1．前言 隨著現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)對(duì)鋼材的需求量日益增加，連鑄生產(chǎn)能力已經(jīng)成為衡量一個(gè)國家工業(yè)發(fā)展水平的重要指標(biāo)之一。在連續(xù)鑄鋼工藝中，模鑄和弧形連鑄由于技術(shù)較為成熟，已被廣泛使用。近年來，水平連鑄因具有投資少、鑄坯直等多方面的優(yōu)點(diǎn)而日益受到人們的重視。但水平連鑄技術(shù)難度較大，目前，國際上德國和俄羅斯水平連鑄技術(shù)水平較高，日本一些鋼鐵企業(yè)也采用了水平連鑄技術(shù)。衡陽鋼管有限公司是我國掌握水平連鑄技術(shù)較好的廠家，該公司采用全水平連鑄技術(shù)，鑄坯一次合格率達(dá)到了98%以上。在水平連鑄工藝中，水平連鑄機(jī)拉坯輥速度控制是水平連鑄機(jī)的三大關(guān)鍵技術(shù)之一，拉坯速度控制水平直接影響鑄坯生產(chǎn)產(chǎn)量和質(zhì)量，而拉坯輥電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的性能又在其中發(fā)揮著重要作用。 2．水平連鑄機(jī)拉坯輥速度控制系統(tǒng) 2．1電液伺服調(diào)速系統(tǒng) 液壓傳動(dòng)曾是連鑄生產(chǎn)中拉坯裝置的主要驅(qū)動(dòng)方式，衡陽鋼管有限公司的水平連鑄機(jī)拉坯輥速度控制系統(tǒng)原來也采用電液伺服閥調(diào)速系統(tǒng)，其組成如圖1所示： 該系統(tǒng)于1991年投入運(yùn)行。電液伺服閥調(diào)速系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)是抗負(fù)載擾動(dòng)能力強(qiáng)，其動(dòng)、靜態(tài)性能也基本能滿足當(dāng)時(shí)連鑄生產(chǎn)的需要，但是液壓伺服驅(qū)動(dòng)也存在一些固有的不足之處，主要有: Ⅰ 由于液壓油泄漏和可壓縮性等原因造成液壓傳動(dòng)不能保證嚴(yán)格的傳動(dòng)比； Ⅱ 液壓傳動(dòng)對(duì)油溫比較敏感，調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)定性易受溫度影響； Ⅲ 為了減少泄漏，液壓元件制造加工精度要求高，因而造價(jià)較貴。 此外，維護(hù)工作量大，出了故障檢修較復(fù)雜，這些因素都直接影響了連鑄生產(chǎn)鑄坯產(chǎn)量和質(zhì)量的提高，限制了生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，隨著作業(yè)時(shí)間的增長，已難以滿足生產(chǎn)的需要。 2．2 交流變頻調(diào)速系統(tǒng) 隨著電力電子技術(shù)和控制技術(shù)的發(fā)展，交流電機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)日益成熟，交流變頻驅(qū)動(dòng)調(diào)速平穩(wěn)，調(diào)速范圍寬，對(duì)機(jī)械沖擊低，電動(dòng)機(jī)維護(hù)量大大降低，交流變頻調(diào)速性能也已接近或達(dá)到直流調(diào)速水平，能夠滿足拉坯輥速度控制的需要，因此，衡陽鋼管有限公司在1998年對(duì)拉坯輥速度控制系統(tǒng)進(jìn)行了改造，采用交流變頻驅(qū)動(dòng)取代了原來的電液伺服驅(qū)動(dòng)方式，交流變頻拉坯輥速度控制系統(tǒng)如圖2所示： 系統(tǒng)中采用美國A-B公司的變頻器和該公司的1326AB系列交流伺服電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)水平連鑄機(jī)拉坯輥速度的伺服控制。該系列變頻器具有頻率控制、矢量控制和伺服控制等多種控制方式?？紤]到拉坯輥電動(dòng)機(jī)頻繁啟動(dòng)、停止和正反轉(zhuǎn)，應(yīng)用中選擇矢量控制方式，這一方式采用空間磁場(chǎng)定向控制，在1：10的調(diào)速范圍內(nèi)不需要速度實(shí)際值的反饋，就能實(shí)現(xiàn)高精度的速度和轉(zhuǎn)矩控制，完全可以滿足拉坯速度控制的要求。 3．速度控制方式 連鑄機(jī)拉坯輥速度有按照速度曲線自動(dòng)調(diào)速和手動(dòng)點(diǎn)動(dòng)調(diào)速兩種方式，前者用于正常拉坯時(shí)的速度控制，后者用于進(jìn)行送引錠桿操作。 3．1 速度自動(dòng)控制 連鑄生產(chǎn)過程中，要求拉坯輥速度嚴(yán)格按照工藝要求變化，要求的拉坯輥每次拉坯動(dòng)作速度曲線。 T1=T2=T3=T4=T5=T6，拉程范圍：0-60mm/次，推程范圍：0-10mm/次，拉坯頻率范圍：50-200次/分，工藝要求三個(gè)參數(shù)可任意修改（拉坯生產(chǎn)前設(shè)定和生產(chǎn)過程。 最大瞬時(shí)速度≦20米/分，最大平均拉速≦5米/分。另外，拉坯輥周長為1米，機(jī)械減速箱減速比為29：1。 速度曲線由速度信號(hào)給定裝置產(chǎn)生，為了提高控制可靠性，分別設(shè)計(jì)了以PC微型機(jī)和單片微型計(jì)算機(jī)為核心的兩套速度信號(hào)給定裝置，將要求的速度曲線存于存儲(chǔ)器中，運(yùn)行時(shí)，程序采用查表方法輸出要求的速度曲線，對(duì)速度曲線參數(shù)也可在線修改。 3．2 手動(dòng)點(diǎn)動(dòng)速度控制 手動(dòng)點(diǎn)動(dòng)時(shí)，速度給定信號(hào)由系統(tǒng)中整流板引出10VDC作為速度給定電壓，該電壓通過一個(gè)電位器調(diào)節(jié)后輸出，從而可以改變點(diǎn)動(dòng)速度值，達(dá)到手動(dòng)調(diào)速的目的。 自動(dòng)調(diào)速速度給定和手動(dòng)調(diào)速給定信號(hào)的互鎖電路，K01、K02是用于自動(dòng)和手動(dòng)給定切換的繼電器觸點(diǎn)，SA01是自動(dòng)/手動(dòng)選擇開關(guān)。 變頻器的一個(gè)模擬輸入通道用于頻率設(shè)定輸入，接收速度給定信號(hào)，控制輸出頻率，調(diào)節(jié)拉坯輥電機(jī)轉(zhuǎn)速。 4．應(yīng)用情況 衡陽鋼管有限公司水平連鑄機(jī)拉坯輥?zhàn)冾l調(diào)速系統(tǒng)，從1998年投入運(yùn)行至今，變頻器運(yùn)行穩(wěn)定，拉坯速度控制性能得到改善，滿足了連鑄生產(chǎn)的需要，調(diào)速系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)如下： 頻率精度：1％； 拉速精度：5％； 同步精度：過零時(shí)間差<＝1ms，推拉進(jìn)度：5％。 由于系統(tǒng)可靠性高，維護(hù)工作量也大為減少，還減少了維修經(jīng)費(fèi)，其中光維修器件成本費(fèi)用，一年就可節(jié)省數(shù)十萬元，衡陽鋼管有限公司鑄坯年產(chǎn)量從1998年至今翻了一翻，其中連鑄機(jī)拉坯輥?zhàn)冾l調(diào)速系統(tǒng)在其中發(fā)揮了重要作用。 5結(jié)束語 水平連鑄機(jī)拉坯輥速度采用變頻調(diào)速控制，提高了拉坯輥速度控制質(zhì)量和可靠性，提高了鑄坯產(chǎn)量和質(zhì)量，取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益，由于變頻調(diào)速裝置可以很方便地與計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)聯(lián)機(jī)控制，從而可提高水平連鑄生產(chǎn)的自動(dòng)化程度和連鑄生產(chǎn)水平。