[发明专利]一种提高连铸坯凝固末端压下效果的拉矫机扭矩控制方法

说明书

技术领域

本发明属于大方坯、板坯连铸生产领域，具体涉及一种提高连铸坯凝固末端压下效果的拉矫机扭矩控制方法。

背景技术

连铸坯动态轻压下是改善连铸坯中心偏析与疏松的有效工艺技术，其实施原理在于：通过在连铸坯凝固末期附近施加压力(热应力和机械应力)以产生一定的压下量阻碍含富集偏析元素的钢液流动从而消除中心偏析，同时补偿连铸坯的凝固收缩量以消除中心疏松。压下区间是指轻压下的实施位置，多采用铸坯中心固相率表示；压下量是决定压下实施多少的重要参数，单位距离内的压下量一般用压下率表示。根据浇铸条件的不同，压下区间、压下量/压下率参数也不尽相同。

随着铸坯断面的增宽加厚，压下过程的坯壳抗力显著增加，因此为达到溶质偏析钢液挤压排除，提高铸坯致密度的压下效果，凝固末端压下量势必增加。然而，在压下过程中，除压坯力外，铸坯势必还会受到拉坯方向的力。铸坯表面压下量向固液界面传递过程中大部分被耗散在铸坯宽展与延展变形中。因此，控制铸坯延展应变，使铸坯处于“堆钢”压下状态，可有效提高压下工艺效果，确保压下量能有效传递至液芯，真正达到挤压液芯的工艺效果。实际生产过程中，通过控制各驱动辊转速，可实现驱动辊扭矩的间接控制。因此，驱动辊扭矩控制技术是实现铸坯“堆钢压下”，确保压下量有效传递至液芯的有效手段。

目前连铸过程中大多采用均衡载荷或均衡拉速方法控制驱动辊扭矩，即根据设定拉速均衡分配各拉矫机扭矩。部分专利也给出了扭矩控制的方法，如CN104001886A通过引入负荷分配系数实现了拉矫机组总负荷在各台拉矫机上的自由分配，通过闭环调节实现了拉坯力的自动控制；专利CN101648264A旨在解决大方坯轻压下过程中压下导致的扭矩分配不均。上述专利都提出了对连铸生产过程中驱动辊扭矩的控制方法，但均未从降低铸坯延展变形，提高压下工艺效果角度设计驱动扭矩分配方法。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出一种提高连铸坯凝固末端压下效果的拉矫机扭矩控制方法。

一种提高连铸坯凝固末端压下效果的拉矫机扭矩控制方法，包括以下步骤：

步骤1：在连铸坯凝固过程中，连铸拉矫机系统各台变频器实时采集相应的驱动辊的实际输出扭矩为第i台驱动辊的实际输出扭矩，n为该铸流参与负荷分配的驱动辊台数，计算当前该铸流的总输出扭矩

步骤2：根据当前该铸流的总输出扭矩确定各台驱动辊的设定输出扭矩

步骤2.1：当在连铸坯凝固过程中各拉矫机均等出力拉铸时，各台驱动辊的负荷因数按照拉矫机个数平均分配，各台驱动辊的设定输出扭矩为总输出扭矩与其相应的负荷因数的乘积；

步骤2.2：当在连铸坯凝固过程中各拉矫机非均等出力拉铸时，根据不同连铸坯压下区域设定各台驱动辊的负荷因数，确定各台驱动辊的设定输出扭矩；

步骤2.2.1：当在连铸坯凝固过程中各拉矫机非均等出力拉铸时，设定连铸坯不同区域的负荷因数：设定连铸坯压下区域前的负荷因数为占总载荷的50％～150％，设定连铸坯压下区域内的负荷因数为占总载荷的-50％～100％，设定连铸坯压下区域后的负荷因数为占总载荷的-50％～50％，连铸坯各区域的负荷因数总和为100％；

步骤2.2.2：在连铸坯压下区域内，根据各驱动辊压下量计算连铸坯压下区域内的各台拉矫机的设定输出扭矩：其中，μ＝1、2...m，m为连铸坯压下区域内的驱动辊台数，ε^μ为连铸坯压下区域内第μ台拉矫机的设定输出扭矩，G^μ为连铸坯压下区域内第μ台拉矫机的输出扭矩的控制增益；R^μ为连铸坯压下区域内第μ台拉矫机或扇形段的压下量，R^all为连铸坯压下区域内压下总量；

步骤2.2.3：在连铸坯压下区域前和连铸坯压下区域后，各台驱动辊的设定输出扭矩为总输出扭矩与各驱动辊负荷因数的乘积；

步骤2.3：设定最大设定输出扭矩T_max，当驱动辊的设定输出扭矩大于最大设定输出扭矩T_max时，则将最大设定输出扭矩T_max作为该驱动辊的设定输出扭矩；

步骤3：根据各驱动辊设定输出扭矩与实际输出扭矩的偏差对各驱动辊转速进行调整；

步骤3.1：计算各驱动辊设定输出扭矩与实际输出扭矩的偏差根据该偏差对各驱动辊转速以设定微调转速进行逐步调整；

步骤3.2：判断调整后的驱动辊转速与初始设定拉速的偏差是否超过初始设定拉速的±20％，若是，则不再调整驱动辊转速，否则，执行步骤3.3；