酸軋入口張力控制系統(tǒng)探討

1、酸軋入口張力控制系統(tǒng)探討 酸軋入口張力控制系統(tǒng)探討 摘 要：本文介紹了新鋼1550酸軋入口張力控制系統(tǒng)。張力控制對軋線的生產(chǎn)非常重要，張力控制的好壞直接影響了成品的質(zhì)量。本文首先對入口張力控制的作用進行了介紹，然后分別介紹了開卷機張力和活套張力的計算，最后對入口的核心局部，開卷機的恒張力形成的原理進行探討。 關鍵詞：張力；恒張力控制；扭矩 中圖分類號：TG334 文獻標識碼：A 1 引言 帶鋼質(zhì)量主要由帶鋼板型和厚度來衡量，主要取決于對帶鋼張力控制能否符合要求。入口張力過大會造成帶鋼拉伸變形，使帶鋼外表相互擦傷，容引起成品卷產(chǎn)生輥印，甚至容易造成帶鋼斷帶。入口張力過小會造成松卷，有可能導致堆鋼

2、引起設備故障。而張力不穩(wěn)會使帶鋼發(fā)生抖動，容易造成帶鋼斷帶，增加事故率。在新鋼酸軋自動控制系統(tǒng)中，為保證帶鋼質(zhì)量需要對帶鋼進行恒張力控制。在生產(chǎn)過程中要求開卷機不僅在穩(wěn)速軋制過程中保持恒張力，而且在變速時也要保持帶鋼的恒張力。按照工藝要求，較典型的張力控制方法有間接張力控制和直接張力控制。新余鋼鐵1550mm酸洗機組自投產(chǎn)2年來，我們根據(jù)生產(chǎn)情況得出張力的控制效果提高產(chǎn)品的合格率，提高產(chǎn)品品質(zhì)的關鍵措施。開卷機是冷軋生產(chǎn)線中不可少重要設備，開卷機主要功能有：鋼卷裝在芯軸上進行開卷，開卷機卷筒膨脹并把帶鋼送到剪刀剪切后再焊接，產(chǎn)生恒定的開卷張力，以防止帶鋼在前進途中跑偏。入口張力控制的好壞嚴重影

3、響成品質(zhì)量，控制酸軋生產(chǎn)節(jié)奏。 2 張力控制 2.1 張力的作用 張力在連軋過程中發(fā)揮著十分重要的作用，表現(xiàn)在以下三個方面：防止帶鋼跑偏；有利于控制帶鋼的板型；有利于降低帶鋼的變形抗力和變形。 2.2 張力控制 張力控制主要分為開環(huán)控制和閉環(huán)控制兩大類?，F(xiàn)在的鋼廠主要是利用閉環(huán)控制對張力進行張力控制。在這里我們主要介紹下閉環(huán)控制。張力閉環(huán)控制又分為直接張力控制、間接張力控制和復合控制。直接張力控制是利用張力計檢測到的實際張力值與給定值比擬，通過張力控制計算后去驅(qū)動執(zhí)行機構，到達張力控制。這種張力控制方式的優(yōu)點是張力控制精度高，缺點是控制過度依賴于張力計，現(xiàn)場環(huán)境惡劣容易導致失張。間接張力控制系

4、統(tǒng)中沒有張力計，對張力的控制是通過電機的原理進行靜態(tài)和動態(tài)分析，從中找出影響張力的所有電氣物理量，對物理量控制，到達張力控制目的。間接張力控制涉及多個參數(shù)控制，一般用多閉環(huán)控制來實現(xiàn)。這種張力控制優(yōu)點是減少張力計采購本錢，缺點是控制方式復雜，控制精度比直接張力控制方式低。復合張力控制方式是在間接張力控制方式根底，再增加一個張力閉環(huán)，形成一個張力閉環(huán)、速度閉環(huán)和電流閉環(huán)的三閉環(huán)控制系統(tǒng)，執(zhí)行機構為直流電機的復合張力控制系統(tǒng)。該控制方式優(yōu)點是有直接張力的控制精度還有間接張力控制方式的快速性和跟隨性，缺點是本錢大，控制方式復雜。 3 張力計算 3.1 電機張力計算公式 公式1：電機張力計算公式：F=

5、P/V；其中P為電機功率；V為線速度。 公式2：電機扭矩的計算公式：T=P/n；其中P為電機功率；n為電機轉速。以上兩公式化簡得：F=Tn/V。 3.2 入口張力計算 新鋼冷軋廠1550mm酸軋線入口的張力建立可以分為兩局部：一局部為開卷機通過焊機焊接好后到張力輥，這局部稱為開卷機張力。另一局部為從張力輥到活套，通常稱為活套張力。首先談下開卷機張力、在開卷機到張力輥區(qū)域沒有張力檢查裝置，它是通過開卷機的電機參數(shù)計算出來的，所以開卷機張力為間接張力控制系統(tǒng)。根據(jù)公式：F=Tn/V。公式3：V=n2d/60I；n為開卷機電機轉速；d為鋼卷直徑；I為減速比。所以電開卷機的張力就為：F=60TI/2d

6、=T；K=35I/d這是常數(shù)；我們就把鋼卷的直徑和開卷機的傳動比參加這個公式，得出帶鋼外表的張力：F=KTI1/D；D為鋼卷的直徑；I1為開卷機的傳動比。 帶鋼外表張力=電機張力乘以鋼卷直徑等因子系數(shù)，電機張力=電機轉矩系數(shù)乘以電機工程量，所以開卷機張力計算的兩個主要變量是電機扭矩的大小和鋼卷直徑的變化。 4 開卷機恒張力控制 開卷機在工作過程中，鋼卷外徑由大變小，而開卷機在正常運行過程中應保持帶鋼運行速度穩(wěn)定不變，因此開卷機卷筒的轉速也隨之由低變高，即：N=60iv/D。式中：n為電機轉速；其中D為鋼卷外徑；V為帶鋼速度；I為開卷機的傳動比；為了保證開卷機變化時帶鋼張力恒定，要求開卷機電機的

7、參數(shù)必須隨鋼卷直徑的變換而變化。由于開卷過程中帶鋼的張力要保持恒定，隨著鋼卷外徑由大變小，電機軸上的張力轉矩也由大變小，有：M=TD/2i；其中：M為張力力矩。T為開卷張力；為傳動系統(tǒng)機械效率，因此開卷機轉矩與轉速成反比，通過以上公式可得出功率N=Mn=Const，由上分析在轉速和轉矩變化中，開卷機的負載功率不變，即開卷機負載的機械特性是恒功率型。 從電機學知道，開卷機處于制動狀態(tài)時，產(chǎn)生阻力矩M與磁通，電機電樞電流I有如下關系：M=CMI 式中，CM為電機轉矩系數(shù)，是常數(shù)把公式組合化簡：TD/2i=M= CMI；T=2 iCMI/D；式中K=2 iCM為常數(shù)在基數(shù)以下時=C，那么T=KCI/D式中，K1=KC，為常數(shù)，可見在基數(shù)以下只要保證開卷機電流隨鋼卷直接D成比例變化即可實現(xiàn)張力恒定。在基速以上時為弱磁階段，此過程實際上是電機反電勢E恒調(diào)節(jié)的過程，即反電勢E保持不變，由電機學可知E=Cen，由此可見，與n之間的關系為：=E/Cen。式中、Ce為電勢常數(shù)，將其代入T的表達式得：T=KPAII/D=KEI/Ce*n*D。鋼卷直接D與帶鋼線速度V以及開卷機轉速n的關系為：D=60V/n ；代入得：T=I/V=k2I/V；K2=KE/60Ce為常數(shù)。由此可得，在基速以上，保證開卷機電樞電流I隨帶鋼線速度V成正比例變化，可實現(xiàn)恒張力控制。 結語 入口張力控制的效果是提高生產(chǎn)