CN110064663B - 一种减少卷取机助卷器对铝带表面擦伤长度的控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种减少卷取机助卷器对铝带表面擦伤长度的控制方法，属于有色金属加工技术领域。该方法在精轧机组开始轧制时，先以较高的穿带速度进行穿带轧制；当铝带头部进入末机架轧机产生咬入信号后，开始对铝带头部位置进行跟踪；当铝带头部跟踪位置大于头部减速位置时，精轧机组开始降速至卷取速度；当铝带进入卷取机且卷取机与末机架轧机之间建立张力后，打开卷取机助卷器，等待助卷器摆臂打开之后，精轧机组开始升速至轧制速度，进行后续稳态轧制。该方法可以有效减少助卷器在头部助卷过程中与铝带表面接触造成擦伤的长度，提高产品成材率，同时采用高速穿带、头部低速卷取的控制方法，在保证成材率的同时也保证了生产效率。

Description

一种减少卷取机助卷器对铝带表面擦伤长度的控制方法
技术领域
本发明涉及有色金属加工技术领域，特别是指一种减少卷取机助卷器对铝带表面擦伤长度的控制方法。
背景技术
卷取是铝热连轧过程中重要的一个环节，经过精轧机连续轧制以后的铝带由卷取机进行卷取成卷。铝热轧卷取机由助卷器进行铝带头部的助卷，助卷器一般由助卷车架、摆臂装置、张紧装置和助卷带组成。当需要卷取时，助卷车架移入，使助卷带靠近卷取机，摆臂装置关闭同时张紧装置张紧助卷带，使助卷带包紧在卷取机卷筒上面，当铝带头部进入卷取机以后，在助卷带的作用下，卷紧在卷筒上面，等卷取机和轧机之间建立张力以后，助卷器摆臂装置打开，同时助卷车架移出，机组开始升速轧制。铝热轧卷取温度一般在300摄氏度左右，要求助卷带要耐高温，所以助卷带一般为钢制材料。由于钢制助卷带表面粗糙，且硬度大于铝，在助卷器助卷过程中与铝带表面接触后会在铝带表面留下严重的划痕，擦伤铝带表面，影响产品成材率，尤其是在较高的穿带速度下，头部擦划伤长度更长。
目前，减少助卷器对铝带头部表面擦划伤长度的常用做法是：1)降低穿带速度；2)加快助卷器设备动作速度。第一种做法，在助卷器助卷时间一定的情况下，较低的穿带速度会减少助卷带与铝带的接触长度，从而减少擦划伤长度，但是该种做法降低了生产效率，同时较低的穿带速度也导致了穿带轧制的不稳定性，容易导致穿带失败，对铝带头部板形和厚度也会产生不良的影响。第二种做法，加快助卷器机械设备动作速度，助卷器动作速度越快，助卷带与铝带的接触时间就越短，从而减小擦划伤长度，但是受限于机械设备能力，不能进一步缩短设备动作时间，对于减少擦划伤长度效果不理想。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种减少卷取机助卷器对铝带表面擦伤长度的控制方法，该方法能够在不影响生产效率的前提下，利用变穿带速度的技术，实现减少铝带头部表面擦伤长度的目的。
该方法包括步骤如下：
S1：在精轧机组开始轧制时，先以穿带速度v0进行穿带轧制；
S2：当铝带头部进入末机架轧机产生咬入信号后，开始对铝带头部位置进行跟踪；
S3：当铝带头部跟踪位置大于头部减速位置L时，精轧机组开始降速至卷取速度v1；
S4：当铝带进入卷取机且卷取机与末机架轧机之间建立张力后，打开卷取机助卷器，等待助卷器摆臂打开之后，精轧机组开始升速至轧制速度v2，进行后续稳态轧制。
其中，S1中的精轧机组以末机架轧机线速度作为基准速度。
穿带速度v0，卷取速度v1，轧制速度v2由二级过程控制系统下发设定，并且满足v1<v0<v2。
S2中铝带头部位置的跟踪，利用末机架轧机线速度和前滑系数进行跟踪，即：Ls＝∫v0(1+f)dt，
式中，Ls为铝带头部跟踪位置，f为末机架前滑系数。
末机架前滑系数
Figure BDA0002054315100000021
式中，ε为末机架轧机铝带变形率，h为末机架轧机出口铝带厚度，R为末机架轧机轧辊直径，k1、k2、k3、k4为经验常数。
S3中头部减速位置L计算公式为：L＝L0-(v1 2-v0 2)(1+f)/2a，
式中，a为末机架轧机的加速度，L0为卷取机卷筒与末机架轧机中心线距离，f为末机架前滑系数。
S4中卷取机与末机架轧机张力建立的判定依据为：Tact≥K·Tset，
式中，Tact为卷取张力实际值，Tset为卷取张力设定值，K为张力阈值参数。K的取值范围为0.5～1.0。
该方法用于有色金属轧制的带有助卷器设备的卷取机。
本发明的上述技术方案的有益效果如下：
该方法基于高速穿带低速头部卷取的技术，高速穿带既保证了穿带稳定性又提高了生产效率，而低速头部卷取减少了表面擦伤长度。该方法有效的减小了卷取机助卷器与铝带表面的接触长度，操作简单，可靠性高。利用较高的穿带速度进行精轧机组的穿带，保证了穿带稳定性和生产效率，在头部进入卷取机进行卷取时，以相对较低的速度进行头部卷取，有效减少了助卷器与铝带表面的擦伤长度，同时在铝带进入末机架轧机产生咬入信号以后，开始对铝带头部进行精确的跟踪，能够保证铝带头进入卷取机时速度刚好降至卷取速度，进一步缩短了穿带时间，当卷取机与末机架建张且助卷器打开以后，机组迅速升速至轧制速度，完成后续的轧制过程。该方法实现简单，精轧机组在不增加任何硬件的前提下即可以实现，成本低，效果明显。
附图说明
图1为本发明的减少卷取机助卷器对铝带表面擦伤长度的控制方法的设备布置示意图；
图2为本发明减少卷取机助卷器对铝带表面擦伤长度的控制方法的精轧机组速度变化曲线图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明提供一种减少卷取机助卷器对铝带表面擦伤长度的控制方法，如图1所示，该方法包括步骤如下：
S1：在精轧机组开始轧制时，先以穿带速度v0进行穿带轧制；精轧机组以末机架轧机线速度作为基准速度；
S2：当铝带头部进入末机架轧机产生咬入信号后，开始对铝带头部位置进行跟踪；铝带头部位置的跟踪，利用末机架轧机线速度和前滑系数进行跟踪，即：Ls＝∫v0(1+f)dt，
式中，Ls为铝带头部跟踪位置，f为末机架前滑系数，
Figure BDA0002054315100000041
式中，ε为末机架轧机铝带变形率，h为末机架轧机出口铝带厚度，R为末机架轧机轧辊直径，k1、k2、k3、k4为经验常数；
S3：当铝带头部跟踪位置大于头部减速位置L时，精轧机组开始降速至卷取速度v1；L＝L0-(v1 2-v0 2)(1+f)/2a，
式中，a为末机架轧机的加速度，L0为卷取机卷筒与末机架轧机中心线距离，f为末机架前滑系数；
S4：当铝带进入卷取机且卷取机与末机架轧机之间建立张力后，打开卷取机助卷器，等待助卷器摆臂打开之后，精轧机组开始升速至轧制速度v2，进行后续稳态轧制。卷取机与末机架轧机张力建立的判定依据为：Tact≥K·Tset，
式中，Tact为卷取张力实际值，Tset为卷取张力设定值，K为张力阈值参数，K的取值范围为0.5～1.0。
如图2所示，穿带速度v0，卷取速度v1，轧制速度v2由二级过程控制系统下发设定，并且满足v1<v0<v2。
下面结合具体实施例予以说明。
该方案在某铝厂1+4热连轧机组上实施，该厂卷取机与末机架轧机距离为8.4m，穿带速度为3.0m/s，卷取速度为1.0m/s，轧制速度为4.5m/s，末机架轧机铝带变形率为0.26，末机架轧机出口厚度4.0mm，轧辊直径680.0mm。
在具体实施过程中，按如下实施步骤进行：
步骤一：在精轧机组开始轧制时，先以较高的穿带速度v0进行穿带轧制。
步骤二：当铝带头部进入末机架轧机产生咬入信号后，开始对铝带头部位置进行跟踪，利用末机架轧机线速度和前滑系数进行跟踪，即：Ls＝∫v0(1+f)dt，
式中，Ls为铝带头部跟踪位置，f为末机架前滑系数。
末机架前滑系数由经验公式计算得到：
Figure BDA0002054315100000042
式中，ε为末机架轧机铝带变形率，h为末机架轧机出口铝带厚度，R为末机架轧机轧辊直径，k1、k2、k3、k4为经验常数。
步骤三：当铝带头部跟踪位置大于L时，精轧机组开始降速至卷取速度v1，头部减速位置L由穿带速度v0和卷取速度v1，以及卷取机卷筒与末机架轧机中心线距离L0计算得到，计算公式为：L＝L0-(v1 2-v0 2)(1+f)/2a，
式中，a为末机架轧机的加速度，取值为-0.5m/s2。
步骤四：当铝带进入卷取机且卷取机与末机架轧机之间建立张力后，打开卷取机助卷器，等待助卷器摆臂打开之后，精轧机组开始升速至轧制速度v2，进行后续稳态轧制。
卷取机与末机架轧机张力建立的判定依据为：Tact≥K·Tset，
式中，Tact为卷取张力实际值，Tset为卷取张力设定值，K为张力阈值参数，K取值为0.8。
该厂1+4热连轧机组采用上述方法之后，由卷取机助卷器造成的铝带头部擦伤长度控制由原来的10.0m左右缩短为4.0m左右，有效的提高了产品的成材率。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种减少卷取机助卷器对铝带表面擦伤长度的控制方法，其特征在于：包括步骤如下：
S1：在精轧机组开始轧制时，先以穿带速度v0进行穿带轧制；
S2：当铝带头部进入末机架轧机产生咬入信号后，开始对铝带头部位置进行跟踪；
S3：当铝带头部跟踪位置大于头部减速位置L时，精轧机组开始降速至卷取速度v1；
S4：当铝带进入卷取机且卷取机与末机架轧机之间建立张力后，打开卷取机助卷器，等待助卷器摆臂打开之后，精轧机组开始升速至轧制速度v2，进行后续稳态轧制。
2.根据权利要求1所述的减少卷取机助卷器对铝带表面擦伤长度的控制方法，其特征在于：所述S1中的精轧机组以末机架轧机线速度作为基准速度。
3.根据权利要求1所述的减少卷取机助卷器对铝带表面擦伤长度的控制方法，其特征在于：所述穿带速度v0，卷取速度v1，轧制速度v2由二级过程控制系统下发设定，并且满足v1<v0<v2。
4.根据权利要求1所述的减少卷取机助卷器对铝带表面擦伤长度的控制方法，其特征在于：所述S2中铝带头部位置的跟踪，利用末机架轧机线速度和前滑系数进行跟踪，即：Ls＝∫vf(1+f)dt，
式中，Ls为铝带头部跟踪位置，vf为末机架轧机线速度，f为末机架前滑系数。
5.根据权利要求4所述的减少卷取机助卷器对铝带表面擦伤长度的控制方法，其特征在于：所述末机架前滑系数
Figure FDA0002384969990000011
式中，ε为末机架轧机铝带变形率，h为末机架轧机出口铝带厚度，R为末机架轧机轧辊直径，k1、k2、k3、k4为经验常数。
6.根据权利要求1所述的减少卷取机助卷器对铝带表面擦伤长度的控制方法，其特征在于：所述S3中头部减速位置L计算公式为：L＝L0-(v1 2-v0 2)(1+f)/2a，
式中，a为末机架轧机的加速度，L0为卷取机卷筒与末机架轧机中心线距离，f为末机架前滑系数。
7.根据权利要求1所述的减少卷取机助卷器对铝带表面擦伤长度的控制方法，其特征在于：所述S4中卷取机与末机架轧机张力建立的判定依据为：Tact≥K·Tset，
式中，Tact为卷取张力实际值，Tset为卷取张力设定值，K为张力阈值参数。
8.根据权利要求7所述的减少卷取机助卷器对铝带表面擦伤长度的控制方法，其特征在于：所述K的取值范围为0.5～1.0。
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