三菱变频器在连铸机定尺切割中的应用

三菱变频器在连铸机定尺切割中的应用

韩晓艳,刘兴海（新疆八一钢铁股份公司炼钢厂，新疆乌鲁木齐

作者简介：韩晓艳、刘兴海，新疆八一钢铁股份公司炼钢厂。

摘要：文章介绍了三菱变频器在转炉炼钢厂1#连铸机自动定尺切割中的特殊应用,将原有的碰球和红外线非接触式定尺切割系统彻底淘汰,实现了精确控制,降低了成本和维护强度。

关键词：三菱变频；脉冲；定尺切割

1前言

连铸机的定尺切割作为连铸的最后一道工序其铸坯长度的偏差将直接影响轧钢系统的正常生产。根据连铸工艺的要求12米定尺的误差要在±1cm以内而且要实现自动切割，在转炉炼钢厂先后采用了定尺碰球、北京中远通公司的非接触式红外线定尺切割仪但效果不佳，目前转炉厂2号、3号机仍在采用碰球定尺切割。所以如何能够找到一种投入成本少、简单实用的定尺切割方法对连铸机的正常生产至关重要。

2003年转炉炼钢厂1号连铸机改造完毕，在此次改造中采用了一种新的定尺切割方法，它显著的特点是投资少，测量准确。

2定尺切割的现状

目前国内的定尺切割方式主要有三种，即定尺碰球、非接触式红外线定尺切割仪以及编码器测坯长：

定尺碰球：结构和线路比较简单，投资成本较低，但其故障率较高，碰球时间长了易磨损，特别是出现非定尺需要人工干预时必须将切割方式转为手动，否则延时时间到达后就继续自动切割造成非定尺。

非接触式红外线定尺切割仪：自成一套系统采用红外摄像原理，不与铸坯直接接触。但其投资成本大，按照三流的连铸机计算大约每套10万元左右，而且受厂房条件限制较大经常造成误发讯，厂房中的一束阳光或电焊机的弧光都有可能导致其发讯。

编码器检测坯长：即在拉矫机辊子上安装一编码器用于检测铸坯长度，但正常生产时拉矫机处环境温度过高而且冷却水泄漏等造成编码器故障率高，且开机过程中出现编码器故障不便维修等，本文将介绍自动定尺切割方法。

3三菱变频器的脉冲输出功能

转炉炼钢厂1号连铸机拉矫机变频器选用三菱公司的FR-A540系列产品，在此变频器的SD（输入公共端）和FM之间有脉冲输出，每秒脉冲输出数与参数Pr55（频率监示基准）呈线性关系，其输出脉冲波形，脉冲高度为DC8V，脉冲宽度用参数Pr900（FM端子校正）调整，参数Pr900出厂设定为在50HZ时FM输出频率为1440脉冲/S。

4系统的实现

4.1参数Pr55的计算

1号连铸机拉矫机在额定频率（50HZ）时的转速为1440转/分，而变频器的上限频率为75HZ，由此可以据公式①计算出频率为75HZ时电动机的对应转速：

n=ne×75/50①式中：ne为电动机额定转速

将参数代入公式①得：n=1440×75/50＝2160转/分

根据变频器上限频率75HZ依公式②可计算出拉矫机的最大拉速：

Vmax＝n/i×π×D/1000②

式中：i为拉矫机速比，D为拉矫机辊径

将参数代入公式②得：Vmax＝2160/430.25×π×304.8/1000＝4.8米/分

由于拉速的显示表采用0.4倍频的脉冲表，即直接显示FM的脉冲数，所以就可以根据图1及公式③和④计算出参数Pr55的频率F：

F1＝Vmax/0.4×100③

F＝1440×75/F1④

将数据代入公式③④得：F1＝4.8/0.4×100=1200脉冲/

F＝1440×75/1200=90HZ

4.2单位长度脉冲数计算

由公式③知拉速为4.8米/分时对应的脉冲数为1200个脉冲/s，由此可以依据公式⑤推算出单位长度的脉冲数，这里采用标准单位－毫米计算如下：

L＝（F1×60）/（Vmax×1000）⑤

将数据代入公式⑤得：

L＝（1200×60）/（4.8×1000）＝15脉冲/mm

4.3定尺长度检测的实现

由以上计算得知，此系统正常运行必须的变频器参数为上限频率Pr01、频率监示基准Pr55，特别是Pr55参数必须按上述方法严格计算得出，此外FM端子校正Pr900参数采用变频器出厂默认值，不予改动。

拉矫机变频频器的输出脉冲经过脉冲转换器整形后接到PLC的高速计数模块，PLC即可采集到变频器输出的脉冲。1号连铸机的定尺长度比较多的是12米定尺，就以此为例加以说明。由公式⑤计算结果知每15个脉冲1毫米，那么理论计算12米对应180000个脉冲。

在程序中首先将采集到的脉冲数转换为以毫米为单位的长度值，此值与定尺长度设定程序执行的结果进行比较，当实际实际长度大于或等与设定长度时，输出一指令控制切割车工作，切割车工作的同时将实际值清零，重新计下一支铸坯。

5运行效果

由于拉矫机辊子长时间运行后必然有一定的磨损，这就导致检测值偏小，这只需要将设定值相应减小即可。