[摘要]結(jié)合濟鋼熱連軋廠粗軋工藝部分的實際應用情況，介紹了一種建立在四輥可逆水平軋機和立輥軋機間的微張力控制系統(tǒng)的構(gòu)成和實現(xiàn)方法，并分析了實際應用效果。
[關(guān)鍵詞] 微張力；粗軋機；立輥軋機；轉(zhuǎn)矩限幅
Application of micro-tension control in Rougher mill
MENG Qing-yu
(Jinan Iron&Steel Corporation HSM 1700mm, Jinan)
Abstract: According to the application of micro-tension control in rougher mill of JiGang ,which is based on rougher mill and edger mill ,the structure of the control system and the realization bbbbbb is introduced. Besides the analysis of practical effect is given.
Key words: micro-tension; rougher mill; edger mill; torque limitation
引言
現(xiàn)代冶金工業(yè)的型材、棒線材和板帶材軋制生產(chǎn)中，普遍采用了張力控制技術(shù)用以改善產(chǎn)品的質(zhì)量。尤其是在板、帶材連軋生產(chǎn)中，張力控制技術(shù)的發(fā)展很快。帶鋼熱連軋生產(chǎn)上粗軋機多機架間張力控制技術(shù)、精軋機組的活套張力厚度控制技術(shù)；冷連軋的張力厚度控制技術(shù)等都已經(jīng)能夠進入成熟應用的階段。但是目前在粗軋機單機架軋制中，張力控制的應用還很不成熟，應用上還在試驗階段。
本文介紹一種目前在生產(chǎn)中應用的粗軋單機架張力控制方案。粗軋軋件屬于中間坯，尺寸一般比較大，厚度和寬度指標的要求不需要精確，熱連軋帶材時不宜采用大張力，所以這里采用的是微張力的開環(huán)控制。微張力控制的目的主要是利用現(xiàn)有的生產(chǎn)設備，適當改善中間坯寬度和平直度，以利于精軋軋制，而且可以適當起到調(diào)整軋機主電機負荷的作用。
1 工藝設備
熱連軋粗軋機的布置采用一架四輥可逆水平軋機，軋機前帶小立輥。軋制工藝流程一般采用三道次的往復半連續(xù)式軋制。小立輥軋機的作用主要控制板卷的寬度，同時也起著對準軋制中心線的作用[1]。水平輥機架和立輥機架的壓下規(guī)程由計算機通過數(shù)學模型進行設定，速度規(guī)程也按一定程序進行控制。由于立輥與水平輥形成連軋關(guān)系，為了補償水平輥輥徑變化及適應水平輥壓下量的變化，所以要求立輥必須能進行調(diào)速。立輥軋機采用上傳動的型式，萬向接軸式連接。立輥的傳動調(diào)速控制系統(tǒng)采用西門子變頻調(diào)速裝置。
2 控制系統(tǒng)
2.1控制系統(tǒng)構(gòu)成
基礎自動化級控制器采用GE Fanuc公司的 PAC SystemTM RX7i系列作為主控制器，傳動調(diào)速控制系統(tǒng)采用西門子6SE70系列變頻器控制系統(tǒng)，其控制器組成包括工藝板T400,中心控制單元CUVC。基礎自動化與調(diào)速控制器采用現(xiàn)場總線Profibus-DP進行通訊。
2.2控制方案
在四輥水平軋機和小立輥軋機之間建立張力，張力的大小由兩者速度差決定，通過調(diào)節(jié)立輥軋機的速度控制張力大小。對于傳動設備而言，速度是由速度控制器控制調(diào)節(jié)的，在微張力控制系統(tǒng)中，為了在軋機間建立恒張力，在速度控制器之后引入轉(zhuǎn)矩控制限幅環(huán)節(jié)，也就是對速度控制器的輸出進行限幅，降低電動機的輸出電磁轉(zhuǎn)矩，減小電動機的實際轉(zhuǎn)速，進而達到建立軋機間速度差，實現(xiàn)微恒張力軋制。
圖1.控制系統(tǒng)框圖
2.2.1數(shù)據(jù)收集
在立輥咬鋼之后和平輥咬鋼之前的這段時間作為數(shù)據(jù)采集的周期，立輥咬鋼后延時一段時間開始立輥電機轉(zhuǎn)矩實際值采集，共采集12點數(shù)據(jù)作為轉(zhuǎn)矩采樣值。
2.2.2數(shù)據(jù)處理
將采集到的12點數(shù)據(jù)通過累加，比較，求均值等計算得出最后的轉(zhuǎn)矩鎖定值。計算公式如下：
(ΣTsum-Tmax-Tmin)/10=Tlock
其中：ΣTsum——為轉(zhuǎn)矩實際采樣值的累加值
Tmax——為采樣值中最小值
Tmin——為采樣值中最大值
Tlock——為轉(zhuǎn)矩鎖定值
2.2.3數(shù)據(jù)發(fā)送
將計算所得的轉(zhuǎn)矩鎖定值作為轉(zhuǎn)矩限幅值傳給傳動系統(tǒng)控制其輸出的電磁轉(zhuǎn)矩，控制電機轉(zhuǎn)速。另外對轉(zhuǎn)矩限幅值[2]的大小也做了限幅處理，防止傳動系統(tǒng)故障發(fā)生。
2.2.4連鎖條件
工藝上加入微張力控制的連鎖條件，主要目的是控制微張力的作用時間，使得系統(tǒng)實現(xiàn)有張力和無張力的平穩(wěn)過渡，對立輥電機轉(zhuǎn)矩的進行及時的補償，防止故障發(fā)生。其作用是對轉(zhuǎn)矩限幅環(huán)節(jié)的投入和切除進行控制。
3 應用效果
在進行微張力控制中，由于張力的實際值很難測量，因此采用間接的方法觀測張力作用效果。這里主要依據(jù)軋機后測寬儀提供的寬度偏差波形圖和軋機負荷情況來分析微張力控制的效果。圖2 所示為轉(zhuǎn)矩限幅值在1000Nm時寬度偏差的波形圖。可見在微張力控制下的中間坯的寬度均勻，而且平直度也得到了改善。在圖3中所示，在微張力控制中立輥軋機電動機的負荷隨之降低，從而延長了設備的使用壽命。
圖2. 寬度偏差示意圖
圖3. 微恒張力控制中的電動機負荷
4 結(jié)束語
微張力控制在粗軋機的應用得到了良好的效果，是一種很好的改善中間坯質(zhì)量的控制方案。
[參考文獻]
[1] 王廷溥 齊克敏 金屬塑性加工學軋制理論與工藝（第2版） 北京：冶金工業(yè)出版社，2001
[2] Siemens. SIMOVERT MASTERDRIVES矢量控制使用大全（AC版）
：鞏經(jīng)理
：13915946763
：南京塞姆泵業(yè)有限公司
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