CN116532488A - 一种卷取小张力控制方法及系统 - Google Patents

一种卷取小张力控制方法及系统 Download PDF

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CN116532488A CN202310692224.2A CN202310692224A CN116532488A CN 116532488 A CN116532488 A CN 116532488A CN 202310692224 A CN202310692224 A CN 202310692224A CN 116532488 A CN116532488 A CN 116532488A
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汪兴燕
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Abstract

本申请提供一种卷取小张力控制方法及系统，该方法包括：获取当前带钢的带钢控制厚度以及对应卷取机卷筒的预设总张力；根据所述带钢控制厚度确定当前带钢的控制规格，其中所述控制规格关联多段依次递增的卷取机卷取张力设定值，且所述卷取张力头部分段控制后自动恢复到所述预设总张力；根据所述控制规格关联的所述卷取张力设定值进行带钢头部卷取张力分段控制，使得带钢卷取过程中头部宽度满足预设宽度控制范围要求。本申请可有效避免薄规格带钢因卷筒张力设定过大导致头部宽度拉窄问题，有效提升产品宽度尺寸控制精度及轧制稳定性。

Description

一种卷取小张力控制方法及系统
技术领域
本发明涉及钢铁生产应用领域，尤其涉及一种卷取小张力控制方法及系统。
背景技术
热连轧生产过程中卷取机的主要作用是将精轧轧制完成的成品长带钢卷取成钢卷，以便于贮存和运输。在热连轧带钢卷取过程中，由于带钢头部离开精轧末机架时将失去张力，这样容易使带钢头部起皱，影响带钢头部的卷取，为了保证带钢卷得更紧及卷型受控，需要对G辊道、夹送辊、助卷辊、卷筒等设备设置超前率，对夹送辊、助卷辊设置压力，对卷筒设置张力等。薄规格带钢实际生产过程中由于带钢头部进卷取机时卷筒张力设置过大，常导致薄规格带钢头部宽度拉窄，需要上平整分卷机组将宽度拉窄部分切除，影响产品尺寸精度控制及成材率，同时还影响产线轧制稳定性。
发明内容
鉴于以上现有技术存在的问题，本发明提出一种卷取小张力控制方法及系统，主要解决薄规格带钢由于卷筒预设张力过大导致头部宽度拉窄，影响产品宽度尺寸控制精度及轧制稳定性的问题。
为了实现上述目的及其他目的，本发明采用的技术方案如下。
本申请提供一种卷取小张力控制方法，包括：
获取当前带钢的带钢控制厚度以及对应卷取机卷筒的预设总张力；
根据所述带钢控制厚度确定当前带钢的控制规格，其中所述控制规格关联多段依次递增的卷取机卷取张力设定值；
根据所述控制规格关联的所述卷取张力设定值进行带钢头部卷取张力分段控制后所述卷取机卷筒的卷取张力自动恢复至所述预设总张力，使得带钢卷取过程中头部宽度满足预设宽度控制范围要求。
在本申请一实施例中，获取当前带钢对应卷取机卷筒的预设总张力，包括：
读取当前带钢预设的带钢控制宽度以及卷筒单位面积张力；
根据所述带钢控制厚度、带钢控制宽度以及卷筒单位面积张力计算得到所述预设总张力。
在本申请一实施例中，根据所述带钢控制厚度确定当前带钢的控制规格之前，还包括：
为每个控制规格设置控制厚度阈值，以将所述带钢控制厚度与所述控制厚度阈值进行比较确定对应带钢的控制规格。
在本申请一实施例中，所述控制厚度阈值包括第一阈值、第二阈值和第三阈值，其中，所述第一阈值小于所述第二阈值且所述第二阈值小于所述第三阈值；
若所述带钢控制厚度小于或等于所述第一阈值，则确定当前带钢为第一控制规格，以根据所述第一控制规格关联的卷取张力设定值进行带钢头部卷取张力分段控制；
若所述带钢控制厚度大于所述第一阈值，且所述带钢控制厚度小于或等于所述第二阈值；则确定当前带钢为第二控制规格，以根据所述第二控制规格关联的卷取张力设定值进行带钢头部卷取张力分段控制；
若所述带钢控制厚度大于所述第二阈值，且所述带钢控制厚度小于或等于所述第三阈值；则确定当前带钢为第三控制规格，以根据所述第三控制规格关联的卷取张力设定值进行带钢头部卷取张力分段控制。
在本申请一实施例中，根据所述第一控制规格关联的卷取张力设定值进行带钢头部卷取张力分段控制，包括：
在带钢头部待进入卷筒卷取时，将所述预设总张力降低至第一张力值作为带钢头部第一段进入卷取机卷取张力设定值；
在带钢头部第二圈卷取完成后，将所述预设总张力降低至第二张力值作为带钢头部第二段进入卷取机卷取张力设定值；
在带钢头部第三圈卷取完成后，将所述预设总张力降低至第三张力值作为带钢头部第三段进入卷取机卷取张力设定值；
在带钢头部第四圈卷取完成后，将所述预设总张力作为后续每段带钢进入卷取机卷取张力设定值，其中所述第一张力值、所述第二张力值和所述第三张力值依次递增。
在本申请一实施例中，根据所述第二控制规格关联的卷取张力设定值进行带钢头部卷取张力分段控制，包括：
在带钢头部待进入卷筒卷取时，将所述预设总张力降低至第四张力值作为带钢头部第一段进入卷取机卷取张力设定值；
在带钢头部第一圈卷取完成后，将所述预设总张力降低至第五张力值作为带钢头部第二段进入卷取机卷取张力设定值；
在带钢头部第二圈卷取完成后，将所述预设总张力降低至第六张力值作为带钢头部第三段进入卷取机卷取张力设定值；
在带钢头部第三圈卷取完成后，将所述预设总张力作为后续每段带钢进入卷取机卷取张力设定值，其中所述第四张力值、所述第五张力值和所述第六张力值依次递增。
在本申请一实施例中，根据所述第三控制规格关联的卷取张力设定值进行带钢头部卷取张力分段控制，包括：
在带钢头部待进入卷筒卷取时，将所述预设总张力降低至第七张力值作为带钢头部第一段进入卷取机卷取张力设定值；
在带钢头部第一圈卷取完成后，将所述预设总张力降低至第八张力值作为带钢头部第二段进入卷取机卷取张力设定值；
在带钢头部第二圈卷取完成后，将所述预设总张力降低至第九张力值作为带钢头部第三段进入卷取机卷取张力设定值；
在带钢头部第三圈卷取完成后，将所述预设总张力作为后续每段带钢进入卷取机卷取张力设定值，其中所述第七张力值、所述第八张力值和所述第九张力值依次递增。
本申请还提供一种卷取小张力控制系统，包括：
数据获取模块，用于获取当前带钢的带钢控制厚度以及对应卷取机卷筒的预设总张力；
控制规格确定模块，用于根据所述带钢控制厚度确定当前带钢的控制规格，其中所述控制规格关联多段依次递增的卷取机卷取张力设定值；
卷取张力分段控制模块，用于根据所述控制规格关联的所述卷取张力设定值进行带钢头部卷取张力分段控制后所述卷取机卷筒的卷取张力自动恢复至所述预设总张力，使得带钢卷取过程中头部宽度满足预设宽度控制范围要求。
如上所述，本申请提出的一种卷取小张力控制方法及系统，具有以下有益效果。
本申请可根据当前带钢的带钢控制厚度确定控制规格，进而调用不同控制规格关联的多段卷取张力设定值对带钢头部卷取张力进行分段控制，且分段控制的卷取张力值不大于预设总张力值，可有效避免因带钢头部卷取张力设定值过大导致带钢头部宽度拉窄，保证产品宽度尺寸控制精度以及轧制成材率，同时可提升生产线轧制稳定性。
附图说明
图1为本申请一实施例中卷取小张力控制方法的流程示意图。
图2为本申请一实施例中卷取小张力控制系统的模块图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
经发明人研究发现：
现有控制技术无带钢头部分段控制卷筒张力方法，薄规格带钢头部只能按照预设定的总张力进行卷取，实际卷取过程中常出现卷筒张力设定过大，导致薄规格带钢头部宽度拉窄；出现卷筒张力设定过大导致带钢头部拉窄时，需要及时调整工艺表中卷筒单位面积张力或HMI画面进行张力修正，增加了工艺技术人员及操作工工作量；薄规格带钢头部宽度拉窄后需要上平整分卷机组将宽度拉窄部分切除，增加了吨钢加工成本，降低了钢卷轧制成材率。
基于以上现有技术存在的问题，本申请提供一种卷取小张力控制方法及系统，下面结合具体实施例对本申请的技术方案进行详细阐述。
请参阅图1，本申请提供一种卷取小张力控制方法，该方法包括以下步骤：
步骤S100，获取当前带钢的带钢控制厚度以及对应卷取机卷筒的预设总张力。
在一实施例中，可在系统控制端读取当前带钢的带钢控制厚度、带钢控制宽度等信息作为当前带钢的原始数据，进而根据原始数据进行卷取机卷筒张力的预设定，可分控制规格以及分段进行卷筒张力设定控制，以避免卷筒张力设定过大导致带钢头部宽度拉窄，影响成品宽度尺寸控制精度以及轧制成材率。
在一实施例中，获取当前带钢对应卷取机卷筒的预设总张力，包括：读取当前带钢预设的带钢控制宽度以及卷筒单位面积张力；根据所述带钢控制厚度、带钢控制宽度以及所述卷筒单位面积张力计算得到所述预设总张力。
具体地，可预先计算卷取机卷筒的总张力，卷筒总张力的计算方式可表示如下：
其中，Md表示卷筒总张力(单位为N)，B表示带钢控制宽度(单位为mm)，H表示带钢控制厚度(单位为mm)，a表示卷筒单位面积张力(单位为N/mm2，由二级工艺参数表设定)。卷筒单位面积张力可根据不同钢种、规格进行修改调整，这里不作限制。
步骤S110，根据所述带钢控制厚度确定当前带钢的控制规格，其中所述控制规格关联多段依次递增的卷取机卷取张力设定值。
在一实施例中，可根据带钢控制厚度划分为多种控制规格，每种控制规格可预先关联一种分段张力控制方式，在根据当前带钢的带钢控制厚度确定当前带钢的控制规格后，可调用关联的多段张力控制方式对卷筒进行张力设定。
在一实施例中，根据所述带钢控制厚度确定当前带钢的控制规格之前，还包括：为每个控制规格配置控制厚度阈值，以将带钢控制厚度与所述控制厚度阈值进行比较确定对应带钢的控制规格。
具体地，可针对每种控制规格预先配置对应的边界阈值，即控制厚度阈值。将带钢控制厚度与对应的控制厚度阈值进行比较，进而判断当前带钢的带钢控制厚度落入哪一个控制规格的阈值范围。
在一实施例中，所述控制厚度阈值包括第一阈值、第二阈值和第三阈值，其中，所述第一阈值小于所述第二阈值且所述第二阈值小于所述第三阈值；若所述带钢控制厚度小于或等于所述第一阈值，则确定当前带钢为第一控制规格，以根据所述第一控制规格关联的卷取张力设定值进行带钢头部卷取张力分段控制；若所述带钢控制厚度大于所述第一阈值，且所述带钢控制厚度小于或等于所述第二阈值；则确定当前带钢为第二控制规格，以根据所述第二控制规格关联的卷取张力设定值进行带钢头部卷取张力分段控制；若所述带钢控制厚度大于所述第二阈值，且所述带钢控制厚度小于或等于所述第三阈值；则确定当前带钢为第三控制规格，以根据所述第三控制规格关联的卷取张力设定值进行带钢头部卷取张力分段控制。
具体地，控制厚度阈值可根据需求设置为三段，第一段为小于或等于第一阈值；第二段为大于第一阈值，且小于或等于第二阈值；第三段为大于第二阈值，且小于或等于第三阈值。带钢控制厚度超出第三阈值的控制规格则不进行头部分段控制卷取张力，带钢全长按照预设卷取总张力进行控制。其中，第一阈值、第二阈值和第三阈值可根据实际应用需求进行设置和调整，示例性地，第一阈值可设置为2.5mm，第二阈值可设置为3.5mm，第三阈值可设置为5.0mm，当然也可根据生产需要设置为其他值，后续仅以前述阈值取值进行举例说明。
步骤S120，根据所述控制规格关联的所述卷取张力设定值进行带钢头部卷取张力分段控制后所述卷取机卷筒的卷取张力自动恢复至所述预设总张力，使得带钢卷取过程中头部宽度满足预设宽度控制范围要求。
在一实施例中，根据所述第一控制规格关联的卷取张力设定值进行带钢头部卷取张力分段控制，包括：在带钢头部待进入卷筒卷取时，将所述预设总张力降低至第一张力值作为带钢头部第一段进入卷取机卷取张力设定值；在带钢头部第二圈卷取完成后，将所述预设总张力降低至第二张力值作为带钢头部第二段进入卷取机卷取张力设定值；在带钢头部第三圈卷取完成后，将所述预设总张力降低至第三张力值作为带钢头部第三段进入卷取机卷取张力设定值；在带钢头部第四圈卷取完成后，将所述预设总张力作为后续每段带钢进入卷取机卷取张力设定值，其中所述第一张力值、所述第二张力值和所述第三张力值依次递增。
具体地，带钢控制厚度小于或等于2.5mm时，卷筒张力设定值的计算方式可表示如下：
Md＝B×H×a×K1
其中，当带钢控制厚度小于等于2.5mm时，带钢头部待卷取时系数K1为0.5，第二圈卷取完成后系数K1为0.65，第三圈卷取完成后系数K1为0.8，第四圈卷取完成后系数K1为1；
实际控制策略为：在带钢头部待进入卷筒卷取时初始设定卷取张力为预设总张力的0.5倍(即第一张力值)；带钢头部卷取缠绕二圈后达到预设总张力的0.65倍(即第二张力值)；带钢头部卷取缠绕三圈后达到预设总张力的0.8倍(即第三张力值)；带钢头部卷取缠绕四圈后达到设定总张力的1倍，也就是恢复到预设总张力进行卷取控制。
在一实施例中，根据所述第二控制规格关联的卷取张力设定值进行带钢头部卷取张力分段控制，包括：在带钢头部待进入卷筒卷取时，将所述预设总张力降低至第四张力值作为带钢头部第一段进入卷取机卷取张力设定值；在带钢头部第一圈卷取完成后，将所述预设总张力降低至第五张力值作为带钢头部第二段进入卷取机卷取张力设定值；在带钢头部第二圈卷取完成后，将所述预设总张力降低至第六张力值作为带钢头部第三段进入卷取机卷取张力设定值；在带钢头部第三圈卷取完成后，将所述预设总张力作为后续每段带钢进入卷取机卷取张力设定值，其中所述第四张力值、所述第五张力值和所述第六张力值依次递增。
具体地，带钢控制厚度大于2.5mm，且小于或等于3.5mm时，卷筒张力设定值的计算方式可表示如下：
Md＝B×H×a×K2
其中，当带钢控制厚度大于2.5mm且小于等于3.5mm时，带钢头部待卷取时系数K2为0.6，第一圈卷取完成后系数K2为0.75，第二圈卷取完成后系数K2为0.85，第三圈卷取完成后系数K2为1；
实际控制策略为：在带钢头部待进入卷筒卷取时初始设定卷取张力为预设总张力的0.6倍(即第四张力值)；带钢头部卷取缠绕一圈后达到预设总张力的0.75倍(即第五张力值)；带钢头部卷取缠绕两圈后达到预设总张力的0.85倍(即第六张力值)；带钢头部卷取缠绕三圈后达到预设总张力的1倍，也就是恢复到预设总张力进行卷取控制。
在一实施例中，根据所述第三控制规格关联的卷取张力设定值进行带钢头部卷取张力分段控制，包括：在带钢头部待进入卷筒卷取时，将所述预设总张力降低至第七张力值作为带钢头部第一段进入卷取机卷取张力设定值；在带钢头部第一圈卷取完成后，将所述预设总张力降低至第八张力值作为带钢头部第二段进入卷取机卷取张力设定值；在带钢头部第二圈卷取完成后，将所述预设总张力降低至第九张力值作为带钢头部第三段进入卷取机卷取张力设定值；在带钢头部第三圈卷取完成后，将所述预设总张力作为后续每段带钢进入卷取机卷取张力设定值，其中所述第七张力值、所述第八张力值和所述第九张力值依次递增。
具体地，带钢控制厚度大于3.5mm，且小于或等于5.0mm时，卷筒张力设定值的计算方式可表示如下：
Md＝B×H×a×K3
其中，当带钢控制厚度大于3.5mm且小于等于5.0mm时，带钢头部待卷取时系数K3为0.7，第一圈卷取完成后系数K3为0.8，第二圈卷取完成后系数K3为0.9，第三圈卷取完成后系数K3为1；
实际控制策略为：在带钢头部待进入卷筒卷取时初始设定张力为预设总张力的0.7倍(即第七张力值)；带钢头部卷取缠绕一圈后达到预设总张力的0.8倍(即第八张力值)；带钢头部卷取缠绕两圈后达到预设总张力的0.9倍(即第九张力值)；带钢头部卷取缠绕三圈后达到预设总张力的1倍，也就是恢复到预设总张力进行控制。
在一实施例中，控制系数K1、K2、K3也可以根据实际薄规格带钢头部宽度及卷型控制情况进行优化调整，这里不作限制。
基于以上技术方案，本申请可有效解决现有薄规格带钢卷取时无分段控制卷筒张力的控制方法，常导致薄规格带钢头部宽度拉窄，影响产品宽度尺寸精度及轧制成材率的问题；也可避免薄规格带钢卷筒张力设定参数频繁调整优化，工艺技术人员及操作工调整量大的问题；同时，还减少了薄规格带钢头部宽度拉窄上平整分卷机组切除产生的成本费用。
请参阅图2，本实施例中提供了卷取小张力控制系统，用于执行前述方法实施例中所述的卷取小张力控制方法。由于系统实施例的技术原理与前述方法实施例的技术原理相似，因而不再对同样的技术细节做重复性赘述。
在一实施例中，一种卷取小张力控制系统，包括：数据获取模块10，用于获取当前带钢的带钢控制厚度以及对应卷取机卷筒的预设总张力；控制规格确定模块11，用于根据所述带钢控制厚度确定当前带钢的控制规格，其中所述控制规格关联多段依次递增的卷取机卷取张力设定值；卷取张力分段控制模块12，用于根据所述控制规格关联的所述卷取张力设定值进行带钢头部卷取张力分段控制后所述卷取机卷筒的卷取张力自动恢复至所述预设总张力，使得带钢卷取过程中头部宽度满足预设宽度控制范围要求。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (8)

1.一种卷取小张力控制方法，其特征在于，包括：
获取当前带钢的带钢控制厚度以及对应卷取机卷筒的预设总张力；
根据所述带钢控制厚度确定当前带钢的控制规格，其中所述控制规格关联多段依次递增的卷取机卷取张力设定值；
根据所述控制规格关联的所述卷取张力设定值进行带钢头部卷取张力分段控制后所述卷取机卷筒的卷取张力自动恢复至所述预设总张力，使得带钢卷取过程中头部宽度满足预设宽度控制范围要求。
2.根据权利要求1所述的卷取小张力控制方法，其特征在于，获取当前带钢对应卷取机卷筒的预设总张力，包括：
读取当前带钢预设的带钢控制宽度以及卷筒单位面积张力；
根据所述带钢控制厚度、带钢控制宽度以及卷筒单位面积张力计算得到所述预设总张力。
3.根据权利要求1所述的卷取小张力控制方法，其特征在于，根据所述带钢控制厚度确定当前带钢的控制规格之前，还包括：
为每个控制规格设置控制厚度阈值，以将所述带钢控制厚度与所述控制厚度阈值进行比较确定对应带钢的控制规格。
4.根据权利要求3所述的卷取小张力控制方法，其特征在于，所述控制厚度阈值包括第一阈值、第二阈值和第三阈值，其中，所述第一阈值小于所述第二阈值且所述第二阈值小于所述第三阈值；
若所述带钢控制厚度小于或等于所述第一阈值，则确定当前带钢为第一控制规格，以根据所述第一控制规格关联的卷取张力设定值进行带钢头部卷取张力分段控制；
若所述带钢控制厚度大于所述第一阈值，且所述带钢控制厚度小于或等于所述第二阈值；则确定当前带钢为第二控制规格，以根据所述第二控制规格关联的卷取张力设定值进行带钢头部卷取张力分段控制；
若所述带钢控制厚度大于所述第二阈值，且所述带钢控制厚度小于或等于所述第三阈值；则确定当前带钢为第三控制规格，以根据所述第三控制规格关联的卷取张力设定值进行带钢头部卷取张力分段控制。
5.根据权利要求4所述的卷取小张力控制方法，其特征在于，根据所述第一控制规格关联的卷取张力设定值进行带钢头部卷取张力分段控制，包括：
在带钢头部待进入卷筒卷取时，将所述预设总张力降低至第一张力值作为带钢头部第一段进入卷取机卷取张力设定值；
在带钢头部第二圈卷取完成后，将所述预设总张力降低至第二张力值作为带钢头部第二段进入卷取机卷取张力设定值；
在带钢头部第三圈卷取完成后，将所述预设总张力降低至第三张力值作为带钢头部第三段进入卷取机卷取张力设定值；
在带钢头部第四圈卷取完成后，将所述预设总张力作为后续每段带钢进入卷取机卷取张力设定值，其中所述第一张力值、所述第二张力值和所述第三张力值依次递增。
6.根据权利要求4所述的卷取小张力控制方法，其特征在于，根据所述第二控制规格关联的卷取张力设定值进行带钢头部卷取张力分段控制，包括：
在带钢头部待进入卷筒卷取时，将所述预设总张力降低至第四张力值作为带钢头部第一段进入卷取机卷取张力设定值；
在带钢头部第一圈卷取完成后，将所述预设总张力降低至第五张力值作为带钢头部第二段进入卷取机卷取张力设定值；
在带钢头部第二圈卷取完成后，将所述预设总张力降低至第六张力值作为带钢头部第三段进入卷取机卷取张力设定值；
在带钢头部第三圈卷取完成后，将所述预设总张力作为后续每段带钢进入卷取机卷取张力设定值，其中所述第四张力值、所述第五张力值和所述第六张力值依次递增。
7.根据权利要求4所述的卷取小张力控制方法，其特征在于，根据所述第三控制规格关联的卷取张力设定值进行带钢头部卷取张力分段控制，包括：
在带钢头部待进入卷筒卷取时，将所述预设总张力降低至第七张力值作为带钢头部第一段进入卷取机卷取张力设定值；
在带钢头部第一圈卷取完成后，将所述预设总张力降低至第八张力值作为带钢头部第二段进入卷取机卷取张力设定值；
在带钢头部第二圈卷取完成后，将所述预设总张力降低至第九张力值作为带钢头部第三段进入卷取机卷取张力设定值；
在带钢头部第三圈卷取完成后，将所述预设总张力作为后续每段带钢进入卷取机卷取张力设定值，其中所述第七张力值、所述第八张力值和所述第九张力值依次递增。
8.一种卷取小张力控制系统，其特征在于，包括：
数据获取模块，用于获取当前带钢的带钢控制厚度以及对应卷取机卷筒的预设总张力；
控制规格确定模块，用于根据所述带钢控制厚度确定当前带钢的控制规格，其中所述控制规格关联多段依次递增的卷取机卷取张力设定值；
卷取张力分段控制模块，用于根据所述控制规格关联的所述卷取张力设定值进行带钢头部卷取张力分段控制后所述卷取机卷筒的卷取张力自动恢复至所述预设总张力，使得带钢卷取过程中头部宽度满足预设宽度控制范围要求。
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