0~±1.97m/s, 速 度 无 级 调 节, 可 逆 运 行 一 台 电 机 通 过 链 式 传 动 拖 动 多 台 辊 道
3. 高 压 水 除 磷 : 在 板 坯 移 送 辊 道 的 后 面 安 装 有 一 台 液 压 除 磷 设 备 ( 附 除 鳞 辊 道 ), 用 于 清 除 一 次 氧 化 铁 皮. 考 虑 到 高 压 水 作 用 在 坯 料 上 的 作 用 力 具 有 逆 轧 件 运 动 方 向 的 分 力, 此 分 力 有 可 能 阻 止 坯 料 的 运 动, 甚 至 将 坯 料 推 回, 以 致 无 法 实 现 除 鳞 过 程, 在 除 鳞 机 前 方 设 置 推 料 装 置 该 装 置 保 证 坯 料 顺 利 通 过 除 鳞 机, 不 会 发 生 坯 料 的 停 滞 转 动 等 问 题
4. 运 输 辊 道 : 除 鳞 后 的 坯 料 通 过 位 于 除 鳞 辊 道 和 转 钢 辊 道 之 间 的 运 输 辊 道 进 入 转 向 辊 道, 运 输 辊 道 运 行 速 度 0~±3.07m/s, 速 度 无 级 调 节, 可 逆 运 行 5. 入 口 机 架 锟 道 : 6. 轧 制 : 无 级 可 逆 调 速, 受 主 操 作 台 上 的 轧 机 主 令 控 制 器 控 制, 轧 钢 时 与 主 传 动 同 步 运 行 除 鳞 后 的 板 坯 通 过 运 输 辊 道 转 向 辊 道 移 送 到 二 辊 可 逆 轧 机 的 机 前 辊 道, 经 过 运 送 转 钢 等 过 程 后 送 入 轧 机 进 行 轧 制 该 轧 机 可 以 模 拟 寬 厚 板 轧 制 和 热 轧 带 钢 轧 制 该 轧 机 为 2 辊 式 高 刚 度 可 逆 式 轧 机,2 支 轧 辊 通 过 减 速 机 十 字 叉 头 连 接 轴 由 2 台 800kW 交 流 电 机 分 别 驱 动 辊 道 送 来 的 轧 件 被 轧 辊 咬 入 后 进 行 轧 制 轧 制 完 成 后, 轧 机 和 辊 道 反 转, 轧 件 反 向 运 动 ; 同 时 轧 机 电 动 和 液 压 压 下 系 统 实 现 压 下 位 置 控 制, 逐 步 减 少 辊 缝 轧 件 再 一 次 到 达 轧 辊 时, 被 反 向 咬 入, 实 现 与 前 一 道 次 的 反 向 轧 制 如 此 可 逆 轧 制 反 复 多 次, 直 至 轧 件 厚 度 达 到 目 标 厚 度 时 为 止 轧 制 速 度 可 以 在 0- ±3m/s 的 范 围 内 调 整
6. 轧 制 : 增 设 维 持 上 下 辊 速 度 关 系 恒 定 的 调 节 器, 可 预 设 上 下 辊 速 度 差, 使 下 辊 线 速 度 适 当 大 于 上 辊 线 速 度, 以 便 轧 件 咬 人 时, 下 表 面 的 金 属 延 伸 率 大 于 上 表 面, 从 而 成 滑 雪 板 式 轧 制, 轧 件 出 辊 前 移 时, 不 致 撞 击 辊 道 为 了 保 证 轧 件 在 转 钢 辊 道 上 对 正 轧 机 的 中 心 线, 在 转 钢 辊 道 上 设 置 对 中 侧 导 板 此 侧 导 板 是 机 前 侧 导 板 的 延 伸 部 分, 与 入 口 侧 导 板 统 一 由 液 压 缸 驱 动, 其 最 大 和 最 小 开 口 度 分 别 为 250-650mm, 均 大 于 机 前 侧 导 板 的 相 应 数 值
7. 出 口 机 架 锟 道 : 8. 待 温 : 无 级 可 逆 调 速, 受 主 操 作 台 上 的 轧 机 主 令 控 制 器 控 制, 轧 钢 时 与 主 传 动 同 步 运 行 在 轧 机 的 后 面 设 置 待 温 辊 道, 此 辊 道 具 有 摆 动 功 能 轧 件 可 以 在 此 辊 道 上 往 返 摆 动 进 行 冷 却, 摆 动 辊 道 的 摆 动 速 度 和 摆 动 规 则 由 计 算 机 系 统 给 定 辊 道 速 度 可 以 在 0- ±3m/s 的 范 围 内 调 整 调
9. 冷 却 : 轧 件 的 冷 却 方 式 可 以 是 通 过 式 冷 却, 也 可 以 是 摆 动 式 冷 却, 这 依 轧 件 的 厚 度 和 长 度 等 选 择 确 定 调 整 辊 道 的 速 度, 可 以 有 效 的 调 整 轧 件 的 终 冷 温 度 调 整 冷 却 辊 道 的 加 速 度, 可 以 有 效 的 消 除 轧 件 的 头 尾 温 差, 即 温 度 梯 度 10. 冷 床 空 冷 : 水 冷 后 的 轧 件 继 续 由 辊 道 送 到 冷 床 辊 道 在 冷 床 辊 道 上 的 轧 件 用 链 式 移 钢 机 推 送 到 冷 床 上 进 行 空 冷 11. 剪 切 : 某 些 热 带 轧 制 的 中 间 料 ( 热 料 ) 和 冷 却 后 的 低 温 轧 件 ( 冷 料 ), 需 要 进 行 剪 切 12. 模 拟 加 热 炉 : 两 座 模 拟 卷 取 炉 位 于 热 轧 线 末 端 采 用 模 拟 卷 取 炉, 模 拟 热 轧 带 钢 卷 取 后 的 带 钢 的 冷 却 过 程 切 成 短 料 的 轧 件 送 到 2 台 模 拟 卷 取 炉 中 进 行 冷 却, 带 材 在 卷 取 炉 中 以 0.2~1 的 冷 却 速 率 进 行 冷 却, 以 模 拟 热 带 卷 取 后 的 实 际 冷 却 过 程
七. 主 传 动 上 下 辊 电 机 控 制 系 统 : 能 承 受 频 繁 剧 烈 的 尖 峰 负 荷 冲 击 且 要 求 高 动 态 响 应 在 轧 制 过 程 中, 轧 辊 压 碾 轧 件 一 起 快 速 升 降 速, 往 返 多 道 次 轧 制 中, 电 动 机 处 于 频 繁 起 制 动 状 态 有 较 宽 的 调 速 范 围 因 为 轧 件 只 能 低 速 咬 人, 随 着 轧 制 道 次 增 加 轧 件 增 长, 应 随 时 提 高 轧 制 速 度 以 提 高 产 量 前 几 道 次 轧 制 时, 轧 件 短 粗, 轧 制 压 力 很 大, 要 求 有 足 够 的 转 矩, 宜 采 用 恒 转 矩 拖 动 ; 而 后 几 道 次 时, 轧 件 变 细 长, 宜 采 用 恒 功 率 拖 动, 提 高 轧 制 速 度 增 设 维 持 上 下 辊 速 度 关 系 恒 定 的 调 节 器, 可 预 设 上 下 辊 速 度 差, 使 下 辊 线 速 度 适 当 大 于 上 辊 线 速 度, 以 便 轧 件 咬 人 时, 下 表 面 的 金 属 延 伸 率 大 于 上 表 面, 从 而 成 滑 雪 板 式 轧 制, 轧 件 出 辊 前 移 时, 不 致 撞 击 辊 道.
1. 主 要 电 气 设 备 : 电 机 :800kW 2, 马 达 转 速 175/400r/min, 额 定 转 矩 430kNm, 690VAC,24HZ. 变 频 器 :1300kW 2,690VAC, 整 流 回 馈 单 元 加 逆 编 器. 压 下 速 度 :15mm/sec, 满 足 可 逆 轧 制 间 隙 时 间 小 于 3 秒 的 要 求 及 定 位 精 度 要 求. 压 力 控 制 为 液 压 AGC 和 电 动 压 下.
2. 主 传 动 上 下 辊 指 标 要 求 : 静 态 速 度 控 制 精 度 (%):±0.01 动 态 速 度 控 制 精 度 (%):±0.1 上 下 辊 速 度 同 步 动 态 控 制 误 差 (%):±0.5 上 下 辊 速 度 范 围 :0--- ±2.1Fn 上 下 辊 电 流 同 步 精 度 :(%):±0.05 加 减 速 时 间 : 1.5S (0---210%) 速 度 响 应 时 间 : 空 载 40ms, 带 载 130ms
3. 主 传 动 上 下 辊 电 机 控 制 要 点 : A. 低 速 咬 钢 B. 翘 头 控 制 C. 高 速 扎 制 和 抛 钢 D. 上 下 辊 负 荷 平 衡 控 制 4. 主 传 动 上 下 辊 电 机 负 荷 平 衡 控 制 : 以 下 辊 为 基 准 的 平 衡 控 制 负 荷 平 衡 控 制 投 入 控 制 下 辊 力 矩 电 流 上 辊 力 矩 电 流 偏 差 和 死 区 设 定 PI 调 节 和 限 幅 加 法 运 算 上 辊 速 度 设 定 上 辊 速 度 设 定
A. 速 度 差 控 制 和 负 荷 分 配 控 制 切 换 B. 延 时 控 制 防 打 滑 和 扭 震 C. 速 度 差 死 区 调 整 和 负 荷 分 配 限 制 5. 电 动 压 下 辊 缝 调 节 控 制 : 压 下 电 机 只 用 于 轧 机 空 载 粗 摆 辊 缝 ( 辊 缝 的 精 确 定 位 最 终 由 液 压 缸 的 位 置 控 制 来 实 现 ). 电 动 压 下 的 控 制 是 一 个 电 动 快 速 定 位 控 制 (EAPC) 过 程, 包 括 电 动 压 下 逻 辑 控 制 电 动 压 下 自 动 位 置 控 制 (EAPC), 电 动 压 下 电 机 在 轧 钢 过 程 中 停 止 不 动. 在 轧 机 牌 坊 上 部, 安 装 压 下 交 流 异 步 调 速 电 机 2 台, 电 机 轴 后 安 装 光 电 编 码 器, 电 机 分 别 通 过 蜗 轮 - 蜗 杆 机 构 驱 动 左 右 2 个 压 下 螺 丝 在 安 装 于 牌 坊 上 部 的 压 下 螺 母 内 转 动, 实 现 电 动 压 下 位 置 的 调 整 电 动 压 下 位 置 利 用 安 装 在 压 下 螺 丝 杆 上 部 的 2 台 位 置 传 感 器 测 量 两 侧 的 压 下 螺 丝 可 以 单 独 调 整, 也 可 以 通 过 离 合 器 连 在 一 起 同 时 调 整 为 了 使 压 下 丝 杠 在 任 何 情 况 下 不 能 旋 出, 在 丝 杠 的 顶 部 一 定 距 离 处 安 装 有 限 位 保 护 开 关.