CN101817022A - 一种用于冷连轧中宽钢带的卷取张力补偿方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及冷轧生产的卷取张力补偿的方法，特别是一次成型中宽冷连轧常规轧制薄型冷轧中宽带钢的卷取张力调整，属冷轧工艺自动化控制技术领域。技术方案是按照轧机出口钢带的厚度分为三档，建立张力补偿参数数据库。卷取张力补偿功能是采取PLC基础控制完成T₁、T₂、T₃计算、输出和控制，实现轧制过程中三段质量补偿。本发明的有益效果是：本发明针对冷连轧常规轧制卷取张力补偿功能不足，研制卷取张力三段自动补偿，克服了生产过程产品出现塔形、擦划伤等问题；试验表明，采用本发明在冷连轧常规轧制过程中和平整开卷过程中产生塔形、擦划伤几率为0.02%，同时还可以省去塔形卷在线处理时间，提高生产效率，效果显著，用于在毛化钢带生产时效果更为明显。本发明几乎无改造费用、易于实现，极具推广价值。

Description

一种用于冷连轧中宽钢带的卷取张力补偿方法

 

所属技术领域：

本发明涉及冷轧生产的卷取张力补偿的方法，特别是一次成型中宽冷连轧常规轧制薄型冷轧中宽带钢的卷取张力调整，属冷轧工艺自动化控制技术领域。

背景技术：

冷连轧机组发展到目前，技术成熟、工艺先进、自动化控制水平在冶金行业处于最高水平。在工艺思想和软件控制方面十分先进，目前处于前列的有ABB公司、西门子公司等，在卷板无头冷连轧机组卷取方面，因为其宽高比通常＞0.45，其卷取张力控制均采用一段补偿控制，就能解决轧制过程中塔形、擦划伤等问题。

但是，冷连轧常规轧制卷取张力补偿功能不足，在生产过程产品出现塌卷、塔形、擦划伤等问题。例如：冷连轧中宽钢带在生产过程中，经常出现卷取过程中塔形、产品在罩式退火后平整开卷过程中内圈1/4卷塔形等问题，严重影响了生产节奏及产品质量，带来较大的经济损失。通过实验表明：上述问题均为卷取张力补偿功能不足所致。冷连轧机轧制卷取时，张力的大小与所生产卷的宽高比有密切关系，宽高比越小，所需卷取张力越大，试验证明当宽高比＜0.4时，采取传统张力补偿，很难控制生产过程中塔形卷的产生。

发明内容：

本发明目的是提供一种用于冷连轧中宽钢带的卷取张力补偿方法，防止生产过程产品出现塔形、擦划伤等问题，提高生产效率，解决背景技术中存在的上述问题。

本发明的技术方案是：一种用于冷连轧中宽钢带的卷取张力补偿方法，包含如下步骤：

1.按照轧机出口钢带的厚度分为三档，第一档为厚度h＜0.50mm；第二档为0.50mm≤h≤0.80mm；第三档为h＞0.80mm；按照厚度档次确定张力补偿参数δ₁、δ₂，确定设定卷径D₁、D₂，建立张力补偿参数数据库，其中：

δ₁值的给定主要考虑生产带钢厚度、松卷与退火粘结量方面，通过大量数据试验总结，最终确定δ₁取值按照带钢厚度分为三档，出口厚度≤0.50mm时，δ₁在0.7～0.9，出口厚度0.51mm～0.8mm时，δ₁在0.6～0.4，出口厚度≥0.81mm时，δ₁在0.2～0.3；

δ₂值的给定主要考虑轧机带钢厚度、T_S大小、松卷与退火粘结量方面，通过大量数据试验总结，最终确定δ₂取值按照带钢厚度分为三档，出口厚度≤0.50mm时，δ₂在0.3～0.5，出口厚度0.51mm～0.8mm时，δ₂在0.2～0.1，出口厚度≥0.81mm时，δ₂在0.05～0.1；

D₁值的给定主要考虑轧制带钢厚度、松卷与退火粘结量方面，通过大量数据试验总结，最终确定D₁取值按照带钢厚度分为三档，出口厚度≤0.50mm时，D₁在550mm～570mm，出口厚度0.51mm～0.8mm时，D₁在530mm～549mm，出口厚度≥0.81mm时，D₁在515mm～529mm；

D₂值的给定主要考虑轧制带钢厚度、机组控制能力，确定D₂取值按照带钢厚度分为三档，出口厚度≤0.50mm时，D₂在630mm～650mm，出口厚度0.51mm～0.8mm时，D₂在610mm～630mm，出口厚度≥0.81mm时，D₂在580mm～600mm；

2.采取PLC（可编程序控制器）计算、控制，执行卷取张力补偿功能；

2.1首先卷取张力设定值T_S从二级模型中接收，当接收到设定卷取张力时，补偿一个附加张力δ₁T_S，这时穿带张力T₁=(1+δ₁)T_S，然后轧机启动进行穿带并卷取；

2.2当卷径达到D₁时，一段张力补偿结束；当卷径在D₁～D₂时，进行张力补偿,补偿附加张力T₂=（D₂-D）tgα+T₃，tgα=（T₁-T₃）/(D₂-D₁)；当卷径达到D₂时，一段张力补偿结束；

3.在生产不同厚度规格钢带时，当卷径D≥D₂时张力补偿量为δ₂T_S，这时的卷取张力为T₃=（1+δ₂）T_S，T₃一直到卷取结束。

张力补偿参数δ₁和δ₂、设定卷径D₁和D₂为经验参数，随着轧制钢带规格的变化而变化，但对于规格相同的钢带，其大小固定。对于不同规格轧制钢带的，δ₁、δ₂、D₁、D₂可形成表格存入一级系统直接调用，也可以从操作软件的MHI-1和MHI-2人机对话窗口输入。参数α为固定经验值。

由于张力补偿参数δ₁、δ₂、D₁、D₂为经验参数，随着轧制钢带规格的变化而变化，但对于规格相同的钢带，其大小固定，参数α为固定经验值。本发明按照轧机出口钢带的厚度分为三档，第一档为厚度h＜0.50mm;第二档为0.50mm≤h≤0.80mm;第三档为h＞0.80mm;按照厚度档次确定δ₁、δ₂、D₁、D₂张力补偿参数，建立张力补偿参数数据库。

本发明的自动化实现是在轧机卷取机对应PLC或VME内编写控制程序达到T₁、T₂、T₃计算、输出和控制。设定张力T_S的初始值由模型计算值传入，δ₁、δ₂、D₁、D₂可形成表格存入一级系统直接调用也可以从MHI-1和MHI-2人机对话窗口输入。

本发明的有益效果是：本发明针对冷连轧常规轧制卷取张力补偿功能不足，研制卷取张力三段自动补偿，克服了生产过程产品出现塔形、擦划伤等问题；试验表明，采用本发明在冷连轧常规轧制过程中和平整开卷过程中产生塔形、擦划伤机率为0.02%，同时还可以省去塔形卷在线处理时间，提高生产效率，效果显著，用于在毛化钢带生产时效果更为明显。本发明几乎无改造费用、易于实现，极具推广价值。

附图说明：

图1是本发明实施例轧机的示意图；

图中：1.开取机；2.轧制带钢；3.1#机架；4.2#机架；5.3#机架；6.4#机架；7.卷取机。

图2是本发明卷取张力补偿示意图；

图中：T1.一段卷取张力（穿带卷取张力）；T2.二段卷取张力；T3.三段卷取张力；D.卷径；D1.一段卷取张力执行结束点对应的卷径；D2.二段卷取张力执行结束点对应的卷径；a.T2与T3之间的锐角。

具体实施方式

以下结合附图，通过实施例对本发明作进一步说明。

参照附图1，在实施例中，开取机1上的轧制带钢2经过1#机架3、2#机架4、3#机架5、4#机架6后，由卷取机7卷取。

参照附图2，本发明按照轧机出口钢带的厚度分为三档，第一档为厚度h＜0.50mm;第二档为0.50mm≤h≤0.80mm;第三档为h＞0.80mm;按照厚度档次确定δ₁、δ₂、D₁、D₂张力补偿参数，建立张力补偿参数数据库。

本发明的自动化实现是在轧机卷取机对应PLC编写控制程序达到T₁、T₂、T₃计算、输出和控制。设定张力T_S的初始值由模型计算值传入，δ₁、δ₂、D₁、D₂可形成表格存入一级系统直接调用也可以从MHI-1和MHI-2人机对话窗口输入。

本发明中卷取张力补偿功能是采取PLC基础控制计算来执行，首先卷取张力设定值T_S从二级模型中接收，当接收到设定卷取张力时，补偿一个附加张力δ₁T_S，这时穿带张力为T₁=(1+δ₁)T_S然后轧机启动进行穿带并卷取；当卷径达到图2中D₁时，一段张力补偿结束。当卷径在D₁～D₂时，如图2所示，按照一定斜率进行张力补偿,补偿附加张力为T₂=（D₂-D）tgα+T₃；当卷径达到图2中D₂时，一段张力补偿结束。在生产不同厚度规格钢带时，如图2所示，当卷径D≥D₂时张力补偿量为δ₂T_S，这时的卷取张力为T₃=（1+δ₂）T_S，T₃一直到卷取结束。

Claims (1)

1.一种用于冷连轧中宽钢带的卷取张力补偿方法，其特征在于包含如下步骤：

1.按照轧机出口钢带的厚度分为三档，第一档为厚度h＜0.50mm；第二档为0.50mm≤h≤0.80mm；第三档为h＞0.80mm；按照厚度档次确定张力补偿参数δ₁、δ₂，确定设定卷径D₁、D₂，建立张力补偿参数数据库，其中：

δ₁值的给定主要考虑生产带钢厚度、松卷与退火粘结量方面，通过试验总结，确定δ₁取值按照带钢厚度分为三档，出口厚度≤0.50mm时，δ₁在0.7～0.9，出口厚度0.51mm～0.8mm时，δ₁在0.6～0.4，出口厚度≥0.81mm时，δ₁在0.2～0.3；

δ₂值的给定主要考虑轧机带钢厚度、T_S大小、松卷与退火粘结量方面，通过试验总结，确定δ₂取值按照带钢厚度分为三档，出口厚度≤0.50mm时，δ₂在0.3～0.5，出口厚度0.51mm～0.8mm时，δ₂在0.2～0.1，出口厚度≥0.81mm时，δ₂在0.05～0.1；

D₁值的给定主要考虑轧制带钢厚度、松卷与退火粘结量方面，通过试验总结，确定D₁取值按照带钢厚度分为三档，出口厚度≤0.50mm时，D₁在550mm～570mm，出口厚度0.51mm～0.8mm时，D₁在530mm～549mm，出口厚度≥0.81mm时，D₁在515mm～529mm；

D₂值的给定主要考虑轧制带钢厚度、机组控制能力，确定D₂取值按照带钢厚度分为三档，出口厚度≤0.50mm时，D₂在630mm～650mm，出口厚度0.51mm～0.8mm时，D₂在610mm～630mm，出口厚度≥0.81mm时，D₂在580mm～600mm；

2.采取PLC（可编程序控制器）计算、控制，执行卷取张力补偿功能；

2.1首先卷取张力设定值T_S从二级模型中接收，当接收到设定卷取张力时，补偿一个附加张力δ₁T_S，这时穿带张力T₁=(1+δ₁)T_S，然后轧机启动进行穿带并卷取；

2.2当卷径达到D₁时，一段张力补偿结束；当卷径在D₁～D₂时，进行张力补偿,补偿附加张力T₂=（D₂-D）tgα+T₃，tgα=（T₁-T₃）/(D₂-D₁)；当卷径达到D₂时，一段张力补偿结束；

3.在生产不同厚度规格钢带时，当卷径D≥D₂时张力补偿量为δ₂T_S，这时的卷取张力为T₃=（1+δ₂）T_S，T₃一直到卷取结束。