CN101091965A

CN101091965A - 双电机传动冷轧带钢轧机轧制负荷平衡的控制方法

Info

Publication number: CN101091965A
Application number: CN 200610046999
Authority: CN
Inventors: 王义栋; 蔡恒君; 杨忠杰; 高毅; 王军生; 张瑞龙; 王越; 唐伟; 宋蕾
Original assignee: Angang Steel Co Ltd
Current assignee: Angang Steel Co Ltd
Priority date: 2006-06-19
Filing date: 2006-06-19
Publication date: 2007-12-26
Anticipated expiration: 2026-06-19
Also published as: CN100551567C

Abstract

本发明公开一种双电机传动的带钢冷轧机工作辊负荷平衡的控制方法，其特征在于：通过确定轧辊工艺参数、乳化液工艺参数值、动态调整轧制单位张力、压下率以及传动电机升速时的加速度来实现的。本发明通过确定合理的轧辊粗糙度和轧辊使用周期、适合的乳化液工艺参数、乳液流量控制等手段创造出一个适合于上下工作辊变形区不同轧制负荷的摩擦状态。根据工作辊轧制带钢的实际量来动态调整冷连轧机组的压下率、单位张力和传动电机加速度等控制参数来补偿由于过长的使用周期引起的工作辊磨损。通过上述综合控制方法可以明显地提高轧制过程的稳定性，可将由于上下工作辊轧制负荷差引起的电机速度差控制在3％以内。

Description

双电机传动冷轧带钢轧机轧制负荷平衡的控制方法

技术领域

本发明属于轧钢领域，适用于双电机传动的冷轧带钢轧机的生产过程控制，具体是双电机传动冷轧带钢轧机轧制负荷平衡的控制方法。

技术背景

带钢冷轧生产过程中，由于上下辊的轧制工艺参数存在着差异，会造成上下辊轧制变形区内的轧制状态不同。由于上下工作辊的轧制状态不同，使得上下工作辊轧制力、轧制力矩等轧制负荷存在差异。

对于双电机传动的冷轧机控制***中设有上下辊传动的二个电机负荷平衡控制功能。这种电机负荷平衡控制的目的是为了保证上下辊传动电机的电流、电机转矩在轧钢过程中出力一致，否则轧制过程将无法进行。

每一台传动电机的控制***中设有负荷控制内环和速度控制外环，故单独一台工作电机的速度可以被精确控制。但为了满足双传动电机在轧制时的负荷差被控制在一定的范围内，电机的负荷平衡控制通过调整电机的速度来满足上下辊传动电机负荷一致的要求。

这样以来，如果轧制过程中上下辊轧制负荷存在较大的差异，这样会引起上下辊传动电机的负荷存在大的差异，通过电机的负荷平衡控制***的调整会使上下辊电机的速度差明显增加。上下辊电机速度差的增加使得上下工作辊的速度差增加，当上下工作辊的速度差增加到一定值时，轻则带钢表面将产生滑痕缺陷，重则带钢因受到上下辊的搓轧作用而断带造成生产事故。

由于双电机传动的冷轧机存在上述问题，因此近几年来新建的冷轧机普遍采用单电机传动方式。但双电机传动的冷轧机目前仍大量用于实际生产，因此有必要采取适当的方法来克服双电机传动***的上述缺点。

发明内容

针对现有的双电机传动冷轧机生产技术中存在的问题，本发明提出一种综合控制方法，即双电机传动冷轧带钢轧机轧制负荷平衡的控制方法，可以将轧制过程中上下工作辊速度差控制在较小的范围，从而保证轧制过程的稳定，避免产生带钢表面缺陷，不影响正常的轧机生产过程。

本发明的技术方案是这样的，通过确定轧辊工艺参数、乳化液工艺参数值、动态调整轧制单位张力、压下率以及传动电机升速时的加速度来实现的。

本发明的各个参数如下：

轧辊工艺参数包括，工作辊粗糙度、轧辊最大轧制周期以及工作辊配辊直径差的轧辊工艺参数值，

其中，

工作辊表面粗糙度：0.9μm～1.1μm，

最大轧制周期：4200吨，

最大配辊差：4mm。

乳化液工艺参数为：

流量＞5000l/min，

浓度：3.0～3.5％，

PH值：5～8，

电导率＜120μs/cm，

皂化值＞120mg KOH/g，

E.S.I：40～60％，E.S.I表示乳化液的稳定性的物理量，

温度：55～60℃，

压力：8～10Bar，

上下工作辊乳液流量比：0.8～0.85。

轧机出口单位张力控制值为，

当工作辊轧制周期0～2000吨时，单位张力数值为1.0σMpa；

当工作辊轧制周期2000～3000吨时，单位张力数值为1.15σMpa；

当工作辊轧制周期3000～4200吨时，单位张力数值为1.4σMpa。

其中σ为轧机出口单位张力。

轧机出口单位张力控制值，

当工作辊轧制周期0～2000吨时，压下率数值1.0r％，

当工作辊轧制周期2000～3000吨时，压下率数值0.9r％，

当工作辊轧制周期3000～4200吨时，压下率数值0.7r％，

其中r为压下率。

电机升速加速度控制，

当值工作辊轧制周期0～2500吨时，加速度数值1.0m/s²，

当值工作辊轧制周期2500～4200吨时，加速度数值0.6m/s²。

本发明上述参数可采用其中的两种或两种以上或同时采用，对双电机传动冷轧带钢轧机轧制负荷平衡进行控制。

本发明采用计算机自动控制与测量技术、摩擦与润滑状态控制及冷连轧带钢动态轧制规程工艺相结合的方法对冷轧带钢轧制过程中上下工作辊与带钢接触变形区的轧制负荷进行综合控制，以求上下变形区内的轧制力、轧制力矩平衡，减少轧制负荷差，从而减小上下辊传动电机负荷差引起的上下工作辊速度差。通过上述综合控制方法可以明显地提高轧制过程的稳定性，可将由于上下工作辊轧制负荷差引起的电机速度差控制在3％以内。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。

图1为双电机传动轧机示意图，

图2为实施例1工艺条件下轧制过程中传动电机速度实测数据，

图3为实施例2工艺条件下轧制过程中传动电机速度实测数据，

图4为实施例3工艺条件下轧制过程中传动电机速度实测数据。

具体实施方式

如图1所示，2、3为上、下工作辊，1、4为上、下支撑辊，5为钢板，6、7为上下辊传动电机。

本发明通过大量工业实验确定原始工作辊表面粗糙度工作范围：0.9～1.1μm；工作辊最大轧制周期4200吨；上、下工作辊配辊直径差最大值为4mm。在工作辊配辊时，如果上下工作辊直径差大于1mm时大直径工作辊用于上辊，如果直径差小于1mm时表面粗糙度高的轧辊用于上辊。通过大量工业实验确定乳化液工艺参数(表1)：

表1乳化液工艺参数

参数名称	数值
参数名称	数值	流量(l/min)	＞5000
浓度(％)	3.0～3.5	流量(l/min)	＞5000
浓度(％)	3.0～3.5	PH值	5～8
电导率(μs/cm)	＜120	PH值	5～8
电导率(μs/cm)	＜120	皂化值(mg KOH/g)	＞120
E.S.I(％)(表示乳化液的稳定性的物理量)	40～60	皂化值(mg KOH/g)	＞120
E.S.I(％)(表示乳化液的稳定性的物理量)	40～60	温度(℃)	55～60
压力(Bar)	8～10	温度(℃)	55～60

轧制过程中，通过对乳液喷射***设备中阀门的开口度控制，使上工作辊的乳液喷射流量与下工作辊的乳液喷射流量之比为0.8～0.85。

当工作辊的轧制带钢总量发生变化时，根据工作辊的轧制总量动态调整轧机出口单位张力(表2)、压下率(表3)以及上下辊传动电机升速时的加速度(表4)。

表2轧机出口单位张力控制信

轧辊轧制周期(吨)	单位张力数值(Mpa)
轧辊轧制周期(吨)	单位张力数值(Mpa)	0～20002000～30003000～4200	1.0σ1.15σ1.4σ

表3轧机压下率控制值

轧辊轧制周期(吨)	压下率数值(％)
轧辊轧制周期(吨)	压下率数值(％)	0～20002000～30003000～4200	1.0r0.9r0.7r

表4电机升速加速度控制值

轧辊轧制周期(吨)	加速度数值(m/s2)
轧辊轧制周期(吨)	加速度数值(m/s2)	0～25002500～4200	1.00.6

表2和表3中，轧机出口单位张力σ与压下率r不是一个固定值，它们是由控制***计算机模型***根据轧制带钢的钢种、规格通过计算而得。

本发明提出在控制***计算值的基础上，根据轧辊轧制周期对单位张力、压下率和电机升速加速度进行动态修正。

实施例1：

上、下工作辊原始初糙度分别为：0.91μm、0.95μm。带钢轧制时工作辊的轧制带钢总量为1524吨。带钢轧制钢种st12，入口厚度2.19mm，压下率r为20％，板带宽1250mm。轧制过程中轧机出口单位张力σ为120Mpa，加速过程中电机加速度为1m/s²。

乳化液浓度为3.25％，温度为57℃，PH值为6.1，电导率为101μs/cm，皂化值为170mg KOH/g，E.S.I为51％，喷射压力9.1Bar，工作辊乳液喷射流量5140l/min。

在上述工艺参数条件下，带钢轧制过程中上下辊传动电机的转矩与速度实际值如图2。

实施例2：

上、下工作辊原始初糙度分别为：0.98μm、0.94μm。带钢轧制时工作辊的轧制带钢总量为2422吨。带钢轧制钢种spcc，入口厚度2.17mm，板带宽1220mm。计算机设定的初始压下率r为18％，经修正后的压下率为0.9×18％。计算机初始设定的轧机出口单位张力σ为125Mpa，经修正后出口单位张力为1.15×125Mpa，初始设定的电机加速度为1m/s²，修正后的加速度为0.8m/s²。

乳化液浓度为3.5％，温度为58℃，PH值为6.4，电导率为106μs/cm，皂化值为173mg KOH/g，E.S.I为55％，喷射压力9.7Bar，工作辊乳液喷射流量5410l/min。

在上述工艺参数条件下，带钢轧制过程中上下辊传动电机的转矩与速度实际值如图3。

实施例3：

上、下工作辊原始初糙度：1.04μm、1.14μm。带钢轧制时工作辊的轧制带钢总量为3104吨。带钢轧制钢种st12，入口厚度1.15mm，板带宽1225mm。计算机设定的初始压下率r为33％，经修正后的压下率为0.7×33％。计算机初始设定的轧机出口单位张力σ为125Mpa，经修正后出口单位张力为1.4×125Mpa，初始设定的电机加速度为1m/s²，修正后的加速度为0.6m/s²。

乳化液浓度为3.5％，温度为59℃，PH值为7.2，电导率为103μs/cm，皂化值为170mg KOH/g，E.S.I为51％，喷射压力9.3Bar，工作辊乳液喷射流量5141l/min。

在上述工艺参数条件下，带钢轧制过程中上下辊传动电机的转矩与速度实际值如图4。

通过实施例1～实施例3等轧制过程中，上下辊传动电机速度的实际数据可以发现，采用本发明的轧辊工艺参数、乳化液工艺参数及相应的动态轧制规程，带钢的轧制过程稳定，上下辊的电机的速度差均被控制在3％以内。

Claims

1、一种双电机传动的带钢冷轧机工作辊负荷平衡的控制方法，其特征在于：通过确定轧辊工艺参数、乳化液工艺参数值、动态调整轧制单位张力、压下率以及传动电机升速时的加速度来实现的。

2、根据权利要求1所述的一种双电机传动的带钢冷轧机工作辊负荷平衡的控制方法，其特征在于，轧辊工艺参数包括，工作辊粗糙度、轧辊最大轧制周期以及工作辊配辊直径差的轧辊工艺参数值，

其中，

工作辊表面粗糙度：0.9μm～1.1μm，

最大轧制周期：4200T，

最大配辊差：4mm。

3、根据权利要求1所述的一种双电机传动的带钢冷轧机工作辊负荷平衡的控制方法，其特征在于，乳化液工艺参数为，

流量＞5000l/min，

浓度：3.0～3.5％，

PH值：5～8，

电导率＜120μs/cm，

皂化值＞120mg KOH/g，

E.S.I：40～60％，E.S.I表示乳化液的稳定性的物理量，

温度：55～60℃，

压力：8～10Bar，

上下工作辊乳液流量比：0.8～0.85。

4、根据权利要求1所述的一种双电机传动的带钢冷轧机工作辊负荷平衡的控制方法，其特征在于，轧机出口单位张力控制值为，

当工作辊轧制周期 0～2000吨时，单位张力数值为1.0σMpa；

当工作辊轧制周期2000～3000吨时，单位张力数值为1.15 σMpa；

当工作辊轧制周期3000～4200吨时，单位张力数值为1.4σMpa。

其中σ初始设定单位张力。

5、根据权利要求1所述的一种双电机传动的带钢冷轧机工作辊负荷平衡的控制方法，其特征在于，

当工作辊轧制周期 0～2000吨时，压下率数值1.0r％，

当工作辊轧制周期2000～3000吨时，压下率数值0.9r％，

当工作辊轧制周期3000～4200吨时，压下率数值0.7r％，

其中r为初始设定轧制压下率。

6、根据权利要求1所述的一种双电机传动的带钢冷轧机工作辊负荷平衡的控制方法，其特征在于，电机升速加速度控制，

当值工作辊轧制周期 0～2500吨时，加速度数值1.0m/s²，

当值工作辊轧制周期2500～4200吨时，加速度数值0.6m/s²。

7、根据权利要求2～6所述的一种双电机传动的带钢冷轧机工作辊负荷平衡的控制方法，其特征在于，采用上述参数中的两种或两种以上或同时采用进行控制。