[发明专利]一种避免单机架冷轧带钢平整机S辊打滑的控制方法

说明书

本发明提供一种避免单机架冷轧带钢平整机S辊打滑的控制方法，属于冶金自动化技术领域。该方法根据平整带钢厚度的不同，对S辊控制模式进行转矩控制模式和速度控制模式切换，使S辊不打滑。转矩控制模式，给S辊一个超前(出口S辊)或滞后(入口S辊)于带钢的速度，然后对其转矩进行张力限幅，使其工作于转矩闭环；速度控制模式，即以实测带钢速度作为S辊给定速度，同时对S辊转矩进行较小限幅，这样就能保证在平整厚度较薄带钢时，S辊不产生打滑现象。该方法既能满足平整厚带钢时所需的大张力，又能避免在平整薄带钢时S辊打滑的问题。

技术领域

本发明涉及冶金自动化技术领域，特别是指一种避免单机架冷轧带钢平整机S辊打滑的控制方法。

背景技术

平整过程是冷轧带钢退火后的一道工序，其目的是为了消除材料的屈服平台，改善带钢表面粗糙度，矫正带钢板形等，因此，平整工序质量控制的好坏将直接影响产品的使用效果。

平整机质量控制主要包括延伸率控制、张力控制、板形控制和表面质量控制。冷轧平整机组按照工艺要求，需要建立较大的机前、机后张力，为了避免开卷机和卷取机设备的重型化，在平整机前后均配置有S辊，作为张力辊来使用，其目的之一就是为了利用S辊增大平整机前、后张力。根据平整机组S辊的设计目的，在平整较厚退火带钢时，平整机组需要较大的前后张力，此时带钢作用在S辊表面的作用力就较大，S辊与带钢表面的摩擦力就大，因此不易产生打滑情况，并且S辊可以为机组提供一定的张力值。然而，在平整较薄退火带钢时，尤其是0.5mm及以下厚度，平整机组需要的张力就较小，此时，带钢作用在S辊表面的作用力较小，S辊与带钢表面摩擦力也就较小，因此容易产生打滑现象。若S辊在生产过程中产生了打滑现象，必定会在带钢表面产生擦划伤，影响了带钢表面质量，严重时导致产品不合格。所以，避免S辊打滑现象的出现，是提高表面质量的关键。

对于平整0.5mm及以下厚度的退火带钢，开卷机和卷取机的设备能力可以提供机组所需的张力，该种情况下，S辊无需为机组提供张力，仅作为转向辊使用即可。所以要根据产品厚度的不同，对S辊控制模式进行切换，在厚规格产品生产时，S辊作为张力辊使用，为机组提供一定的张力；在薄规格产品生产时，S辊作为转向辊使用。

在工业生产过程中，避免S辊打滑的一般做法是提高S辊辊面粗糙度，以保证有足够的摩擦力避免其打滑，但是由于带钢与S辊辊面材质硬度的不同，随着生产的进行，S辊辊面粗糙度会逐渐减小，S辊打滑概率逐渐增大，该方法成本高，换辊周期短，可行性差，不能彻底解决打滑问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种避免单机架冷轧带钢平整机S辊打滑的控制方法，该方法根据带钢厚度的不同，对S辊控制模式进行切换，实现避免S辊打滑的目的。

该方法根据平整带钢厚度的不同，对S辊控制模式在转矩控制模式和速度控制模式之间进行切换，其中，转矩控制模式为给S辊一个超前或滞后于带钢的速度，然后对其转矩进行张力限幅，使其工作于转矩闭环；速度控制模式为以实测带钢速度作为S辊给定速度，同时对S辊转矩进行较小限幅。

该方法具体包括步骤如下：

S1：根据欧拉公式，在开卷机或卷取机与S辊间张力T₀下，计算S辊间和S辊与平整机间的最大张力：

其中，T₀为开卷机或卷取机与S辊间张力，T₁为上下S辊间的最大张力，T₂为S辊与平整机间最大张力，μ₁为下S辊辊面摩擦系数，α₁为下S辊处带钢包角，μ₂为上S辊辊面摩擦系数，α₂为上S辊处带钢包角，λ₁、λ₂为张力补偿系数，根据经验一般取值为0.6～1.0。

S2：计算上下S辊能够提供的最大张力及两者之间的比例关系：