CN100428098C - 300系不锈钢卷取变张力控制技术 - Google Patents

300系不锈钢卷取变张力控制技术 Download PDF

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Abstract

本发明的300系不锈钢卷取变张力控制技术，属热轧带钢卷取控制技术领域，是由两级计算机控制变张力不锈钢卷取，特点在于：由二级计算机完成下送不同钢种的张力设定值、变张力系数值及区分标志等，由一级计算机完成卷取变张力控制，实现热连轧带钢卷取的自动控制生产，该技术的优点有：1.较好地解决了热连轧卷取带钢头部内部应力分配和释放问题；2.能改善带钢卷取的板形，特别是头部板形不良问题；3.解决了卷取机卷筒电机过电流问题，节省了设备投资；4.还为下步不锈钢300系冷轧的质量提高提供了保障，可改善冷轧不锈钢头部板形不良问题。本发明的热连轧300系不锈钢卷取张力控制技术先进，控制稳定可靠，值得在轧钢生产中推广使用。

Description

300系不锈钢卷取变张力控制技术
一.技术领域
本发明公开的300系不锈钢卷取变张力控制技术，属热轧带钢卷取控制技术领域，具体涉及热连轧300系不锈钢卷取变张力控制方法。
二.背景技术
热连轧卷取带钢头部内部热应力分布、分配、释放问题，以及由此影响带钢宏观的板形问题和影响带钢微观金相结构和所涉及的材质与性能问题，是轧钢生产遇到的难题，它不仅涉及晶体、金相、分子学、热力学等多学科理论，而且在实际轧钢生产中面对复杂的环境，存在着许多不稳定或多变的因素。我们在300系不锈钢生产中，遇到带钢卷取板形一直不是太好，尤其是带钢头部较为严重。因此改善卷取板形是我们工作的目标，经验得知：热轧卷取带钢张力的控制是技术的关键之一，另外热轧卷取机卷取张力设定值过大，又易造成带钢尾部时卷筒电机过电流掉电。从这两方面入手，经过反复研究，使热连轧300系不锈钢卷取变张力控制方法获得成功。这项方法的研究成功，较好地解决了热连轧卷取带钢头部内部应力分配和释放问题，使热连轧带钢卷取后板形有了较大的改善；也解决了卷取机卷筒电机过电流问题，提高了设备保全、安全运行率；还为下步不锈钢300系的冷轧质量提供了保障，解决了冷轧不锈钢头部板形不良问题，降低了带钢冷轧的故障率。本发明的热连轧300系不锈钢卷取张力控制方法先进，它使设备运行稳定，带钢卷取的板形、卷形和质量提高，值得应用推广。
三.发明内容
本发明目的是：向社会提供这种300系不锈钢卷取变张力控制方法，为我国的轧钢生产和技术提高做些工作。
本发明的技术方案内容如下：不锈钢卷取张力自动控制方法是：由计算机按照不同钢种标志的卷取张力设定值自动控制卷取机的工况运行，进行连轧带钢卷取的自动控制方法，这种300系不锈钢卷取变张力控制方法，技术特点在于：所述的300系不锈钢卷取变张力控制方法是：由二级计算机实现或完成下送300系热连轧不锈钢的张力设定值、变张力系数及区分标志；所述的由二级计算机完成下送区分钢种的标志和张力设定值Tset、变张系数T等，是把下送的区分钢种的标志和张力设定值Tset、变张系数T等，建立成表格模型，其表格模型示意如下：表1给出部分主要设定值内容：
  钢种规格   张力设定值N/mm<sup>2</sup>T<sub>set</sub>   变张系数T   厚度mm
  301薄料、宽料   12.8   1.15   3.0
  301薄料、窄料   11.4   1.15   3.0
  301厚料、宽料   10.9   1.15   5.0
  301厚料、窄料   9.4   1.15   5.0
  304薄料、宽料   12.8   1.28   3.0
  304薄料、窄料   11.4   1.15   3.0
  304厚料、宽料   10.9   1.28   5.0
  304厚料、窄料   9.4   1.15   5.0
由一级计算机实现卷取变张力控制，其中变张系数值按公式(1)计算：Tn＝＝Tn-1+Ta/T1×Xn，(1)式中：
Tn：采样时刻n的变张力系数值，变张力系数初始值T0＝＝1，且Tn≥1/T，T为设定的变张力系数；
Tn-1：采样时刻n-1的变张力系数值；
Xn：采样时刻n的变张值，变张开始后取值为-1～-10范围；
Ta：计算机CPU的采样周期毫秒：ms；
T1：经验得出的扫描时间毫秒：ms；
而变张力控制值按公式(2)Tqn＝＝Tset与公式(3)Tqn＝＝Tset×Tn选取，公式中：Tset是张力设定值N/mm2，Tqn为张力控制值，Lj变张力控制基准值米(M)：当带钢卷取头部长度L＜Lj时采用公式(2)；带钢卷取头部长度L≥Lj时采用公式(3)。
根据以上所述的300系不锈钢卷取变张力控制方法，技术特点还有：所述的变张力系数值公式(1)中的Ta采样周期的选择范围是：2毫秒(ms)～2秒(s)；T1扫描时间的选择范围是：1秒(s)～10秒(s)，扫描时间由反复实验经验确定。
根据以上所述的300系不锈钢卷取变张力控制方法，技术特点还有：所述的Lj变张力控制基准值的选择范围是：10米(M)～200米(M)。
根据以上所述的300系不锈钢卷取变张力控制方法，详细技术特点有：所述的自动控制带钢变张力卷取运行是自动控制卷取机的运行，再详细说是自动控制卷取机卷筒电机的运行，更详细说是自动控制卷取机卷筒电机的电流变化，即按变张力变化去控制卷筒电机的电流变化。
根据以上所述的300系不锈钢卷取变张力控制方法，详细技术特点还有：所述的一级计算机实现卷取变张力控制的软件程序之主程序是：卷取开始→卷取负荷继电器接通→卷取进入张力控制→是变张点吗？→卷取投入变张力控制→卷取结束。其中所述的变张点就是运行的变张力控制基准值Lj米(M)的点。以上两级计算机控制***的框图由图2示意，关于计算机控制技术可用公知的技术内容设计和实现。
本发明的300系不锈钢卷取变张力控制方法的优点很多：1.较好地解决了热连轧卷取带钢头部内部应力分配和释放问题；2.能改善带钢卷取的板形，特别是头部板形不良问题；3.解决了卷取机卷筒电机过电流问题，节省了设备投资；4.还为下步不锈钢300系冷轧的质量提高提供了保障，可改善冷轧不锈钢头部板形不良问题。本发明的热连轧300系不锈钢卷取张力控制方法先进，控制稳定可靠，值得在轧钢生产中推广使用。
四.附图说明
本发明的说明书附图共有3幅：
图1是带钢卷取过程示意图；
图2是300系不锈钢卷取变张力控制方法的计算机***示意框图；
图3是300系不锈钢卷取变张力控制方法的软件程序之主程序示意框图。
在各图中：1.工作辊；2.支撑辊；3.带钢；4.卷取机；5.二级计算机；6.一级计算机；7.被控制***；8.卷取开始；9.卷取电机继电器接通；10.卷取进入张力控制；11.是变张点吗？12.卷取投入变张力控制；13.卷取结束。
五.具体实施方案
本发明的非限定实施例如下：
实施例一.300系不锈钢卷取变张力控制方法
本实施例的300系不锈钢卷取变张力控制方法应用于轧制钢种规格为不锈钢301(薄料、宽料)生产，区分钢种的标志和张力设定值(Tset)、变张系数(T)等，按表1中第一行给出的设定值内容取用：张力设定值N/mm2 Tset：取12.8、变张系数T：取1.15、厚度为3.0mm等，区分钢种的标志和各个设定值按表均由二级计算机完成下送任务。由一级计算机实现卷取变张力控制，其中变张力系数值按公式(1)计算：Tn＝＝Tn-1+Ta/T1×Xn，(1)式中：Tn：采样时刻n的变张力系数值(变张力系数初始值T0＝＝1，且Tn≥1/T，T为设定的变张力系数值(见表1)；Tn-1：采样时刻n-1的变张力系数值；Xn：采样时刻n的变张值，该例中变张开始后取其值为-1；Tn：计算机CPU的采样周期毫秒，本例中Ta选用2ms；T1：经验得出的扫描时间毫秒，本例中T1选用1s；而变张力控制值按公式(2)Tqn＝＝Tset与公式(3)Tqn＝＝Tset×Tn选取，公式中：Tset是张力设定值，Tqn为张力控制值，Lj变张力控制基准值米，本本例中Lj选用150M，当带钢卷取头部长度L＜Lj时采用公式(2)；带钢卷取头部长度L≥Lj时采用公式(3)。由此，一级计算机按该例的各选用值应用公式(1)、(2)、(3)进行计算，准确实现卷取变张力控制，由两级计算机完成不锈钢301(薄料、宽料)变张力自动控制热连轧带钢卷取生产。由图2示出：二级计算机5、一级计算机6和被控制生产设备***7之间的控制框图。图3则示出301(薄料、宽料)不锈钢卷取变张力控制技术的软件程序之主程序框图，主程序有：卷取开始8→卷取负荷继电器接通9→卷取进入张力控制10→是变张点吗11→卷取投入变张力控制12→卷取结束13。关于计算机控制技术可用公知的技术内容设计和实现，只要能实现或完成制热连轧带钢301(薄料、宽料)卷取变张力自动控制生产的均可采用。变张力自动控制热连轧带钢301(薄料、宽料)卷取生产过程则由图1示意，所述的自动控制带钢3由精轧机轧出(只示出工作辊1、支撑辊2)，并由变张力自动控制卷取机4的运行，再详细说是自动控制卷取机4的卷筒电机的运行，更详细说是自动控制卷取机4的卷筒电机的电流变化，即按变张力变化去控制卷筒电机的电流变化。
实施例二.300系不锈钢卷取变张力控制方法
本实施例的300系不锈钢卷取变张力控制方法与实施例一不同的是：1.本实施例的300系不锈钢卷取变张力控制方法应用于轧制钢种规格为不锈钢301(薄料、窄料)生产；2.区分钢种的标志和张力设定值(Tset)、变张系数(T)等，按表1中第二行给出的设定值内容取用：张力设定值N/mm2 Tset：取11.4、变张系数T：取1.15、厚度为3.0mm等；3.Xn：采样时刻n的变张值，该例中变张开始后取其值为-2；Ta：计算机CPU的采样周期毫秒，本例中Ta选用20ms；T1：经验得出的扫描时间毫秒，本例中T1选用3s；Lj变张力控制基准值米，本例中Lj选用200M；其余未述的，全同于实施例一中所述的，不再重述。
实施例三.300系不锈钢卷取变张力控制方法
本实施例的300系不锈钢卷取变张力控制方法与实施例一、实施例二不同的是：1.本实施例的300系不锈钢卷取变张力控制方法应用于轧制钢种规格为不锈钢301(厚料、宽料)生产；2.区分钢种的标志和张力设定值(Tset)、变张系数(T)等，按表1中第三行给出的设定值内容取用：张力设定值N/mm2 Tset：取10.9、变张系数T：取1.15、厚度为5.0mm等；3.Xn：采样时刻n的变张值，该例中变张开始后取其值为-4；Tn：计算机CPU的采样周期毫秒，本例中Ta选用100ms；T1：经验得出的扫描时间毫秒，本例中T1选用5s；Lj变张力控制基准值米，本例中Lj选用100M；其余未述的，全同于实施例一中、实施例二中所述的，不再重述。
实施例四.300系不锈钢卷取变张力控制方法
本实施例的300系不锈钢卷取变张力控制方法与实施例一～实施例三不同的是：1.本实施例的300系不锈钢卷取变张力控制方法应用于轧制钢种规格为不锈钢301(厚料、窄料)生产；2.区分钢种的标志和张力设定值(Tset)、变张系数(T)等，按表1中第四行给出的设定值内容取用：张力设定值N/mm2 Tset：取9.4、变张系数T：取1.15、厚度为5.0mm等；3.Xn：采样时刻n的变张值，该例中变张开始后取其值为-6；Ta：计算机CPU的采样周期毫秒，本例中Ta选用500ms；T1：经验得出的扫描时间毫秒，本例中T1选用7s；Lj变张力控制基准值米，本例中Lj选用120M；其余未述的，全同于实施例一中～实施例三中所述的，不再重述。
实施例五.300系不锈钢卷取变张力控制方法
本实施例的300系不锈钢卷取变张力控制方法与实施例一～实施例四不同的是：1.本实施例的300系不锈钢卷取变张力控制方法应用于轧制钢种规格为不锈钢304(薄料、宽料)生产；2.区分钢种的标志和张力设定值(Tset)、变张系数(T)等，按表1中第五行给出的设定值内容取用：张力设定值N/mm2 Tset：取12.8、变张系数T：取1.28、厚度为3.0mm等；3.Xn：采样时刻n的变张值，该例中变张开始后取其值为-8；Ta：计算机CPU的采样周期毫秒，本例中Ta选用800ms；T1：经验得出的扫描时间毫秒，本例中T1选用9s；Lj变张力控制基准值米，本例中Lj选用70M；其余未述的，全同于实施例一中～实施例四中所述的，不再重述。
实施例六.300系不锈钢卷取变张力控制方法
本实施例的300系不锈钢卷取变张力控制方法与实施例一～实施例五不同的是：1.本实施例的300系不锈钢卷取变张力控制方法应用于轧制钢种规格为不锈钢304(薄料、窄料)生产；2.区分钢种的标志和张力设定值(Tset)、变张系数(T)等，按表1中第六行给出的设定值内容取用：张力设定值N/mm2 Tset：取11.4、变张系数T：取1.15、厚度为3.0mm等；3.Xn：采样时刻n的变张值，该例中变张开始后取其值为-10；Ta：计算机CPU的采样周期毫秒，本例中Ta选用1s；T1：经验得出的扫描时间毫秒，本例中T1选用10s；Lj变张力控制基准值米，本例中Lj选用10M；其余未述的，全同于实施例一中～实施例五中所述的，不再重述。
实施例七.300系不锈钢卷取变张力控制方法
本实施例的300系不锈钢卷取变张力控制方法与实施例一～实施例六不同的是：1.本实施例的300系不锈钢卷取变张力控制方法应用于轧制钢种规格为不锈钢304(厚料、宽料)生产；2.区分钢种的标志和张力设定值(Tset)、变张系数(T)等，按表1中第七行给出的设定值内容取用：张力设定值N/mm2 Tset：取10.9、变张系数T：取1.28、厚度为5.0mm等；3.Xn：采样时刻n的变张值，该例中变张开始后取其值为-3；Ta：计算机CPU的采样周期毫秒，本例中Ta选用300ms；T1：经验得出的扫描时间毫秒，本例中T1选用2s；Lj变张力控制基准值米，本例中Lj选用40M；其余未述的，全同于实施例一中～实施例六中所述的，不再重述。
实施例八.300系不锈钢卷取变张力控制方法
本实施例的300系不锈钢卷取变张力控制方法与实施例一～实施例七不同的是：1.本实施例的300系不锈钢卷取变张力控制方法应用于轧制钢种规格为不锈钢304(厚料、窄料)生产；2.区分钢种的标志和张力设定值(Tset)、变张系数(T)等，按表1中第八行给出的设定值内容取用：张力设定值N/mm2 Tset：取9.4、变张系数T：取1.15、厚度为5.0mm等；3.Xn：采样时刻n的变张值，该例中变张开始后取其值为-9；Ta：计算机CPU的采样周期毫秒，本例中Ta选用700ms；T1：经验得出的扫描时间毫秒，本例中T1选用8s；Lj变张力控制基准值米，本例中Lj选用180M；其余未述的，全同于实施例一中～实施例七中所述的，不再重述。

Claims (7)

1.一种300系不锈钢卷取变张力控制方法，是由计算机控制卷取机进行连轧带钢卷取的自动控制方法，特征在于：所述的300系不锈钢卷取变张力控制方法是：由二级计算机实现或完成下送300系热连轧不锈钢带的张力设定值、变张力系数值及区分标志；由一级计算机实现卷取变张力控制，其中变张力系数值按公式(1)计算：Tn＝＝Tn-1+Ta/T1×Xn，(1)式中：
Tn：采样时刻n的变张力系数值，变张力系数初始值T0＝＝1，且Tn≥1/T，T为设定的变张力系数；
Tn-1：采样时刻n-1的变张力系数值；
Xn：采样时刻n的变张值，变张开始后取值为-1～-10范围；
Ta：计算机CPU的采样周期：ms；
Tl：经验得出的扫描时间：ms；
而变张力控制值按公式(2)Tqn＝＝Tsct与公式(3)Tqn＝＝Tset×Tn选取，公式中：Tsct是张力设定值，Tqn为张力控制值，Lj变张力控制基准值M：当带钢卷取头部长度L＜Lj时采用公式(2)；带钢卷取头部长度L≥Lj时采用公式(3)。
2.根据权利要求1所述的300系不锈钢卷取变张力控制方法，特征在于：所述的变张力系数值公式(1)中的Ta采样周期的选择范围是：2ms～1s；T1扫描时间的选择范围是：1s～10s。
3.根据权利要求2所述的300系不锈钢卷取变张力控制方法，特征在于：所述的Lj变张力控制基准值的选择范围是：10M～200M。
4.根据权利要求3所述的300系不锈钢卷取变张力控制方法，特征在于：所述的自动控制带钢变张力卷取运行是自动控制卷取机的运行。
5.根据权利要求4所述的300系不锈钢卷取变张力控制方法，特征在于：所述的自动控制带钢变张力卷取运行是自动控制卷取机卷筒电机的运行。
6.根据权利要求5所述的300系不锈钢卷取变张力控制方法，特征在于：所述的自动控制带钢变张力卷取运行是自动控制卷取机卷筒电机的电流变化。
7.根据权利要求6所述的300系不锈钢卷取变张力控制方法，特征在于：所述的一级计算机实现卷取变张力控制的软件程序之主程序是：卷取开始→卷取负荷继电器接通→卷取进入张力控制→是变张点吗→卷取投入变张力控制→卷取结束。
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