[发明专利]一种冷轧带钢板形辊包角在线计算方法

说明书

技术领域

本发明属于冷轧带钢板形控制技术领域，尤其涉及一种冷轧带钢板形辊包角在线计算方法。

背景技术

随着我国国民经济的发展，对于冷轧带钢产品的需求量和质量要求都在显著提高。冷轧企业为了自身的经济效益和市场竞争力，都投入了大量人力和物力进行轧制过程质量控制技术的研发。在冷轧带钢产品的质量考核指标中，板形质量是一个非常重要的方面。为了提高带钢产品的板形质量，先进的冷轧生产机组一般会配备板形控制系统来实现板形在线控制功能。要实现板形在线控制，就必须配备板形检测设备来进行板形的在线测量。目前为止在实际生产中得到广泛应用的板形检测设备是接触式板形仪，它的工作原理是将安装有若干个传感器件的板形辊安装于轧机出口的板带下方，实时检测带钢对不同部位传感器的径向压力，依据带钢内部张应力与带钢对板形辊的径向压力之间的物理关系换算出带钢横向不同部位的内部张应力大小，进而得到出口带钢的板形分布值，最终将测量的板形分布值送入板形控制单元计算出轧机板形调控机构的调节量，完成冷轧带钢板形闭环反馈控制。

值得指出的是，在进行径向压力到内部张应力转换时，需要涉及到冷轧带钢对板形辊的包角大小。对于在板形辊与卷取机之间安装有导向辊的生产机组，板形辊包角值是恒定不变的，只需要在现场测量各个机械设备之间的距离后即可通过几何公式计算板形辊包角值。由于现场空间的限制，很多冷轧机组的板形辊和卷取机之间并没有配备导向辊，因而板形辊包角值会随着带钢的卷取直径变化而不断变化。对于这种情况，就必须能够在线获得带钢的卷取直径，进而计算出实时的板形辊包角值。工程中可以利用理论的带钢卷取直径计算方法来进行带钢卷取直径的在线计算，其优点是不需要借助任何外部设备即能实现卷径计算，但是也存在显著的缺点：它忽略了带钢厚度的不均匀性、实际轧制速度波动、带钢间隙存在等影响卷径计算值精度的外部因素，导致它的卷径计算误差过大，并不能满足高精度的板形测量需求。工程中另外一种带钢卷取直径获取方法是基于外部测量元件的卷径计算方法，通过对轧制机组新增激光测量仪、声纳测量仪等设备，可以很容易的在线获取带钢的卷取直径值。但是，由于这种外部测量设备往往成本过高，一般在冷轧生产线上很少使用；此外，由于现场环境比较复杂，比如可能出现转向辊打滑、卷取的钢卷重心可能偏心、灰尘水汽可能影响超声波测量的精度等等，另外测量设备也有可能出现故障，因而基于外部测量元件的卷径计算方法常常也不能满足测量精度要求。

另一方面，现有冷轧机组通常配备一些测量装置，例如轧机出口处激光测速仪用来测量轧机出口带钢线速度，与卷取电机相连接的脉冲发生器用来测量卷取机转速等。因此，如果能充分发挥已有测量装置的扩展功能，在不增加机组任何新增测量设备投资的条件下，研发出一种精度高并且抗干扰能力强的冷轧带钢板形辊包角在线计算方法，是提高冷轧带钢板形检测和控制质量的必要条件和现实需求，进而有效解决冷轧带钢生产过程中由于带钢对板形辊的包角计算不准确而造成板形检测结果失真，导致出口带钢板形控制效果变坏的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种冷轧带钢板形辊包角在线计算方法，以解决冷轧带钢生产过程中由于带钢对板形辊的包角计算不准确而造成板形检测结果失真，导致出口带钢板形控制效果变坏的技术问题。

本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为：一种冷轧带钢板形辊包角在线计算方法，其特征在于：它包括以下步骤：

1）带钢穿带并在卷取机上开始卷取后，通过安装在轧机出口处的激光测速仪连续性测量出口带钢实时线速度V，并且利用积分器同步计算出带钢实时通过长度L₁；

2）在板形辊投入在线板形检测时，采用等面积法根据带钢实时通过长度L₁计算出钢卷初始直径值D₁，并将D₁作为板形辊投入在线板形检测后钢卷直径输出值D₂的初始值；

3）计算实时钢卷直径D₃：

在板形辊线板形检测过程中，周期性读取安装在轧机出口处的激光测速仪实时测量出口带钢线速度V和与卷取机传动电机相连接的脉冲发生器测量的卷取电机转速n，这里的周期为板形辊正常工作时旋转一周所用的最少时间，然后利用如下公式计算出实时钢卷直径D₃：

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式中，i为卷取机齿轮箱传动比；

带钢相对测量辊滑动或者卷取机电机编码器突发故障时，利用如下公式计算出实时钢卷直径D₃：

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