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[摘要]結(jié)合濟(jì)鋼熱連軋廠粗軋工藝部分的實(shí)際應(yīng)用情況，介紹了一種建立在四輥可逆水平軋機(jī)和立輥軋機(jī)間的微張力控制系統(tǒng)的構(gòu)成和實(shí)現(xiàn)方法，并分析了實(shí)際應(yīng)用效果。
[關(guān)鍵詞] 微張力；粗軋機(jī)；立輥軋機(jī)；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(jī)多機(jī)架間張力控制技術(shù)、精軋機(jī)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(jìn)入成熟應(yīng)用的階段。但是目前在粗軋機(jī)單機(jī)架軋制中，張力控制的應(yīng)用還很不成熟，應(yīng)用上還在試驗(yàn)階段。
        本文介紹一種目前在生產(chǎn)中應(yīng)用的粗軋單機(jī)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(biāo)的要求不需要精確，熱連軋帶材時(shí)不宜采用大張力，所以這里采用的是微張力的開(kāi)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(shè)備，適當(dāng)改善中間坯寬度和平直度，以利于精軋軋制，而且可以適當(dāng)起到調(diào)整軋機(jī)主電機(jī)負(fù)荷的作用。

1 工藝設(shè)備
        熱連軋粗軋機(jī)的布置采用一架四輥可逆水平軋機(jī)，軋機(jī)前帶小立輥。軋制工藝流程一般采用三道次的往復(fù)半連續(xù)式軋制。小立輥軋機(jī)的作用主要控制板卷的寬度，同時(shí)也起著對(duì)準(zhǔn)軋制中心線的作用[1]。水平輥機(jī)架和立輥機(jī)架的壓下規(guī)程由計(jì)算機(jī)通過(guò)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行設(shè)定，速度規(guī)程也按一定程序進(jìn)行控制。由于立輥與水平輥形成連軋關(guān)系，為了補(bǔ)償水平輥輥徑變化及適應(yīng)水平輥壓下量的變化，所以要求立輥必須能進(jìn)行調(diào)速。立輥軋機(jī)采用上傳動(dòng)的型式，萬(wàn)向接軸式連接。立輥的傳動(dòng)調(diào)速控制系統(tǒng)采用西門(mén)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(chǔ)自動(dòng)化級(jí)控制器采用GE Fanuc公司的 PAC SystemTM RX7i系列作為主控制器，傳動(dòng)調(diào)速控制系統(tǒng)采用西門(mén)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?；A(chǔ)自動(dòng)化與調(diào)速控制器采用現(xiàn)場(chǎng)總線Profibus-DP進(jìn)行通訊。
2.2控制方案
在四輥水平軋機(jī)和小立輥軋機(jī)之間建立張力，張力的大小由兩者速度差決定，通過(guò)調(diào)節(jié)立輥軋機(jī)的速度控制張力大小。對(duì)于傳動(dòng)設(shè)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(jī)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(duì)速度控制器的輸出進(jìn)行限幅，降低電動(dòng)機(jī)的輸出電磁轉(zhuǎn)矩，減小電動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速，進(jìn)而達(dá)到建立軋機(jī)間速度差，實(shí)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(shí)間作為數(shù)據(jù)采集的周期，立輥咬鋼后延時(shí)一段時(shí)間開(kāi)始立輥電機(jī)轉(zhuǎn)矩實(shí)際值采集，共采集12點(diǎn)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(diǎn)數(shù)據(jù)通過(guò)累加，比較，求均值等計(jì)算得出最后的轉(zhuǎn)矩鎖定值。計(jì)算公式如下：
(ΣTsum-Tmax-Tmin)/10=Tlock
其中：ΣTsum——為轉(zhuǎn)矩實(shí)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(jì)算所得的轉(zhuǎn)矩鎖定值作為轉(zhuǎn)矩限幅值傳給傳動(dòng)系統(tǒng)控制其輸出的電磁轉(zhuǎn)矩，控制電機(jī)轉(zhuǎn)速。另外對(duì)轉(zhuǎn)矩限幅值[2]的大小也做了限幅處理，防止傳動(dòng)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(shí)間，使得系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)有張力和無(wú)張力的平穩(wěn)過(guò)渡，對(duì)立輥電機(jī)轉(zhuǎn)矩的進(jìn)行及時(shí)的補(bǔ)償，防止故障發(fā)生。其作用是對(duì)轉(zhuǎn)矩限幅環(huán)節(jié)的投入和切除進(jìn)行控制。
3 應(yīng)用效果
        在進(jìn)行微張力控制中，由于張力的實(shí)際值很難測(cè)量，因此采用間接的方法觀測(cè)張力作用效果。這里主要依據(jù)軋機(jī)后測(cè)寬儀提供的寬度偏差波形圖和軋機(jī)負(fù)荷情況來(lái)分析微張力控制的效果。圖2 所示為轉(zhuǎn)矩限幅值在1000Nm時(shí)寬度偏差的波形圖。可見(jiàn)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(jī)電動(dòng)機(jī)的負(fù)荷隨之降低，從而延長(zhǎng)了設(shè)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(dòng)機(jī)負(fù)荷

4 結(jié)束語(yǔ)
微張力控制在粗軋機(jī)的應(yīng)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(xiàn)]
[1] 王廷溥 齊克敏 金屬塑性加工學(xué)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）