热轧带钢的卷取控制设计.docx

热轧带钢的卷取控制设计ronggang导语：文章结合实际提出的卷筒张力控制模型实用简洁，助卷辊自动踏步控制AJC设计精细。对于卷取机设计应用有着宏大参考价值摘要:热轧带钢钢卷的卷形是产品质量的一项重要指标，其中张力控制好坏直接影响卷形，助卷辊的控制更是卷取定形的根本要素。文章结合实际提出的卷筒张力控制模型实用简洁，助卷辊自动踏步控制AJC设计精细。对于卷取机设计应用有着宏大参考价值。关键字:张力控制AJCAbstract:Becauseitisbecominganimportantqualityguidelineofthecoilshapeinthehotsteelmaking.TheandalsotheworkrollerAJCcontrollaffectsteelshape.Thepapergivesthetensioncontrolmodelaccordingtothefact.TheAJCdesignisgood.Ithasimportantvaluesfordesignofthesteelmaking.KEYWORDS:tensioncontrolAJC莱钢1500mm热轧带钢是一条年度产300万吨的消费线，其消费工艺为加热、粗轧、热卷、精轧、层冷、卷取。卷取区由2台地下卷取机组成。带钢头部分开精轧机时，卷取机已经处于准备工作状态。带钢进入卷取机时，张力辊借助导板装置，在张力辊和卷筒之间形成封闭途径，使带钢顺利卷上卷筒。在带钢卷入卷筒的头几圈，助卷辊进展踏步控制。待带钢卷上3-5圈后，带钢在卷筒和轧机之间即能建立稳定的张力。此时，上张力辊放松，传动电机采用“零电流控制，助卷辊全部翻开卷厚带钢时，第一个助卷辊要始终压住带钢，进入正常卷取状态。带尾即将分开轧机时，卷取机进入收卷状态，轧机和卷取机同时降速，助卷辊合拢，压住外层带卷。当带钢脱离末机架时，张力辊压紧，传动电机处于发电状态，使带钢在张力辊和卷筒之间建立张力，防止带尾跑偏或者钢卷外层松散。2卷取张力控制模型设计卷取张力控制控制的效果直接关系到1500mm热轧带钢热连轧消费线的成品和产量。张力控制的目的在于保证正常卷取时，1号或者2号卷取机上的带钢张力恒定在设定值。为保持卷取机带钢张力的恒定，卷取机张力控制时主要考虑张力矩、弯曲力矩、摩擦力矩、随卷径变化的转动惯量补偿和加减速时的动态补偿力矩。在实际控制中，卷取机有两种工作状态：速度控制状态和张力控制状态。在点动和穿带期间，它们工作在速度控制状态，穿带时，当卷取张力建立后，它们工作在张力工作状态。从速度控制状态切换到张力控制状态是在切换逻辑控制下自动进展的。在切换到张力控制状态运行后，尽管卷取机的速度给定略高于精轧机组速度基准给定值。由于精轧机组和卷取机之间通过带钢的刚性连接，卷取机的实际速度不可能到达速度给定值，卷取机的速度调节器的输出饱和，传动系统转入张力控制。由于速度调节器的输出到达限幅值，张力给定值由张力矩、摩擦力矩、弯曲力矩、加减速力矩的计算等的结果断定。2.1卷径计算卷取机上钢卷的卷径可以通过安装在卷取机及其相应的测速辊上的脉冲发生器的计数值计算出来。计算方法是在卷取机卷筒上定义一个旋转角度h，测量与该角度相对应的带钢长度，即可计算出钢卷的卷径。钢卷卷径按以下公式计算：D=2L/hh表示在卷取机卷筒上的旋转角度以弧度表示D表示钢卷卷径L表示与h相对应的带钢长度卷取机上钢卷卷径的每次采样的讨算结果都需要校验，对卷取机来讲就是每次的计算结果都要大干上次的计算值，另外，还要采取必要的滤波方法，以滤去由于错误的采样值而导致的错误的计算值。2.2张力力矩计算带钢张力矩的计算公式如下：Mz=FD/2iMz表示张力矩F表示张力设定值i表示传动比带钢张力设定值由操作站自动预设定，操作人员可以以修改2.3弯曲力矩的计算带钢弯曲力矩的计算接以下公式求得：Mb表示弯曲力矩h表示带钢厚度y表示屈从系数L表示带钢宽度2.4加速力矩的计算卷取机电机的加速力矩由折算到电机轴上的转动惯量和带钢线加速度等参数计算出来。转动愤量包括固定局部和与钢卷规格有关的可变局部。固定局部由卷取机传动机构、卷筒等局部的转动惯量组成。可变局部由钢卷直径、带宽、钢的比重等参数决定。由线速度变化和卷径变化决定的加速力矩计算公式如下：K1表示固定局部的转动惯量系数K2、K3表示取决于卷径变化的变化局部的转动惯量系数L表示带钢宽度D表示钢卷卷径dv/dt表示加速度系数K1、K2、K3在机组调试期间可以作一些调整，并最后确定。钢卷的转动惯量由以下公式计算：B表示带钢宽度i表示减速比表示钢的比重D0表示卷筒的胀开直径K表示转动惯量计算修正系数2.5摩擦力矩的计算摩擦力矩补偿量是速度的非线性函数。该函数按设计经历和惯例将在调试阶段根据实际试验决定。3助卷辊踏步控制卷取机构造简图如图1：align=center图1卷取机构造简图/align卷取机有三个助卷辊和弧形裙导板,它们的作用是引导带钢头部使之弯曲成形,卷紧在卷筒上,它是具有耐磨外表的实形体。每个助卷辊的径向合拢和张开方式,是通过电机、齿轮机速比i=1和方向接轴来实现的。要求每个助卷辊都以一样的压力压在钢卷上压紧力由液压缸产生,助卷辊和裙导板是可更换的耐磨件。助卷辊和卷筒之间的辊缝是可调的,辊缝大小直接影响卷取质量。值过大,钢卷不易卷紧,而头几圈容易打滑;值过小,带钢咬入时会产生撞击,引起助卷辊跳动,同样钢卷也不易卷紧,甚至打滑。通常卷取机根据带钢厚度、材质和助卷辊的压力由计算机设定来确定辊缝值。助卷辊具有辊子转动速度控制、助卷辊调节液压缸位置及压力控制功能。3.1卷取机的踏步控制功能自动跳步控制功能的实现，有赖于助卷辊的径向运动控制采用具有高响应性的液压伺服控制系统，和精细的带头检测装置和准确的数学模型。自动跳步控制的根本原理是：自动跟踪计算带钢位置并给电气控制发送信号。每个助卷辊都装有位置和压力控制器，在带钢卷取经过开场后，每当带钢头部转到间隔任一助卷辊很近的位置时，该助卷辊都迅速抬起，和带钢脱离接触;而当带钢头部通过助卷辊后，该助卷辊那么迅速回靠以压紧卷筒上的带钢，并按压力控制方式运行。该经过将持续到卷取假设干圈后全部助卷辊翻开为止。良好的踏步控制系统应在保证带钢头部不与助卷辊相撞的前提下，尽可能缩小助卷辊和带钢脱离的时间，使卷形不受影响。三个助卷辊跳跃时,总有两个助卷辊处于压力控制,以防止钢卷松散。为了平安起见,助卷辊的跳跃量略大于带钢厚度。3.2AJC功能主要控制内容1#和2#卷取机均采用三助卷辊全液压地下卧式卷取机，卷形质量较好。三个助卷辊具有液压踏步控制功能AJC。自动跳步控制是当代带钢热连轧机的一个新的控制功能，其目的是尽可能减小在卷取时由于带头和助卷辊相撞在带钢上产生的压痕。对带钢外表质量的这种损伤在带钢较厚时更为明显。AJC控制系统如图2:align=center图2:AJC控制系统简图/align本系统由于采用了很好的张力控制和AJC控制模型,所以故障率低,控制稳定，钢的卷形好,产品质量高,知足了市场需求,创造了宏大经济效益,是一套成熟的卷曲控制方案,可以在类似系统中推广应用。参考文献:1彭剑.非对称穿插轧制研究D.北京：清华大学，1990.2卢秉林.轧辊非对称穿插控制板形的技术J.轧钢，1994专辑：356365.3卢秉林.轧辊非对称穿插轧制穿插角控制模型J.钢铁，1996,312:3033.