[发明专利]一种热轧卷取张力的控制方法

说明书

技术领域

本发明适用于热连轧卷取工艺，主要用于薄规格高温热轧带钢，具体地，涉及一力控制方法，更具体地，涉及一种热轧卷取张力的控制方法。

背景技术

卷取机是热轧生产线的重要设备，用于将轧制的成品热轧带钢卷成钢卷。卷取机位于精轧机组2后，为热连轧生产线的最后一道工序。如图1所示，卷取机1主要包括辊道11、侧导板12、夹送辊13、三根助卷辊14和卷筒15等主要设备。其中辊道11主要负责将带钢由精轧机组输送至卷取机。侧导板12主要作用是对中带钢。夹送辊13的主要作用是在头部咬钢阶段对带钢施加一定的夹紧力，同时对其实施第一次弯曲变形；在尾部卷取阶段对带钢施加稳定的张力，以保证良好的卷形质量。助卷辊14帮助弯曲带钢，并使带钢紧紧缠绕上卷筒15。卷筒15是卷取机的核心设备，在带钢缠绕上后，对其施加前向张力，以确保卷形质量合格。

为保证卷形良好，卷取过程中必须对带钢施加一定的张力。为此，卷取机的工作过程中主要有两种控制方式，即速度控制和张力控制，这两种控制方式在一定条件下进行转换。

如图2所示，以卷筒15为例其控制内容如下：当精轧机组2的第一机架211咬入带钢4，位于第一机架211下方的机架带钢检测设备22检测到第一机架211咬钢，精轧基础自动化计算机27将第一机架211咬钢信号发送给上位机3，上位机3将带钢4规格品种数据下发给卷取机1的基础自动化计算机16，卷筒用CPU101收到带钢4规格品种数据后，计算出卷筒电机106应输出的卷筒速度设定值102和卷筒力矩设定值103。将设定的卷筒速度设定值102和卷筒力矩设定值103送到卷筒控制转换开关104，供卷筒电机控制设备105控制卷筒电机106运行，卷筒电机106通过卷筒变速箱107向卷筒15输出张力以卷取带钢4。

如果当前为速度控制，则卷筒电机控制设备105接收卷筒速度设定值102为输入值，进行对卷筒电机106的速度控制，输出设定转速；如果当前为张力控制，则卷筒电机控制设备105接收卷筒力矩设定值103为输入值，进行对卷筒电机106的张力控制，输出设定张力。由于在卷取过程中，经卷取的带钢4的卷径109会不断增加，所以必须实测卷筒电机106的转速108，并对卷径109进行计算。

同样，如图2所示，以夹送辊13为例其控制内容如下：上位机3将带钢4规格品种数据下发给卷取机1的基础自动化计算机16，夹送辊用CPU111收到带钢4规格品种数据后，计算出夹送辊电机116应输出的夹送辊速度设定值112和夹送辊力矩设定值113。将设定的夹送辊速度设定值112和夹送辊力矩设定值113送到夹送辊控制转换开关114，供夹送辊电机控制设备115控制夹送辊电机116运行，夹送辊电机116通过夹送辊变速箱117向夹送辊13输出张力以卷取带钢4。

如果当前为速度控制，则夹送辊电机控制设备115接收夹送辊速度设定值112为输入值，进行对夹送辊电机116的速度控制，输出设定转速；如果当前为张力控制，则夹送辊电机控制设备115接收夹送辊力矩设定值113为输入值，进行对夹送辊电机116的张力控制，输出设定张力。

根据上述对于夹送辊13和卷筒15的速度控制和张力控制的实现方式，现有技术在卷取一块带钢时的速度控制和张力控制的切换方法包括如下步骤：

1)、卷取机头部速度控制阶段：带钢4头部穿带过程中，辊道11、夹送辊13、卷筒15和助卷辊14均采用速度控制，速度略大于带钢4的运行速度。

2)、卷取机中部张力控制阶段：请参见图3a，当带钢4的头部进入卷取机1缠绕上卷筒15，且张力上升至基础自动化计算机16中的设定张力值后，卷取机1的基础自动化计算机16便确定卷取机张力建立成功，整个建立张力过程结束，随后卷筒15切换为张力控制状态，卷取机进入中部张力控制阶段。此时，张力由卷取机1的卷筒15和精轧机组的第七机架217承担，夹送辊13几乎不承担张力。

3)、卷取机尾部张力控制阶段：请参见图3b，当带钢4的尾部由精轧机组2中的第七机架217抛出后，卷筒15立即切换为速度控制，夹送辊13为张力控制，张力由卷取机组的卷筒15和夹送辊13承担，此时张力是卷筒力矩设定值的75％，直至带钢4卷取完成。