摘要：1880粗軋主要采用雙機(jī)架軋制模式，R1主要是減少板坯的厚度。然而在R1軋制的過(guò)程中，特別是軋制X70等硬度較強(qiáng)的帶鋼時(shí)，R1軋機(jī)出現(xiàn)速度波動(dòng)特別大，造成R1主傳動(dòng)電流波動(dòng)大從而導(dǎo)致R1主傳動(dòng)多次跳電卡鋼、燙傷工作輥。本技術(shù)通過(guò)變頻器參數(shù)的調(diào)整、新的功能的投入，抑制了速度波動(dòng)的發(fā)生，保證了R1軋機(jī)軋制狀態(tài)的穩(wěn)定，硬度較高的鋼種能夠順利軋制。

      The technique controlling the vibration of the 1880 R1 mill

一、1880粗軋目前軋機(jī)布局

      在熱軋粗軋的軋 制模式中，一般采用雙軋機(jī)軋制模式，1880粗軋的布局模式如下圖：

      圖中標(biāo)志出的就是R1主軋機(jī)，主要用于減少帶鋼的厚度，進(jìn)行一道次軋制，最大壓下量為55mm。上下工作輥分別由兩臺(tái)同樣型號(hào)的馬達(dá)進(jìn)行控制。馬達(dá)的功率為：2500KW,最高轉(zhuǎn)速為2.8m/s。 在生產(chǎn)時(shí)，根據(jù)目標(biāo)厚度以及R2負(fù)荷的情況，來(lái)對(duì)R1的壓下量進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)軋制硬度較高的帶鋼時(shí)，R1軋機(jī)就會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)烈的抖動(dòng)。如果調(diào)小R1的負(fù)荷，可以減輕R1的振動(dòng)，但是R2的負(fù)荷過(guò)大，反而容易引起R2跳電卡鋼。

二、R1存在的問(wèn)題

      R1在軋制硬度較高的材料時(shí)，會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)烈的抖動(dòng)，抖動(dòng)時(shí)的波形如下：

      我們從波形可以看出，抖動(dòng)的頻率為16.6HZ和8.3HZ。R1的機(jī)械軸上輥的設(shè)計(jì)頻率為：21.3HZ，下輥的頻率為：18.1HZ。上下輥在軋制時(shí)的情況如下圖：

      這時(shí)，上輥和下輥通過(guò)材料連接在一起，整個(gè)系統(tǒng)的頻率隨著帶鋼的硬度以及溫度不同，彈性系數(shù)也不斷發(fā)生變化。整個(gè)機(jī)械系統(tǒng)的頻率也隨著帶鋼彈性系數(shù)的變化而不斷變化。當(dāng)軋制高強(qiáng)度帶鋼的時(shí)候，整個(gè)機(jī)械系統(tǒng)的頻率和電氣系統(tǒng)的頻率成倍頻關(guān)系。從而使機(jī)械系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)發(fā)生共振，造成軋機(jī)強(qiáng)烈振動(dòng)。

三、改進(jìn)的措施

      根據(jù)目前R1的情況，R1機(jī)械部分已經(jīng)固定，不能進(jìn)行改變。所以只能改變電氣部分的參數(shù)，改變電氣系統(tǒng)的頻率。當(dāng)電氣系統(tǒng)的頻率遠(yuǎn)離機(jī)械系統(tǒng)頻率的時(shí)候，共振就會(huì)消失。同時(shí)，我們應(yīng)用SFC功能，抑制振動(dòng)的產(chǎn)生。

1.調(diào)整變頻器速度環(huán)節(jié)的參數(shù)，改變電氣系統(tǒng)頻率

      整個(gè)電氣系統(tǒng)的頻率值為：WC=30rad/S。我們通過(guò)改變速度環(huán)節(jié)的PI值來(lái)調(diào)節(jié)電氣系統(tǒng)的頻率。WC的值從30rad/S下降到了18rad/S.如下圖：

      調(diào)節(jié)的目的就是使圖中的曲線向左平移。使WC變小。PI值的調(diào)整如下：

修改的公式為：(WC/WC1)*P=P1, (WC/WC1)*W=W1

WC為原來(lái)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)電氣系統(tǒng)頻率

WC1為修改以后的電氣系統(tǒng)頻率

P：原系統(tǒng)速度比例環(huán)節(jié)增益

P1:修改以后速度比例環(huán)節(jié)增益

W：原系統(tǒng)速度積分環(huán)節(jié)增益

W1：修改以后速度積分環(huán)節(jié)增益

2.負(fù)荷平衡參數(shù)的調(diào)整

      在軋制帶鋼的過(guò)程中，為了保證上下工作輥的負(fù)荷基本一致，也就是上輥電機(jī)和下輥電機(jī)的電流基本一致；負(fù)荷平衡系統(tǒng)應(yīng)用到主傳動(dòng)控制系統(tǒng)中。負(fù)荷平衡的控制方式有兩種：第一種是上輥為主，下輥為從；第二種種為：上輥為從，下輥為主。三熱軋應(yīng)用的是第一種方式，它的整個(gè)控制概略圖如下：

圖5 負(fù)荷平衡示意圖

Fig.5 Load balance control block

       我們通過(guò)調(diào)節(jié)負(fù)荷平衡的響應(yīng)以及補(bǔ)償值來(lái)減少負(fù)荷平衡對(duì)振動(dòng)的加劇，控制框圖如下：

      調(diào)整負(fù)荷平衡的死區(qū)：DT_LB_BAND從20％調(diào)整到10％，負(fù)荷平衡的響應(yīng)調(diào)整如下：

      DT_LB_P：8000減少到5000；DT_LB_W1:從0.3rad/s 減少到0.1rad/S 。投入前的波形如下：

3.SFC功能的投入

      在原來(lái)的傳動(dòng)系統(tǒng)中，SFC功能沒(méi)有投入使用，為了更好的抑制振動(dòng)，把SFC功能投入使用：

OP_SFC_D_1:300

OP_SFC_D_2:900

OP_SFC_D_3:900

LMT_SFC:5%

      通過(guò)投入上述的功能，很好的抑制了振動(dòng)的如下圖：

五、實(shí)施后效果

      通過(guò)實(shí)施上述措施以后，軋制帶鋼時(shí)的效果得到明顯的改善，消除了強(qiáng)烈振動(dòng)，避免了電流的強(qiáng)烈波動(dòng)，使硬度較高的鋼種順利進(jìn)行軋制。修改以前的波形如下：

      通過(guò)上述兩種波形的對(duì)比，我們可以看出，經(jīng)過(guò)調(diào)整以后，波形得到了很大的改善。效果明顯。

六、總結(jié)

      目前隨著軋制產(chǎn)品的難度越來(lái)越高，相應(yīng)的對(duì)于粗軋區(qū)域的能力要求也越來(lái)越高，這就需要對(duì)于R1軋機(jī)軋制厚度較厚的板坯時(shí)，壓下量也越來(lái)越大，在壓下量較大的情況下，就容易出現(xiàn)軋機(jī)抖動(dòng)的情況。本技術(shù)從電氣的角度實(shí)現(xiàn)了軋機(jī)振動(dòng)的控制，保證了R1在高負(fù)荷下的穩(wěn)定性，其應(yīng)用前景較廣泛。本技術(shù)在國(guó)內(nèi)外同類(lèi)企業(yè)均有可能采用該技術(shù)。