CN116748308A - 一种热轧带钢夹送辊压力自动清零控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及冶金工业技术领域，具体涉及一种热轧带钢夹送辊压力自动清零控制方法。本发明对每块带钢进入夹送辊前进行压力自动清零控制，将夹送辊压力负值变为0，变相降低了夹送辊压力，实现夹送辊小压力控制。同时，本发明通过调整夹送辊压力控制方式、夹送辊头部物料检测压力判断门槛值、带钢跟踪速度、精轧抛钢速度基准、带钢尾部张力系数、夹送辊尾部抛钢信号、带钢尾部跟踪修正、夹送辊尾部位置控制切换时机，解决夹送辊小压力模式下，夹送辊速度失真引发的带钢跟踪误差，以及夹送辊对压力灵敏度下降引发的头部物料及尾部抛钢误判问题。

Description

一种热轧带钢夹送辊压力自动清零控制方法

技术领域

本发明涉及冶金工业技术领域，具体涉及一种热轧带钢夹送辊压力自动清零控制方法。

背景技术

夹送辊由上下两个辊子组成，夹住从精轧机出来的带钢，利用异径辊的错位布置迫使带钢头部产生较大的弯曲，引导到卷筒上进行卷取，并在带钢入卷筒后与卷筒之间形成张力，便于带钢更好的缠绕在卷筒上，同时，当带钢尾部离开精轧机后，夹送辊压紧带钢使带钢仍保持一定的张力，可以保证尾部带钢也能顺利的完成卷取工作。

目前，夹送辊常见的结构类型为牌坊结构。牌坊结构比较简单，一般没有顶升平衡缸，只有两个提升缸从上把夹送辊提着。如果考虑夹送辊刚度，夹送辊辊缝零时，上下夹送辊应该完全压靠，并产生一定的压力，压力为正值。夹送辊初始辊缝设定时，上下辊的物理位置是分离的，提升缸只向上提着上辊，压力就是个负值，负值大小取决于上夹送辊的辊重及残余压力大小。初始辊缝比实际带钢厚度小，所以夹送辊咬钢后实际辊缝变大。位置控制要保持位置不变，这时提升缸就要往下压产生正压力。卷取机咬钢后，夹送辊从位置控制模式转化为压力模式，使夹送辊压力维持在一个设定的正压力上。因为初始辊缝设定时，夹送辊压力为负值，所以此时夹送辊维持的设定的正压力，要小于夹送辊实际压力，即夹送辊实际压力大于设定值，导致夹送辊压力过大。

运转时，若夹送辊实际压力大，易出现粘钢、龟裂和磨损等问题导致失效，降低夹送辊使用寿命，造成带钢表面产生诸如压痕、辊印、边浪、中浪等质量问题；同时若带钢本身存在较大浪形时，夹送辊采用大压力会引起带钢跑偏，导致带钢卷取后出现错边问题。若夹送辊采用小压力，上述问题能够得到有效缓解；但小压力模式下，夹送辊易与带钢打滑，导致夹送辊速度失真，引发带钢跟踪误差；同时，小压力模式下，夹送辊自重及残余压力的影响放大，导致夹送辊对压力变化灵敏度下降，增加夹送辊产生头部物料误判、夹送辊尾部抛钢误判等风险。

现有技术针对夹送辊压力清零或小压力控制相关方法有：

（1）论文“热轧带钢卷取机夹送辊压力自动控制系统研究”提供了一种夹送辊小压力控制方法，该方法在带钢头部采用大压力控制，卷取机咬钢后将夹送辊压力设定为小压力（5KN），精轧抛钢前夹送辊恢复大压力控制；方法可避免夹送辊大压力使带钢表面产生粗晶等质量问题，并且夹送辊投入小压力控制功能后减小了夹送辊辊面与带钢表面的摩擦，有效延长夹送辊的更换周期、提高夹送辊的使用寿命，降低热轧吨钢成本。上述方法直接采用系统设置小压力的过程，未考虑夹送辊重力及残余压力，一般情况下，夹送辊残余压力也超过5KN，即如此小的压力可能导致夹送辊无法压住带钢。

（2）专利申请201310136684.3公开一种热轧卷取机夹送辊的标定方法，其标定过程中，上下夹送辊实际辊缝值为20mm时，对夹送辊压力进行清零，解决上下夹送辊并未贴合而存在压力的问题。同理，论文“卷取机夹送辊安装调整对夹送辊工作压力的影响”中对夹送辊标定的方法，也采用了上下夹送辊实际辊缝值为20mm时，对夹送辊压力进行清零，解决夹送辊两侧压力偏差对夹送辊及带钢不利影响的技术构思。已知在实际的带钢轧制生产过程带钢厚度存在变化，不同厚度带钢夹送辊设定辊缝值不一样，若设定辊缝值20mm时夹送辊压力为零，由于系统可能存在残余压力，所以并不能保证其余设定辊缝位置夹送辊压力也为零。

综上所述，现有技术中对夹送辊压力清零均在标定过程中某一辊缝定值下进行，生产过程中不再进行清零；由于系统可能存在残余压力，所以并不能保证其余设定辊缝位置夹送辊压力也为零，并且随着时间的推移，夹送辊压力零位可能发生变化。

发明内容

本发明目的在于提供一种热轧带钢夹送辊压力自动清零控制方法，本发明解决夹送辊辊缝初始设定时，牌坊结构夹送辊压力为负值，导致实际压力过大，造成夹送辊使用寿命短、带钢易产生表面缺陷及卷形缺陷问题，同时也解决夹送辊在小压力模式下，夹送辊速度失真引发的带钢跟踪误差大，以及夹送辊对压力灵敏度下降引发的头部物料及尾部抛钢误判问题。

为达成上述目的，本发明提出如下技术方案：一种热轧带钢夹送辊压力自动清零控制方法，包括过程依据带钢卷取控制时序排列的以下操作：

在卷取控制方法中增加夹送辊压力清零模式，清除夹送辊压力设定中夹送辊重力和残余压力的影响，降低夹送辊压力；

夹送辊对带钢采用单侧力控制方式，单侧力控制方式为对带钢两侧分别单独施加≤25KN的均匀压力；

根据夹送辊对带钢两侧施加力的大小，设定带钢头部进入夹送辊的压力判断门槛值；

设置带钢跟踪速度，带钢尾部离开精轧倒数第二机架时使用辊道速度，带钢尾部还没到达精轧倒数第二机架时使用卷取机的芯轴速度，带钢未进入夹送辊区域使用辊道速度，带钢依次经过热连轧机的机架，其中倒数第二机架为带钢经过热连轧机的倒数第二机架；

采用卷取机的芯轴速度作为精轧机抛钢后的速度基准；

带钢在夹送辊区域采用超前-微滞后-滞后速度控制，降低带钢尾部张力系数，其中超前-微滞后-滞后速度分别代表夹送辊速度超前带钢速度、夹送辊速度微滞后带钢速度、夹送辊速度滞后带钢速度，夹送辊速度微滞后带钢速度之差小于夹送辊滞后带钢速度之差；

夹送辊抛钢信号设置为“位置环上升沿”；

带钢尾部跟踪采用层流冷却辊道上的热金属检测器进行窗口修正；

带钢尾部距离夹送辊大于等于设定距离处时，夹送辊由压力控制切换为位置控制；

在带钢卷取过程中，卷取机全程采取张力控制。

进一步地，所述夹送辊压力清零模式具体为：带钢进入夹送辊前记忆当前带钢两侧压力反馈作为压力零点，进行压力清零，该带钢卷取完后压力记忆值自动复位。

进一步地，所述夹送辊压力清零模式具体包括：当带钢头部跟踪接近夹送辊≥-6m时，压力清零；夹送辊尾部抛钢后延时500ms时，压力复位。

进一步地，所述压力判断门槛值为≤30KN。

进一步地，所述带钢在夹送辊区域采用超前-微滞后-滞后速度控制具体为：顺序控制夹送辊速度相对于带钢速度的超前率为3%~8%、夹送辊速度相对于带钢速度的微滞后率为0.3%~1.0%、夹送辊速度相对于带钢速度的滞后率为3%~8%。

进一步地，所述带钢在夹送辊区域采用超前-微滞后-滞后速度控制具体为：对带钢头部采用夹送辊速度超前带钢速度控制，对带钢主体采用夹送辊速度微滞后带钢速度控制，对带钢尾部采用夹送辊速度微滞后带钢速度控制。

进一步地，所述带钢尾部张力系数为0.7~0.8。

进一步地，带钢尾部跟踪采用层流冷却辊道上的热金属检测器进行窗口修正，将窗口值修正为±7m。

进一步地，所述位置控制的具体方式为：通过调整位置环的切换时机来对定尾进行微调，即夹送辊对带钢尾部进行抛钢前，在带钢尾部离夹送辊的距离达到设定距离值时切换为位置环，该设定距离值≥5m。

进一步地，所述夹送辊速度为线速度，计算公式如下；，其中V为夹送辊线速度，L为夹送辊每转的脉冲数，m为单位时间夹送辊的脉冲数，D为夹送辊直径，n为超前或滞后率，n为超前率时为正数，n为滞后率时为负数，L，m的值由脉冲发生器得到。

有益效果：

本发明通过在卷取控制方法中增加压力清零模式，清除夹送辊压力设定中夹送辊重力和残余压力的影响，这里的残余压力主要来源为机械卡阻，例如设备之间的摩擦力，起到降低夹送辊压力的目的。带钢进入夹送辊前记忆当前两侧压力，反馈作为压力零点，进行压力清零，本块钢卷完后压力记忆值自动复位，保证压力基础水平。

压力清零模式具体包括当带钢头部跟踪接近夹送辊≥-6m时，压力清零；夹送辊尾部抛钢后延时500ms时，压力复位。原夹送辊压力控制系统只在夹送辊标定阶段进行夹送辊压力清零，本发明可对每块带钢进入夹送辊前对夹送辊进行压力清零。

本发明中夹送辊对带钢两侧分别单独施加均匀的小压力，单侧压力值≤25KN，解决了带钢浪形较大时，夹送辊对带钢施加大压力50KN~100KN时引起的带钢跑偏导致尾部错边的问题。

本发明根据夹送辊对带钢施加的小压力值对应修正压力判断门槛值，提高夹送辊的压力灵敏度，避免对头部物料是否进入夹送辊的误判。

本发明设置以下带钢跟踪速度，带钢尾部离开精轧倒数第二机架时使用辊道速度，带钢尾部还没到达精轧倒数第二机架时使用卷取机的芯轴速度，带钢未进入夹送辊区域使用辊道速度，达到了跟踪速度和夹送辊速度脱开的目的，提高了跟踪准确性。

原夹送辊压力控制系统精轧机抛钢采用夹送辊平均速度作为抛钢后的速度基准，如果投入压力清零模式后不修改速度基准，夹送辊易打滑，夹送辊速度失真，导致精轧机抛钢阶段带钢张力波动，本发明精轧机抛钢采用卷取机的芯轴速度作为抛钢后的速度基准，克服了上述问题。

投入压力清零模式后，偶尔会出现卷取机芯棒多转1-2圈的情况，出现较严重的定尾不准问题。经分析，原因为层流冷却辊道上热金属检测器的修正窗口过小，当尾部跟踪偏差超过窗口大小时，导致热金属检测器不进行修正，最终误差累积越来越大。因此增大修正窗口，彻底解决偶此严重定尾问题。本发明通过将±5米的窗口大小优化为±7米，克服了上述问题。

本发明卷取机采用全程张力控制，有利于带钢张力稳定。

应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的发明主题的一部分。

结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本发明教导的前述和其他方面、实施例和特征。本发明的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本发明教导的具体实施方式的实践中得知。

附图说明

附图不表示按照真实参照物比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本发明的各个方面的实施例，其中：

图1为未采用压力清零模式即大压力模式时带钢尾部位置、卷取机芯棒速度、夹送辊压力的实时检测曲线图。

图2为投入压力清零模式但未进行修正时的带钢尾部位置、卷取机芯棒速度、夹送辊压力的实时检测曲线图。

图3为本发明采用压力清零模式时的带钢尾部位置、卷取机芯棒速度、夹送辊压力的实时检测曲线图。

图4为原夹送辊压力控制系统精轧机抛钢采用夹送辊平均速度作为抛钢后的速度基准下的精轧机抛钢阶段带钢张力波动图。

图5为本发明中精轧机采用卷取机的芯轴速度作为抛钢后的速度基准下的精轧机抛钢阶段带钢张力波动图。

图6为原夹送辊压力控制系统中卷取机采用速度模式下的带钢张力波动图。

图7为本发明中卷取机采用张力控制模式下的带钢张力波动图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的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。除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。

本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样， 除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一个”“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件， 并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、 操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。“上”“下”“左”“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

现有技术中对夹送辊压力清零均在标定过程中某一辊缝定值下进行，生产过程中不再进行清零；由于系统可能存在残余压力，所以并不能保证其余设定辊缝位置夹送辊压力也为零，并且随着时间的推移，夹送辊压力零位可能发生变化。

基于上述现有技术的缺陷，本发明提供一种热轧带钢夹送辊压力自动清零控制方法，包括过程依据带钢卷取控制时序排列的以下操作：

在卷取控制方法中增加夹送辊压力清零模式，清除夹送辊压力设定中夹送辊重力和残余压力的影响，降低夹送辊压力；

夹送辊对带钢采用单侧力控制方式，单侧力控制方式为对带钢两侧分别单独施加≤25KN的均匀压力；

根据夹送辊对带钢两侧施加力的大小，设定带钢头部进入夹送辊的压力判断门槛值；

设置带钢跟踪速度，带钢尾部离开精轧倒数第二机架时使用辊道速度，带钢尾部还没到达精轧倒数第二机架时使用卷取机的芯轴速度，带钢未进入夹送辊区域使用辊道速度，带钢依次经过热连轧机的机架，其中倒数第二机架为带钢经过热连轧机的倒数第二机架；

采用卷取机的芯轴速度作为精轧机抛钢后的速度基准；

带钢在夹送辊区域采用超前-微滞后-滞后速度控制，降低带钢尾部张力系数，其中超前-微滞后-滞后速度分别代表夹送辊速度超前带钢速度、夹送辊速度微滞后带钢速度、夹送辊速度滞后带钢速度，夹送辊速度微滞后带钢速度之差小于夹送辊滞后带钢速度之差；

夹送辊抛钢信号设置为“位置环上升沿”；

带钢尾部跟踪采用层流冷却辊道上的热金属检测器进行窗口修正；

带钢尾部距离夹送辊大于等于设定距离处时，夹送辊由压力控制切换为位置控制；

在带钢卷取过程中，卷取机全程采取张力控制。

卷取控制方法中增加夹送辊压力清零模式可以由自动化控制人员在L1级系统编辑自动清零控制程序，使L1级控制系统具备该功能。钢铁行业的自动化控制级别分为L1级（基础自动化级）、L2级（过程控制级）、L3级（生产控制级）。L1级主要是用PLC（可编程逻辑控制器）实现对机械设备的简单控制，但同样只是控制I/O信号的输入和输出，可用程序控制设备的开关启停。L2级是整个自动化中最核心的控制层，包括跟踪逻辑控制和模型计算，对轧线进行物料跟踪以及实测数据采集和处理，通过一系列数学模型和控制算法，实现各种控制参数的优化设定计算，并传递给基础自动化级（L1级）实现对生产的直接控制。L3级是生产控制级，包括车间生产管理、在线调度、质量管理，主要任务是给L2级下达生产计划。

残余压力主要来源为机械卡阻，比如设备间的摩擦阻力。

在本发明的一些实施例中，夹送辊压力清零模式具体为：带钢进入夹送辊前记忆当前带钢两侧压力反馈作为压力零点，进行压力清零，该带钢卷取完后压力记忆值自动复位。L1级有数据存储系统，记忆值直接存储在数据存储系统中，本块带钢卷完后调用先前存储的压力记忆值，完成自动复位。

在本发明的一些实施例中，夹送辊压力清零模式具体包括：当带钢头部跟踪接近夹送辊≥-6m时，压力清零；夹送辊尾部抛钢后延时500ms时，压力复位。

在原夹送辊压力控制系统中，只在夹送辊标定阶段进行夹送辊压力清零，本发明在每块带钢的生产过程中均进行夹送辊压力清零。现有技术中，夹送辊清零均在标定过程中进行，生产过程中不再进行清零。且清零是在固定某一辊缝下进行，由于系统可能存在残余压力，所以并不能保证其余设定辊缝位置夹送辊压力也为零。且随着时间的推移，夹送辊压力零位可能发生变化。本发明对每块带钢进入夹送辊前进行压力自动清零控制，将夹送辊压力负值变为0，变相降低了夹送辊压力，实现夹送辊小压力控制。

由于本发明中夹送辊对带钢两侧单独施加≤25KN的均匀压力（总压力≤50），对应修正压力判断门槛值为≤30KN。

带钢在往前输送过程中，需要实时跟踪带钢的位置。控制程序需要判断带钢头部是否进入夹送辊，以便进行下一步动作，因此需要有一个判断方式。带钢头部进入夹送辊后，夹送辊压力会发生明显变化，所以一般通过压力变化来判断带钢头部是否进入夹送辊，此时需要设定一个压力判断门槛值，比如说夹送辊压力判断门槛值设定为25KN，当夹送辊压力为25KN时，系统就判断带钢头部到达夹送辊了。

原先大压力模式下，夹送辊带钢头部物料检测压力判断门槛值很大，约50KN。小压力模式下，如果继续采用大压力模式下的压力判断门槛值，会因为夹送辊对压力灵敏度下降引发带钢头部物料是否进入夹送辊的误判，影响带钢头部检测判断，小压力模式下需要修改压力判断门槛值，例如夹送辊对带钢两侧分别单独施加均匀压力值为25KN时，对应修正压力判断门槛值为30KN。

本发明设置如下带钢跟踪速度，带钢尾部离开精轧倒数第二机架时使用辊道速度，带钢尾部还没到达精轧倒数第二机架时使用卷取机的芯轴速度，带钢未进入夹送辊区域使用辊道速度，其中倒数第二机架为热连轧机的倒数第二机架。这里的热连轧机为现有技术通用的热连轧机，一般包含7个机架。原夹送辊压力控制系统跟踪依赖于夹送辊速度，即当带钢进入夹送辊区域时，跟踪速度使用上下夹送辊的平均速度，带钢未进入夹送辊区域时使用辊道速度给定值。上述的辊道速度均为精轧机和夹送辊之间的辊道的速度。在压力清零模式下，夹送辊压力变小，夹送辊易与带钢打滑，会导致夹送辊速度失真影响跟踪。本发明通过修改跟踪模型，将跟踪和夹送辊速度脱离，避免受夹送辊速度失真的影响。

原夹送辊压力控制系统精轧机抛钢采用夹送辊平均速度作为抛钢后的速度基准，在压力清零模式下，夹送辊压力减小，夹送辊易打滑导致速度失真，精轧机抛钢阶段带钢张力产生波动。本发明的S108采用卷取机的芯轴速度作为精轧机抛钢后的速度基准，能够有效避免上述问题。

在本发明的一些实施例中，带钢在夹送辊区域采用超前-微滞后-滞后速度控制具体为：顺序控制夹送辊速度相对于带钢速度的超前率为3%~8%、夹送辊速度相对于带钢速度的微滞后率为0.3%~1.0%、夹送辊速度相对于带钢速度的滞后率为3%~8%。带钢在夹送辊区域采用超前-微滞后-滞后速度控制具体为：对带钢头部采用夹送辊速度超前带钢速度控制，对带钢主体采用夹送辊速度微滞后带钢速度控制，对带钢尾部采用夹送辊速度微滞后带钢速度控制。带钢尾部张力系数由1.0降低到0.7-0.8。

夹送辊速度为线速度，计算公式如下；，其中V为夹送辊线速度，L为夹送辊每转的脉冲数，m为单位时间夹送辊的脉冲数，D为夹送辊直径，n为超前或滞后率，n为超前率时为正数，n为滞后率时为负数，例如：夹送辊速度相对于带钢速度的超前率为3%~8%时，即n为3%~8%；夹送辊速度相对于带钢速度的微滞后率为0.3%~1.0%，即n为-1.0%~-0.3%。L，m的值由脉冲发生器得到。脉冲发生器可以产生具有可变周期、占空比和幅度的脉冲信号。由于脉冲发生器的信号准确度高，计算得到的夹送辊线速度值精确性高，能够更好地将夹送辊速度控制在所要的超前或滞后率范围内。

小压力模式下，如果不对系统进行修正，带钢尾部上下夹送辊速度差超过1m/s，速度差过大容易引起夹送辊和带钢相对滑动，而大压力模式下尾部速差较小。因此需要在保证小压力的情况下，通过适当减小带钢尾部张力来减小设定转矩，使夹送辊尽快进入转矩饱和状态，调整带钢尾部张力系数，由1.0降低到0.7-0.8。同时，带钢在夹送辊区域采用超前-微滞后-滞后速度控制，尽可能保持带钢和夹送辊同步运行，最终上下夹送辊速差可保持在0.2m/s以内。

夹送辊抛钢信号设置为“位置环上升沿”，能够解决夹送辊在小压力下，在有钢和无钢时夹送辊压力变化灵敏度下降，导致的夹送辊抛钢误判问题。夹送辊抛钢即带钢尾部离开夹送辊，夹送辊尾部离开带钢后，系统需要判断带钢是否离开夹送辊，以便进行下一步操作。一般采用的判断方法是检测到夹送辊压力降低到一定程度则带钢已离开夹送辊，比如当夹送辊实际压力降低至设定压力的30%时，认为夹送辊抛钢完成。但是在小压力模式下经常出现夹送辊抛钢误判，即实际上带钢尾部已经离开了夹送辊，但系统检测到的压力判断带钢未离开夹送辊。为了克服误判问题，将夹送辊抛钢信号设置为“位置环上升沿”，由于尾部跟踪距离是准确的，因此位置闭环的切换时刻是可信的，所以尾部抛钢信号改为位置环上升沿，修改信号的编辑可以在L1级控制系统中进行。位置环就是夹送辊给定的位置与反馈的位置，简单地说，位置环就是目标与现在的位置差通过电机编码器反映出来传回给控制器。位置变大就是上升沿，变小就是下降沿。

在本发明的一些实施例中，带钢尾部跟踪采用层流冷却辊道上的热金属检测器进行窗口修正，将窗口值修正为±7m。

采用压力清零模式后，偶尔会出现卷取机芯棒多转1-2圈的情况，出现较严重的带钢定尾不准问题。经分析，原因为层流冷却辊道上热金属检测器的修正窗口过小，当尾部跟踪偏差超过窗口大小时，热金属检测器不进行修正，最终误差累积越来越大。因此增大修正窗口，彻底解决定尾不准问题。

本发明通过调整位置环的切换时机来对定尾进行微调，即夹送辊对带钢尾部进行抛钢前，在带钢尾部离夹送辊设定距离处时切换为位置环，该设定距离值≥5m。采用压力清零模式后，受带钢尾部形状或卷径计算精度影响，有时会出现定尾略有偏差的情况。此时可通过调整位置环的切换时机来对定尾进行微调，即在夹送辊尾部抛钢前设定距离处切换为位置环。通过调整此距离值，实现定尾微调。

本发明中卷取机采用全程张力控制，有利于带钢张力稳定。

下面给出本发明的具体实施例。

以生产2.5mm*1250mmSPHC热轧带钢为例：

在卷取控制方法中增加压力清零模式，清除夹送辊压力设定中夹送辊重力和残余压力的影响，起到降低夹送辊压力的目的。

夹送辊进行自动压力清零模式具体为：带钢进入夹送辊前记忆当前两侧压力反馈作为压力零点，进行压力清零，本块钢卷完后压力记忆值自动复位，保证压力基础水平。

压力清零点：当头部跟踪≥-6m（带钢接近夹送辊）时，压力清零。压力复位点为：夹送辊尾部抛钢后延时500ms。

SPHC热轧带钢进入夹送辊前，夹送辊操作侧压力为-42KN，传动侧压力为-46KN，记忆当前两侧压力反馈值。当带钢头部跟踪距离夹送辊-6m时，对该反馈值进行清零，即夹送辊操作侧为0KN，传动侧为0KN。当系统检测到夹送辊尾部抛钢后，延时500ms对夹送辊压力进行复位，复位后夹送辊操作侧压力为-44KN，传动侧压力为-48KN。

SPHC热轧带钢采用夹送辊单侧压力控制，操作侧压力设定20KN，传动侧压力设定为20KN，即夹送辊设定和压力为40KN。若不进行夹送辊压力清零，本卷带钢侧压力实际压力64KN，传动侧压力设定为66KN，即夹送辊实际和压力达到130KN。如此大的压力，夹送辊易出现粘钢、龟裂和磨损等问题导致失效，降低夹送辊使用寿命，造成带钢表面产生诸如压痕、辊印、边浪、中浪等质量问题。同时若带钢本身存在较大浪形时，夹送辊采用大压力会引起带钢跑偏，导致带钢卷取后出现错边问题。

夹送辊带钢头部物料检测压力判断门槛值设定为≤30KN，以解决小压力模式下，夹送辊对压力灵敏度下降引发的头部物料误判，影响带钢头部检测判断。

原先大压力模式下，夹送辊带钢头部物料检测压力判断门槛值很大，约50KN。小压力模式下，夹送辊对压力灵敏度下降引发的头部物料误判，影响带钢头部检测判断。因此，小压力模式下需要修改压力判断门槛值。

本实施例夹送辊实际压力由138KN降低到40KN，夹送辊带钢头部物料检测压力判断门槛值设定为25KN。

本实施例设置带钢跟踪速度的方式如下：带钢尾部离开精轧倒数第二机架时使用辊道速度，带钢尾部还没到达精轧倒数第二机架时使用卷取机的芯轴速度，带钢未进入夹送辊区域使用辊道速度，达到了跟踪和夹送辊速度脱开的目标，提高了跟踪准确性。

原夹送辊压力控制系统跟踪依赖于夹送辊速度，即当前卷取机进入夹送辊区域时，跟踪使用上下夹送辊平均速度，未进入夹送辊区域使用辊道速度给定值。清零模式下，夹送辊压力变小，夹送辊易与带钢打滑，导致夹送辊速度失真影响跟踪。故需要修改跟踪模型，将跟踪和夹送辊速度脱开。

本实施例为：SPHC热轧带钢尾部离开精轧倒数第二机架时使用辊道速度，带钢尾部还没到达精轧倒数第二机架时使用卷取机的芯轴速度，带钢未进入夹送辊区域使用辊道速度，带钢依次经过热连轧机的机架，其中倒数第二机架为带钢经过热连轧机的倒数第二机架；

本实施例精轧机抛钢采用卷取机的芯轴速度作为抛钢后的速度基准。

请参阅图4所示，图中A处表示精轧机抛钢阶段的带钢压力波动，原夹送辊压力控制系统精轧机抛钢采用夹送辊平均速度作为抛钢后的速度基准，压力清零后，压力减小，夹送辊易打滑，夹送辊速度失真，导致精轧机抛钢阶段带钢张力波动大。

请参阅图5所示，本实施例SPHC热轧带钢精轧机抛钢采用卷取机的芯轴速度作为抛钢后的速度基准，图5中B处表示精轧机抛钢阶段的带钢压力波动，可看出抛钢阶段带钢张力未见明显异常波动。

带钢在夹送辊区域采用超前-微滞后-滞后速度控制，尾部张力系数由1.0降低到0.75，降低上下夹送辊速度差。

小压力模式时，带钢尾部上下夹送辊速差超过1m/s，容易引起夹送辊和带钢相对滑动，而大压力模式下尾部速差较小。

本实施例为在保证小压力的情况下，通过适当减小带钢尾部张力来减小设定转矩，使加送辊尽快进入转矩饱和状态，尾部张力系数由1.0降低到0.75。同时，顺序控制夹送辊速度相对于带钢速度的超前率为4%、夹送辊速度相对于带钢速度的微滞后率为0.5%、夹送辊速度相对于带钢速度的滞后率为6%。夹送辊速度为线速度，计算公式如下；，其中V为夹送辊线速度，L为夹送辊每转的脉冲数，m为单位时间夹送辊的脉冲数，D为夹送辊直径，n为超前或滞后率，n在本实施例中分别取4%、-0.5%、-6%。L，m的值由脉冲发生器得到。带钢在夹送辊区域采用超前-微滞后-滞后速度控制具体为：对带钢头部采用夹送辊速度超前带钢速度控制，对带钢主体采用夹送辊速度微滞后带钢速度控制，对带钢尾部采用夹送辊速度微滞后带钢速度控制，尽可能保持带钢和夹送辊同步运行，最终上下夹送辊速差可保持在0.2m/s以内。

带钢夹送辊尾部抛钢信号为“位置环上升沿”。解决夹送辊小压力下，在有钢和无钢时夹送辊压力变化灵敏度下降，导致的夹送辊抛钢误判问题。

在未经本发明修正的小压力模式下，夹送辊有钢信号复位异常，存在尾部多转0.5米左右的定尾不准问题。带钢尾部跟踪为0m时，即夹送辊抛钢时，夹送辊有钢信号依然为True，延迟0.7-2s后才复位，导致系统判断带钢位置有偏差，使得芯棒多转了一些，导致尾部定尾不准。当实际压力降低至设定压力的30%时才会认为夹送辊抛钢完成。采用压力清零模式时，由于小压力的原因，在有钢和无钢时夹送辊压力变化灵敏度下降，导致对夹送辊是否抛钢产生误判，卷取机芯棒速度在尾部出现异常的升速点，导致尾部多转了一点距离。

请参阅图2所示，图中i表示夹送辊有钢信号，图中d处可看出采用压力清零模式时，夹送辊有钢信号与尾部位置跟踪为0时时不一致，0.8s后有钢信号才复位。图中e处可看出芯棒速度存在异常升速点，图中f处可看出夹送辊压力下降时存在异常台阶，导致夹送辊实际压力未达到夹送辊抛钢判断条件，造成误判。

本实施例将夹送辊有钢信号复位条件修改为“位置环上升沿”。 由于尾部跟踪距离是准确的，因此位置闭环的切换时刻也是可信的，采用位置环代替用夹送辊压力判断夹送辊抛钢是否完成，最终消除夹送辊压力判断夹送辊抛钢的误判风险。

本实施例带钢尾部跟踪采用层流冷却辊道上的热金属检测器进行修正，修正窗口为±7m。

采用压力清零模式后，偶尔会出现卷取机芯棒多转1-2圈的情况，出现较严重的定尾不准问题。经分析，原因为层流冷却辊道上热金属检测器的修正窗口过小，当尾部跟踪偏差超过窗口大小时，导致热金属检测器不进行修正，最终误差累积越来越大。本实施例为将±5米的窗口大小优化为±7米，彻底解决定尾不准问题。

本实施例在夹送辊尾部抛钢前≥5m处由压力控制切换为位置控制，降低投入压力清零模式后，受带钢尾部形状或卷径计算精度等影响，引发定尾轻微偏差的问题。

投入压力清零模式后，受带钢尾部形状或卷径计算精度等影响，有时会出现定尾略有偏差的情况。

本实施例通过调整位置环的切换时机来对定尾进行微调，即在夹送辊尾部抛钢前设定距离5-8m处切换为位置环。通过调整此距离值，实现定尾微调。

本实施例中卷取机采用全程张力控制。

2.5mm*1250mmSPHC实际张力在30-40KN之间。

请参阅图6所示，在小压力模式下，夹送辊速度会失真，卷取机采用速度模式会导致带钢张力波动。其中卷取机的速度模式为：以一定的速度卷动带钢，但卷取过程中对带钢施加的压力不恒定。

请参阅图7所示，本实施例中卷取机采用全程张力控制模式，可看出带钢张力变化平稳。其中卷取机的张力控制模式为：在一定的压力下卷动带钢，但卷取速度不恒定。

请参阅图3所示，采用本发明的技术方案后，即便在压力清零模式下，也没有出现图2中d处、e处、f处的问题。从图1和图3可看出，本发明采用压力清零模式能够达到大压力模式下同样的效果，其中图1和图3中的a、h处可看出未采用压力清零模式时，夹送辊有钢信号与尾部位置跟踪为0时保持一致，b、i处可看出芯棒速度平滑下降，c、j处可看出夹送辊压力迅速降低，程序判断夹送辊实际压力降低至设定压力的30%时认为夹送辊抛钢完成，没有误判。但在夹送辊实际压力大的情况下，夹送辊易出现粘钢、龟裂和磨损等问题导致失效，降低夹送辊使用寿命，造成带钢表面产生诸如压痕、辊印、边浪、中浪等质量问题。同时若带钢本身存在较大浪形时，夹送辊采用大压力会引起带钢跑偏，导致带钢卷取后出现错边问题。本发明还克服了夹送辊大压力情况下带来的缺陷。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (10)

1.一种热轧带钢夹送辊压力自动清零控制方法，其特征在于，包括过程依据带钢卷取控制时序排列的以下操作：

在卷取控制方法中增加夹送辊压力清零模式，清除夹送辊压力设定中夹送辊重力和残余压力的影响，降低夹送辊压力；

夹送辊对带钢采用单侧力控制方式，单侧力控制方式为对带钢两侧分别单独施加≤25KN的均匀压力；

根据夹送辊对带钢两侧施加力的大小，设定带钢头部进入夹送辊的压力判断门槛值；

设置带钢跟踪速度，尾部跟踪小于精轧倒数第二机架时使用夹送辊的辊道速度，尾部跟踪大于精轧倒数第二机架时使用卷取机的芯轴速度，带钢未进入夹送辊区域使用夹送辊的辊道速度，带钢依次经过热连轧机的机架，其中倒数第二机架为带钢经过热连轧机的倒数第二机架；

采用卷取机的芯轴速度作为精轧机抛钢后的速度基准；

带钢在夹送辊区域采用超前-微滞后-滞后速度控制，降低带钢尾部张力系数，其中超前-微滞后-滞后速度分别代表夹送辊速度超前带钢速度、夹送辊速度微滞后带钢速度、夹送辊速度滞后带钢速度，夹送辊速度微滞后带钢速度之差小于夹送辊滞后带钢速度之差；

夹送辊抛钢信号设置为“位置环上升沿”；

带钢尾部跟踪采用层流冷却辊道上的热金属检测器进行窗口修正；

带钢尾部距离夹送辊大于等于设定距离处时，夹送辊由压力控制切换为位置控制；

在带钢卷取过程中，卷取机全程采取张力控制。

2.根据权利要求1所述的热轧带钢夹送辊压力自动清零控制方法，其特征在于，所述夹送辊压力清零模式具体为：带钢进入夹送辊前记忆当前带钢两侧压力反馈作为压力零点，进行压力清零，该带钢卷取完后压力记忆值自动复位。

3.根据权利要求1或2所述的热轧带钢夹送辊压力自动清零控制方法，其特征在于，所述夹送辊压力清零模式具体包括：当带钢头部跟踪接近夹送辊≥-6m时，压力清零；夹送辊尾部抛钢后延时500ms时，压力复位。

4.根据权利要求1所述的热轧带钢夹送辊压力自动清零控制方法，其特征在于，所述压力判断门槛值为≤30KN。

5.根据权利要求1所述的热轧带钢夹送辊压力自动清零控制方法，其特征在于，所述带钢在夹送辊区域采用超前-微滞后-滞后速度控制具体为：顺序控制夹送辊速度相对于带钢速度的超前率为3%~8%、夹送辊速度相对于带钢速度的微滞后率为0.3%~1.0%、夹送辊速度相对于带钢速度的滞后率为3%~8%。

6.根据权利要求1或5所述的热轧带钢夹送辊压力自动清零控制方法，其特征在于，所述带钢在夹送辊区域采用超前-微滞后-滞后速度控制具体为：对带钢头部采用夹送辊速度超前带钢速度控制，对带钢主体采用夹送辊速度微滞后带钢速度控制，对带钢尾部采用夹送辊速度微滞后带钢速度控制。

7.根据权利要求1或5所述的热轧带钢夹送辊压力自动清零控制方法，其特征在于，所述带钢尾部张力系数为0.7-0.8。

8.根据权利要求1所述的热轧带钢夹送辊压力自动清零控制方法，其特征在于，带钢尾部跟踪采用层流冷却辊道上的热金属检测器进行窗口修正，将窗口值修正为±7m。

9.根据权利要求1所述的热轧带钢夹送辊压力自动清零控制方法，其特征在于，所述位置控制的具体方式为：通过调整位置环的切换时机来对定尾进行微调，即夹送辊对带钢尾部进行抛钢前，在带钢尾部离夹送辊的距离达到设定距离值时切换为位置环，该设定距离值≥5m。

10.根据权利要求5所述的热轧带钢夹送辊压力自动清零控制方法，其特征在于，所述夹送辊速度为线速度，计算公式如下；，其中V为夹送辊线速度，L为夹送辊每转的脉冲数，m为单位时间夹送辊的脉冲数，D为夹送辊直径，n为超前或滞后率，n为超前率时为正数，n为滞后率时为负数，L，m的值由脉冲发生器得到。