[发明专利]在线判断连退机组张紧辊组辊面粗糙度下降的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在线判断连退机组张紧辊组辊面粗糙度下降的方法。

背景技术

钢铁企业的冷轧连续退火机组中，带钢张力采用分段控制，这既是通板的需要，更是工艺控制的要求，分段控制的每段张力不尽相同，这就需要张紧辊组将不同的张力段隔开。一般张紧辊组由2-5根辊子构成，分别由马达传动每一根辊子。当张紧辊组前后张力不一致时，其中的张力差就需要通过张紧辊组负荷平衡控制在各辊子间进行分配。张紧辊组负荷平衡控制是使各个张紧辊的负荷尽可能相近或满足一定比例的分配，以使各辊子都能发挥各自的能力，协同完成带钢的张力控制要求。实现这一要求的前提是张紧辊辊面拥有良好的粗糙度，当粗糙度下降到一定程度时，张紧辊组就会出现打滑，甚至满足不了张紧辊组前后张力调控的要求，这对冷轧连续退火机组的正常生产是极其有害的。

在连退机组中，张紧辊组辊子与带钢在接触面上始终处于轻微打滑状态。一方面带钢具有刚性，在经过张紧辊组各个辊子时，带钢速度都是相等的，否则带钢将被拉伸或者堆砌起来；另一方面由于设备本身和控制的原因，张紧辊组各个辊子的速度无法做到完全一致，细微的差别始终存在。那么带钢即使与其中一根辊子保持速度严格一致，也将注定与其余的辊子存在速度差。因此辊面与带钢的轻微打滑状态始终存在。在此基础上张紧辊组辊面与带钢的摩擦均可认为是滑动摩擦，而滑动摩擦与张紧辊组辊面粗糙度紧密相关，因此张紧辊组辊面粗糙度的在线判断至关重要，否则严重影响连退机组的正常运行及带钢的生产质量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种在线判断连退机组张紧辊组辊面粗糙度下降的方法，利用本方法实时判断张紧辊组的辊面粗糙度，为带钢的正常生产提供可靠依据，确保连退机组的正常运行及带钢的生产质量。

为解决上述技术问题，本发明在线判断连退机组张紧辊组辊面粗糙度下降的方法包括如下步骤：

步骤一、冷轧连续退火机组中，张紧辊组辊子与带钢在接触面上始终处于轻微打滑状态，张紧辊辊面与带钢的摩擦为滑动摩擦，根据滑动摩擦公式，

则摩擦力为                                                                         （1）

式中：为滑动摩擦系数，N为带钢的正压力，

其中与辊面和带钢的粗糙度有关，一般情况下带钢的粗糙度是一恒值，那么的变化取决于辊面粗糙度的变化，N与带钢的张力成正比，于是可直接将带钢张力等同于N值；

步骤二、根据电机拖动原理，得到：

                    （2）

式中：为电机的电磁转矩，为电机负载转矩，为转动惯量， 为电机角速度，为时间，

此外电机在额定转速前，其电磁转矩与电机电流有关，而与电机转速无关，

得到           T_e=C_mIΦ                         （3）

式中：C_m为电机转矩时间常数，I为电机电流，Φ为电机磁场强度，

因此电磁转矩T_e随电机电流而定，电磁转矩不变则电机电流就不变；

电机负载转矩                              （4）

式中：R为辊子半径；

步骤三、结合公式（1）至公式（4）得到电机电流：

                        （5）

在冷轧连续退火机组稳定运行时，电机角速度不变，

则公式（5）简化为                     （6）

式中：C₁、C₂是与C_m、Φ、R、J、相关的常数；

步骤四、针对张紧辊辊面与带钢的滑动摩擦，对于两个不同摩擦系数、()，且带钢张力在[,]区间内波动，则两个不同摩擦系数下的电机电流分别为和，根据公式（6）可得到和将分别在[,]和[,]内波动，且的波动范围小于的波动范围；

步骤五、在冷轧连续退火机组稳定运行时，采集张紧辊组旁测张辊的张力数据{N₁、N₂、N₃、...、N_m}和张紧辊组辊子驱动电机电流数据{I₁、I₂、I₃、...、I_n}，并令：