CN112077154A - 提高酸连轧联机活套张力控制精度的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种提高酸连轧联机活套张力控制精度的方法，包括：在轧机入口设置张力计，通过张力计获取轧机入口张力实测值；轧机入口张力设定值减去轧机入口张力实测值计算张力偏差值；张力偏差值除以修正后的板材截面积得出单位应力；单位应力经折线控制和PI控制转化为速度补偿值；轧机入口张力辊1#辊速度给定值加上速度补偿值获取轧机入口张力辊1#辊速度修正值；根据轧机入口辊1#辊速度修正值、酸洗出口张力辊1#辊速度给定值计算联机活套小车速度给定值。本发明的提高酸连轧联机活套张力控制精度的方法，能实时根据来料张力波动对活套小车进行速度补偿，提高活套张力控制精度。

Description

提高酸连轧联机活套张力控制精度的方法

技术领域

本发明涉及酸连轧张力控制技术领域，尤其涉及一种提高酸连轧联机活套张力控制精度的方法。

背景技术

酸连轧机组由酸洗和轧机两部分构成，如附图1所示，联机活套是连接两者之间的纽带。从活套的功能来看，它是酸轧线之间的物料缓冲区，以维持酸洗工艺段的速度恒定和酸轧机组均以最优速度运行为目的，而且要求带钢加减速过程中保证张力的稳定性，防止出现大的波动。

带钢是刚性的，活套张力的波动不仅直接影响到酸连轧机组各段的张力调节，还会造成带钢在活套内发生跑偏、挂裂，甚至断带而造成机组停机。从设备组成上来看，连轧机活套张力需要靠酸洗出口张力辊1#辊、轧机入口张力辊1#辊和联机活套小车三者之间的速度关系建立；这三者间联机活套小车起到至关重要的作用，它的速度给定精确与否直接影响联机活套的张力控制精度。

而现有的联机活套张力控制方法，若出现以下情况时：(1)来料实际厚度值来料实际厚度值和标准厚度值偏差大；(2)来料板型差，出现蛇形、大波浪等；(3)宽料，越宽的料张力越难控制，可能伴随边部裂口；就会出现不同程度的活套张力波动，活套小车频繁过载跳电，甚至有可能导致活套断带。

发明内容

为解决上述现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种提高酸连轧联机活套张力控制精度的方法。具体技术方案如下：

一种提高酸连轧联机活套张力控制精度的方法，所述方法包括：

在轧机入口设置张力计，通过张力计获取轧机入口张力实测值；

轧机入口张力设定值减去轧机入口张力实测值计算张力偏差值；

张力偏差值除以修正后的板材截面积得出单位应力；

单位应力经折线控制和PI控制转化为速度补偿值；

根据速度补偿值修正联机活套小车速度给定值的计算过程。

在一种可能的设计中，根据速度补偿值修正联机活套小车速度给定值的计算过程，包括：

轧机入口张力辊1#辊速度给定值加上速度补偿值获取轧机入口张力辊1#辊速度修正值；

根据轧机入口辊1#辊速度修正值、酸洗出口张力辊1#辊速度给定值计算联机活套小车速度给定值。

在一种可能的设计中，板材截面积修正时采用分段线性化规则，分段特征点如下：

在一种可能的设计中，通过下述公式获取联机活套小车速度给定值：

tcmbr﹒Vref＝(entbr﹒Vref+△V)×93％+entbr﹒Vfb×7％

dl﹒Vref＝pl1#br﹒Vref-tcmbr﹒Vref

dl﹒Vref表示联机活套小车速度给定值；

pl1#br﹒Vref表示酸洗出口张力辊1#辊速度给定值；

entbr﹒Vref表示轧机入口张力辊1#辊速度给定值；

△V表示张力偏差换算成的速度补偿值；

entbr﹒Vfb表示轧机入口张力辊1#辊的速度反馈；

tcmbr﹒Vref表示增加张力偏差后的轧机入口张力辊速度给定值。

本发明技术方案的主要优点如下：

本发明的提高酸连轧联机活套张力控制精度的方法，针对活套张力波动大容易断带情况，提出对轧机入口张力实测值和张力设定值间的偏差值进行转换，将转换得到的速度补偿值给到活套小车。能实时根据来料张力波动对活套小车进行速度补偿，提高活套张力控制精度。大大降低活套小车由于张力波动大导致的频繁过流跳电几率，延长设备使用寿命，为连续线机组活套张力控制系统提供了一个有效、稳定的解决方案。

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为现有技术提供的酸连轧机组的结构示意图；

图2为本发明一实施例提供的联机活套小车速度控制原理图；

图3为本发明一实施例提供的板材截面积修正分段线性化曲线图；

图4为本发明一实施例提供的折线控制原理图；

图5为本发明一实施例提供的PI控制中积分控制原理图；

图6为本发明一实施例提供的PI控制中微分控制原理图；

图7为本发明一实施例提供的轧机入口张力给定值和张力实测值对比曲线图；

图8为本发明一实施例提供的轧机入口张力辊1#辊电机速度控制原理图；

图9为现有技术中活套小车电机速度和电流反馈曲线图；

图10为本发明一实施例提供的活套小车电机速度和电流反馈曲线图。

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。

本发明实施例提供了一种提高酸连轧联机活套张力控制精度的方法，该方法包括：

在轧机入口设置张力计，通过张力计获取轧机入口张力实测值；

轧机入口张力设定值减去轧机入口张力实测值计算张力偏差值；

张力偏差值除以修正后的板材截面积得出单位应力；

单位应力经折线控制和PI控制转化为速度补偿值；

轧机入口张力辊1#辊速度给定值加上速度补偿值获取轧机入口张力辊1#辊速度修正值；

根据轧机入口辊1#辊速度修正值、酸洗出口张力辊1#辊速度给定值计算联机活套小车速度给定值。

该过程的控制原理图可以参见附图2。其中，附图2中的轧机入口张力辊1#辊速度给定值SP即为上述轧机入口张力辊1#辊速度给定值，轧机入口张力辊1#辊速度给定值SP1即为上述轧机入口张力辊1#辊速度修正值，表示修正后的速度给定值。

本发明实施例提供的提高酸连轧联机活套张力控制精度的方法，针对活套张力波动大容易断带情况，提出对轧机入口张力实测值和张力设定值间的偏差值进行转换，将转换得到的速度补偿值给到活套小车。能实时根据来料张力波动对活套小车进行速度补偿，提高活套张力控制精度。大大降低活套小车由于张力波动大导致的频繁过流跳电几率，延长设备使用寿命，为连续线机组活套张力控制系统提供了一个有效、稳定的解决方案。

其中，对于如何对板材截面积进行修正获取修正后的板材截面积，以下进行详细阐述：

从物理意义上来说，板材张力的变动程度是根据横截面积而变化的，横截面积越大，板材承受张力波动的能力相应越强，基于此，将板材截面积尺寸加入到速度补偿值的计算中。

首先对轧制板材宽度、厚度的数据采集进行采集。可以理解的是，板材截面积S＝L×H，S表示板材(钢卷)截面积，单位为mm²，L表示板材(钢卷)宽度，单位为mm，H表示板材(钢卷)厚度，单位为mm。

其次，增加板材截面积分段线性化数据库，建立修正前板材截面积与修正后板材截面积之间的对应关系，分段特征点如下表所示：

板材截面积分段线性化曲线如附图3所示。

根据张力偏差值和修正后的板材截面积计算单位应力后，单位应力经折线控制和PI控制转化为速度补偿值。

折线控制的示意图可以参见附图4。折线控制的含义是：当输入在指定范围内时，输出设置为0。P表示正向限值，N表示负向限值。当输入值大于P时，输出值设为-P；当输入值介于P和N之间，输出值设为0；当输入值小于N时，输出值设为-N。注意：N必须小于P。

PI控制的含义是指根据给定值与实际输出值构成的控制偏差，将偏差的比例和积分通过线性组合构成控制量，对被控对象进行控制。其中，积分(P)控制和微分(I)控制的示意图可以分别参见附图5和附图6。

得出速度补偿值后，对轧机入口张力辊1#辊速度给定值进行补偿，并进一步用于联机活套张力的计算中，具体算法如下：

tcmbr﹒Vref＝(entbr﹒Vref+△V)×93％+entbr﹒Vfb×7％

dl﹒Vref＝pl1#br﹒Vref-tcmbr﹒Vref

dl﹒Vref表示联机活套小车速度给定值；

pl1#br﹒Vref表示酸洗出口张力辊1#辊速度给定值；

entbr﹒Vref表示轧机入口张力辊1#辊速度给定值；

△V表示张力偏差换算成的速度补偿值；

entbr﹒Vfb表示轧机入口张力辊1#辊的速度反馈；

tcmbr﹒Vref表示增加张力偏差后的轧机入口张力辊速度给定值。

至此，通过上述方法获取的联机活套小车速度给定值是综合考虑了板材截面积，轧机入口实际张力进行补偿后给出的数值，能实时根据来料波动对活套小车进行速度补偿。

基于上述，本发明实施例提供的提高酸连轧联机活套张力控制精度的方法的具体应用时，对活套张力控制系统进行以下改造：

1、实现轧制板材宽度、厚度的数据采集：增加板材截面积分段线性化数据库。

2、修改计算机程序。

(1)轧机速度设定主要由两部分组成：一部分是决定轧机生产速度主信号，由最末机架出口速度为基准向上游分配，也就是速度级联关系；另一部分是叠加在速度主信号上的速度修正量，即比例校正。这样在主级联速度给定的基础上通过速度修正调整上游设备的速度给定，协调上、下游设备间的速度关系，使钢带在微张力控制下正常轧制。

(2)使用微张力控制的原理将轧机入口张力计测回的张力实测值和预设张力值间的张力偏差值转化为速度补偿值，张力偏差转换为速度补偿指令，进行P、I共同调整的增益。不管速度如何，都可以调整影响。在此原则下具体算法参见上述。

以下结合具体示例对本发明实施例提供的提高酸连轧联机活套张力控制精度的方法的应用进行进一步说明：

联机活套到轧机入口只有一对张力计，位于轧机入口，分别安装在操作侧和传动侧。板材的实际板型可以通过轧机入口的张力计反馈值体现。

图7曲线是轧机入口钢带板型差的情况下张力给定值和实测值数据对比，张力给定值13.23kN，实测值12.48kN上下浮动。两者之间的差值在1kN左右，说明来料板型差。如果活套小车速度给定没有跟随板材的实际板型做出相应的调整，最后一定会造成活套内张力控制失衡。

如图8所示的电机速度控制原理图，轧机入口张力辊1#辊电机为速度主令辊，它的速度可以由两个方面构成：1、轧机入口速度给定值；2、轧机入口板材两侧张力波动大造成的张力补偿值。这样可以达到一种张力辊速度可以根据板型实时调控的效果，联机活套小车速度也跟随实时变化，最终确保活套张力稳定，提高控制精度。

图9反映的是本发明投入前面对来料板型差的情况下活套小车电机速度给定、反馈电流的曲线，联机活套小车的速度给定值没有变化，反馈值波动大，同时电流异常波动，达到100％；图10反映的是本发明投入后面对来料板型差的情况下活套小车电机速度给定、电流反馈的曲线：联机活套小车速度给定值、速度反馈值随着来料板型做出相应调整，电机电流稳定在10％左右。联机活套张力由原先的3.4kN将至3.0kN以下，联机活套小车电流负荷明显降低，满足张力控制精度要求，符合工艺要求，为连轧机硅钢的生产提供了强大的技术保障。

采用本发明实施例提供的提高酸连轧联机活套张力控制精度的方法之后，张力控制良好，没有出现因为来料实际厚度值和标准厚度值偏差大、来料板型差，出现蛇形、大波浪等外界原因导致的活套张力失控的情况。

1、一年可减少误工时间10小时，每小时生产硅钢120吨，按每吨300元计算，一年可降本：10*120*300＝36万。

2、可有效减少停车故障时，能源介质的损耗。

3、提高酸连轧联机活套张力控制精度，给生产工艺提供有力的技术支持、技术保障，同时可以减少质量异议，提高品牌的市场竞争力。

4、减少系统维护力，提高人员技能。

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 (4)

1.一种提高酸连轧联机活套张力控制精度的方法，其特征在于，所述方法包括：

在轧机入口设置张力计，通过张力计获取轧机入口张力实测值；

轧机入口张力设定值减去轧机入口张力实测值计算张力偏差值；

张力偏差值除以修正后的板材截面积得出单位应力；

单位应力经折线控制和PI控制转化为速度补偿值；

根据速度补偿值修正联机活套小车速度给定值的计算过程。

2.根据权利要求1所述的提高酸连轧联机活套张力控制精度的方法，其特征在于，根据速度补偿值修正联机活套小车速度给定值的计算过程，包括：

轧机入口张力辊1#辊速度给定值加上速度补偿值获取轧机入口张力辊1#辊速度修正值；

根据轧机入口辊1#辊速度修正值、酸洗出口张力辊1#辊速度给定值计算联机活套小车速度给定值。

3.根据权利要求2所述的提高酸连轧联机活套张力控制精度的方法，其特征在于，板材截面积修正时采用分段线性化规则，分段特征点如下：

4.根据权利要求3所述的提高酸连轧联机活套张力控制精度的方法，其特征在于，通过下述公式获取联机活套小车速度给定值：

tcmbr﹒Vref＝(entbr﹒Vref+△V)×93％+entbr﹒Vfb×7％

dl﹒Vref＝pl1#br﹒Vref-tcmbr﹒Vref

dl﹒Vref表示联机活套小车速度给定值；

pl1#br﹒Vref表示酸洗出口张力辊1#辊速度给定值；

entbr﹒Vref表示轧机入口张力辊1#辊速度给定值；

△V表示张力偏差换算成的速度补偿值；

entbr﹒Vfb表示轧机入口张力辊1#辊的速度反馈；

tcmbr﹒Vref表示增加张力偏差后的轧机入口张力辊速度给定值。

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