CN110947775B - 长线机组空跑段的张力控制方法 - Google Patents

长线机组空跑段的张力控制方法 Download PDF

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    • B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B21B37/48—Tension control; Compression control

Abstract

本发明公开了一种空跑段张力控制方法，所述方法包括：利用速度补偿因子对位于空跑段后方的B组张力辊的给定速度进行补偿：VBref'＝μ×VBref；式中，VBref'为B组张力辊的补偿后的给定速度，VBref为B组张力辊的初始给定速度，μ为速度补偿因子，取值与带钢宽度、带钢厚度和空跑段运行速度有关。本发明的空跑段张力控制方法，通过对位于空跑段后方的B组张力辊的给定速度进行补偿，进而控制张力辊速度差间接控制空跑段张力，提高了空跑段的张力稳定性，减少了因张力辊打滑造成的带钢表面擦划伤；此外，减少了张力辊表面磨损，延长张力辊使用寿命，降低设备维护成本。

Description

长线机组空跑段的张力控制方法
技术领域
本发明涉及带钢轧制设备技术领域，尤其涉及一种长线机组空跑段的张力控制方法。
背景技术
如附图1所示，空跑段在退火酸洗线等长线机组的中间区域，是退火与酸洗或相关区域的过渡连接段，空跑段前后分别设置一组张力辊，两组张力辊分别参与控制空跑段前后工艺区域张力稳定，前后工艺区域通过闭环控制，使工艺张力达到设定值并保持稳定。空跑段张力相较前后工艺区域无严格要求，因此空跑段张力控制未形成闭环，控制方式相对简单，空跑段张力由下列计算过程得出：
VA＝VAref-kA×T1×RA，VB＝VBref+kB×T2×RB。
其中，VA、VB分别为空跑段张力为零时，前后两组张力辊A、B的速度，VAref、VBref分别为在空跑段相同给定速度下，张力辊A、B的理想空转转速，kA、kB分别为A、B两组张力辊的刚度系数，T1、T2分别为空跑段前后工艺区域的张力，RA、RB分别为A、B两组张力辊的半径。当空跑段张力不为零时，A、B两组张力辊通过之间钢带张力的作用，速度发生改变，速度计算公式变为：
VA'＝VAref-kA×T1×RA+kA×T×RA，VB'＝VBref+kB×T2×RB-kB×T×RB。
其中T为空跑段张力，VA'和VB'分别为A、B两组张力辊速度。两组辊转矩平衡、张力稳定后，VA'和VB'相等得出空跑段张力表达式：
T＝(VB-VA)/(kA×RA+kB×RB)。
由上式可知，空跑段张力与前后张力辊的速度差、张力辊传动系统刚度有关：前后张力辊的速度差越大，空跑段张力越大；传动系统刚度越大，刚度系数越小，同样的速度差下张力越大。
不锈钢连轧连退酸洗线成品宽度为1040mm-1650mm，厚度为0.3mm-3.0mm，成品钢带低速通过退火区域和酸洗区域之间(空跑段)时，空跑段张力稳定，当产线升速后，由于速度控制精度和电机在不同转速区间机械特性的不同，造成VB、VA差值变大或传动系统刚度变大(kA、kB变小)，两者共同作用导致空跑段张力变大。
空跑段张力因速度变大出现波动，不同宽度和厚度的带钢张力波动程度不同，严重时导致空跑段前后张力辊转矩加大或减少，辊面与钢带出现打滑现象，造成辊面磨损和带钢擦划伤，影响全线生产效率、质量稳定，增加设备维护成本。
发明内容
为解决上述现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种长线机组空跑段的张力控制方法。具体技术方案如下：
一种空跑段张力控制方法，所述方法包括：利用速度补偿因子对位于空跑段后方的B组张力辊的给定速度进行补偿：VBref'＝μ×VBref；式中，VBref'为B组张力辊的补偿后的给定速度，VBref为B组张力辊的初始给定速度，μ为速度补偿因子，取值与带钢宽度、带钢厚度和空跑段运行速度有关。
可选地，速度补偿因子的取值大于0.99小于1。
可选地，速度补偿因子的大小与带钢宽度正相关。
可选地，速度补偿因子的大小与带钢厚度正相关。
可选地，速度补偿因子的大小与空跑段运行速度负相关。
本发明技术方案的主要优点如下：
本发明的长线机组空跑段的张力控制方法，通过对位于空跑段后方的B组张力辊的给定速度进行补偿，进而控制张力辊速度差间接控制空跑段张力，提高了空跑段的张力稳定性，减少了因张力辊打滑造成的带钢表面擦划伤；此外，减少了张力辊表面磨损，延长张力辊使用寿命，降低设备维护成本。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为现有技术提供的空跑段位置示意图；
图2为本发明一个实施例提供的B组张力辊速度计算框图；
图3为现有技术中空跑段张力、A组张力辊转矩随空跑段速度变化的曲线图；
图4为本发明一个实施例提供的空跑段张力、A组张力辊转矩随空跑段速度变化的曲线图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
以下结合附图，详细说明本发明实施例提供的技术方案。
为了解决长线机组空跑段高速运行时张力波动问题，减少带钢擦划伤和张力辊辊面磨损，本发明实施例提供了一种空跑段张力控制方法，该方法包括：
利用速度补偿因子对位于空跑段后方的B组张力辊的给定速度进行补偿：
VBref'＝μ×VBref；
式中，VBref'为B组张力辊的补偿后的给定速度，VBref为B组张力辊的初始给定速度，μ为速度补偿因子，取值与带钢宽度、带钢厚度和空跑段运行速度有关。B组张力辊速度计算框图可以参见附图2。
其中，速度补偿因子的取值大于0.99小于1，如此设置，即，空跑段高速运行时，略微降低在后的B组的张力辊的给定速度，进而使空跑段的张力保持稳定。
进一步地，速度补偿因子的大小与带钢宽度正相关，速度补偿因子的大小与带钢厚度正相关。可以理解的是，带钢宽度越大、厚度越大，其横截面积越大，相应地，耐受能力会更强，此时，可以允许B组张力辊有相对较大的给定速度，速度补偿因子的取值相应较大。
进一步地，速度补偿因子的大小与空跑段运行速度负相关。可以理解的是，空跑段高速运行时更易因张力波动等导致带钢擦划伤和张力辊辊面磨损，此时，B组张力辊速度应相应降低，因此，速度补偿因子的大小与空跑段运行速度负相关。
对于速度补偿因子的取值，以下表格中的数据进行示例说明：
μ V≦25 25﹤V≦40 40﹤V≦55 55﹤V≦70 70﹤V≦85 85﹤V≦100 V≧100
312≦S﹤1000 0.9989 0.9988 0.9987 0.9987 0.9986 0.9985 0.9984
1000≦S﹤2000 0.9990 0.9988 0.9988 0.9987 0.9986 0.9985 0.9984
2000≦S﹤3000 0.9990 0.9989 0.9989 0.9988 0.9987 0.9986 0.9985
3000≦S﹤4000 0.9991 0.9990 0.9989 0.9988 0.9987 0.9986 0.9985
4000≦S≦4950 0.9992 0.9991 0.9990 0.9989 0.9988 0.9987 0.9986
其中，S为带钢横截面积，单位为平方毫米(mm2)，V为空跑段运行速度，单位为米每分(m/min)。
即，空跑段速度在25以下，带钢横截面积在312到1000之间时，速度补偿因子取0.9989。空跑段速度在25以下，带钢横截面积在1000到2000之间时，速度补偿因子取0.9990。空跑段速度在25以下，带钢横截面积在2000到3000之间时，速度补偿因子取0.9990。空跑段速度在25以下，带钢横截面积在3000到4000之间时，速度补偿因子取0.9991。空跑段速度在25以下，带钢横截面积在4000到4950之间时，速度补偿因子取0.9992。
空跑段速度在25到40之间，带钢横截面积在312到1000之间时，速度补偿因子取0.9988。空跑段速度在25到40之间，带钢横截面积在1000到2000之间时，速度补偿因子取0.9988。空跑段速度在25到40之间，带钢横截面积在2000到3000之间时，速度补偿因子取0.9989。空跑段速度在25到40之间，带钢横截面积在3000到4000之间时，速度补偿因子取0.9990。空跑段速度在25到40之间，带钢横截面积在4000到4950之间时，速度补偿因子取0.9991。
空跑段速度在40到55之间，带钢横截面积在312到1000之间时，速度补偿因子取0.9987。空跑段速度在40到55之间，带钢横截面积在1000到2000之间时，速度补偿因子取0.9988。空跑段速度在40到55之间，带钢横截面积在2000到3000之间时，速度补偿因子取0.9989。空跑段速度在40到55之间，带钢横截面积在3000到4000之间时，速度补偿因子取0.9989。空跑段速度在40到55之间，带钢横截面积在4000到4950之间时，速度补偿因子取0.9990。
空跑段速度在55到70之间，带钢横截面积在312到1000之间时，速度补偿因子取0.9987。空跑段速度在55到70之间，带钢横截面积在1000到2000之间时，速度补偿因子取0.9987。空跑段速度在55到70之间，带钢横截面积在2000到3000之间时，速度补偿因子取0.9988。空跑段速度在55到70之间，带钢横截面积在3000到4000之间时，速度补偿因子取0.9988。空跑段速度在55到70之间，带钢横截面积在4000到4950之间时，速度补偿因子取0.9989。
空跑段速度在70到85之间，带钢横截面积在312到1000之间时，速度补偿因子取0.9986。空跑段速度在70到85之间，带钢横截面积在1000到2000之间时，速度补偿因子取0.9986。空跑段速度在70到85之间，带钢横截面积在2000到3000之间时，速度补偿因子取0.9987。空跑段速度在70到85之间，带钢横截面积在3000到4000之间时，速度补偿因子取0.9987。空跑段速度在70到85之间，带钢横截面积在4000到4950之间时，速度补偿因子取0.9988。
空跑段速度在85到100之间，带钢横截面积在312到1000之间时，速度补偿因子取0.9985。空跑段速度在85到100之间，带钢横截面积在1000到2000之间时，速度补偿因子取0.9985。空跑段速度在85到100之间，带钢横截面积在2000到3000之间时，速度补偿因子取0.9986。空跑段速度在85到100之间，带钢横截面积在3000到4000之间时，速度补偿因子取0.9986。空跑段速度在85到100之间，带钢横截面积在4000到4950之间时，速度补偿因子取0.9987。
空跑段速度在100以上，带钢横截面积在312到1000之间时，速度补偿因子取0.9984。空跑段速度在100以上，带钢横截面积在1000到2000之间时，速度补偿因子取0.9984。空跑段速度在100以上，带钢横截面积在2000到3000之间时，速度补偿因子取0.9985。空跑段速度在100以上，带钢横截面积在3000到4000之间时，速度补偿因子取0.9985。空跑段速度在100以上，带钢横截面积在4000到4950之间时，速度补偿因子取0.9986。
本发明实施例提供的长线机组空跑段的张力控制方法，通过对位于空跑段后方的B组张力辊的给定速度进行补偿，进而控制张力辊速度差间接控制空跑段张力，提高了空跑段的张力稳定性，减少了因张力辊打滑造成的带钢表面擦划伤；此外，减少了张力辊表面磨损，延长张力辊使用寿命，降低设备维护成本。
以下结合具体示例，对本发明的长线机组空跑段的张力控制方法的有益效果进行说明：
本发明实施例的技术方案已在太钢不锈钢股份有限公司不锈冷轧厂冷连轧1#RAP和2#RAP线采用。空跑段张力、前后张力辊转矩稳定，控制效果较好。
附图3为本发明实施例的技术方案实施前，空跑段张力、A组张力辊转矩随空跑段速度变化的曲线图。由附图3可以看出，空跑段速度由50mpm升至90mpm后，张力由22.9KN增大为29.7KN，A组辊转矩由-24％增至-46％，张力、转矩波动较大。
附图4为本发明实施例的技术方案实施后，空跑段张力、A组张力辊转矩随空跑段速度变化的曲线图。由附图4可以看出，空跑段速度由50mpm升至90mpm后，张力由26KN增大为28KN，A组辊转矩由-7％增至1.3％，张力、转矩保持稳定。
需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。此外，本文中“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”均以附图中表示的放置状态为参照。
最后应说明的是：以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种空跑段张力控制方法，其特征在于，所述方法包括：
利用速度补偿因子对位于空跑段后方的B组张力辊的给定速度进行补偿：
VBref'＝μ×VBref；
式中，VBref'为B组张力辊的补偿后的给定速度，VBref为B组张力辊的初始给定速度，μ为速度补偿因子，取值与带钢宽度、带钢厚度和空跑段运行速度有关。
2.根据权利要求1所述的空跑段张力控制方法，其特征在于，速度补偿因子的取值大于0.99小于1。
3.根据权利要求1或2所述的空跑段张力控制方法，其特征在于，速度补偿因子的大小与带钢宽度正相关。
4.根据权利要求1或2所述的空跑段张力控制方法，其特征在于，速度补偿因子的大小与带钢厚度正相关。
5.根据权利要求1或2所述的空跑段张力控制方法，其特征在于，速度补偿因子的大小与空跑段运行速度负相关。
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