熱軋帶鋼的卷取控制設(shè)計(jì)

摘 要: 熱軋帶鋼鋼卷的卷形是產(chǎn)品質(zhì)量的一項(xiàng)重要指標(biāo)，其中張力控制好壞直接影響卷形，助卷輥的控制更是卷取定形的基本要素。文章結(jié)合實(shí)際提出的卷筒張力控制模型實(shí)用簡(jiǎn)潔，助卷輥?zhàn)詣?dòng)踏步控制（AJC）設(shè)計(jì)精密。對(duì)于卷取機(jī)設(shè)計(jì)應(yīng)用有著巨大參考價(jià)值。

Abstract: Because it is becoming an important quality guide line of the coil shape in the hot steel making.The and also the work roller AJC controll affect steel shape. The paper gives the tension control model according to the fact. The AJC design is good.It has important values for design of the steel making.

KEYWORDS: tension control AJC

1 概述

　　萊鋼1500mm熱軋帶鋼是一條年產(chǎn)300萬噸的生產(chǎn)線，其生產(chǎn)工藝為加熱、粗軋、熱卷、精軋、層冷、卷取。卷取區(qū)由2臺(tái)地下卷取機(jī)組成。帶鋼頭部離開精軋機(jī)時(shí)，卷取機(jī)已經(jīng)處于準(zhǔn)備工作狀態(tài)。帶鋼進(jìn)入卷取機(jī)時(shí)，張力輥借助導(dǎo)板裝置，在張力輥和卷筒之間形成封閉路徑，使帶鋼順利卷上卷筒。

　　在帶鋼卷入卷筒的頭幾圈，助卷輥進(jìn)行踏步控制。待帶鋼卷上3-5圈后，帶鋼在卷筒和軋機(jī)之間即能建立穩(wěn)定的張力。此時(shí)，上張力輥放松，傳動(dòng)電機(jī)采用“零電流”控制，助卷輥全部打開（卷厚帶鋼時(shí)，第一個(gè)助卷輥要始終壓住帶鋼），進(jìn)入正常卷取狀態(tài)。

　　帶尾即將離開軋機(jī)時(shí)，卷取機(jī)進(jìn)入收卷狀態(tài)，軋機(jī)和卷取機(jī)同時(shí)降速，助卷輥合攏，壓住外層帶卷。當(dāng)帶鋼脫離末機(jī)架時(shí)，張力輥壓緊，傳動(dòng)電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，使帶鋼在張力輥和卷筒之間建立張力，避免帶尾跑偏或鋼卷外層松散。

2 卷取張力控制模型設(shè)計(jì)

　　卷取張力控制控制的效果直接關(guān)系到1500mm熱軋帶鋼熱連軋生產(chǎn)線的成品和產(chǎn)量。張力控制的目的在于保證正常卷取時(shí)，1號(hào)或2號(hào)卷取機(jī)上的帶鋼張力恒定在設(shè)定值。為保持卷取機(jī)帶鋼張力的恒定，卷取機(jī)張力控制時(shí)主要考慮張力矩、彎曲力矩、摩擦力矩、隨卷徑變化的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量補(bǔ)償和加減速時(shí)的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償力矩。

　　在實(shí)際控制中，卷取機(jī)有兩種工作狀態(tài)：速度控制狀態(tài)和張力控制狀態(tài)。在點(diǎn)動(dòng)和穿帶期間，它們工作在速度控制狀態(tài)，穿帶時(shí)，當(dāng)卷取張力建立后，它們工作在張力工作狀態(tài)。

　　從速度控制狀態(tài)切換到張力控制狀態(tài)是在切換邏輯控制下自動(dòng)進(jìn)行的。在切換到張力控制狀態(tài)運(yùn)行后，盡管卷取機(jī)的速度給定略高于精軋機(jī)組速度基準(zhǔn)給定值。由于精軋機(jī)組和卷取機(jī)之間通過帶鋼的剛性連接，卷取機(jī)的實(shí)際速度不可能達(dá)到速度給定值，卷取機(jī)的速度調(diào)節(jié)器的輸出飽和，傳動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)入張力控制。

　　由于速度調(diào)節(jié)器的輸出達(dá)到限幅值，張力給定值由張力矩、摩擦力矩、彎曲力矩、加減速力矩的計(jì)算等的結(jié)果決定。

　　2.1卷徑計(jì)算

　　卷取機(jī)上鋼卷的卷徑可以通過安裝在卷取機(jī)及其相應(yīng)的測(cè)速輥上的脈沖發(fā)生器的計(jì)數(shù)值計(jì)算出來。計(jì)算方法是在卷取機(jī)卷筒上定義一個(gè)旋轉(zhuǎn)角度αh，測(cè)量與該角度相對(duì)應(yīng)的帶鋼長(zhǎng)度，即可計(jì)算出鋼卷的卷徑。

　　鋼卷卷徑按下列公式計(jì)算：

　　D = 2L / αh

　　其中：

　　αh 表示在卷取機(jī)卷筒上的旋轉(zhuǎn)角度（以弧度表示）

　　D表示鋼卷卷徑

　　L表示與αh相對(duì)應(yīng)的帶鋼長(zhǎng)度

　　卷取機(jī)上鋼卷卷徑的每次采樣的討算結(jié)果都需要校驗(yàn)，對(duì)卷取機(jī)來說就是每次的計(jì)算結(jié)果都要大干上次的計(jì)算值，另外，還要采取必要的濾波方法，以濾去由于錯(cuò)誤的采樣值而導(dǎo)致的錯(cuò)誤的計(jì)算值。

　　2.2張力力矩計(jì)算

　　帶鋼張力矩的計(jì)算公式如下：

　　Mz = F ＊ D / 2i

　　其中：

　　Mz表示張力矩

　　F表示張力設(shè)定值

　　i表示傳動(dòng)比

　　帶鋼張力設(shè)定值由操作站自動(dòng)預(yù)設(shè)定，操作人員也可以修改

　　2.3彎曲力矩的計(jì)算

　　帶鋼彎曲力矩的計(jì)算接下列公式求得：
　　

　　其中：

　　Mb表示彎曲力矩

　　h表示帶鋼厚度