CN115138690A - 一种热轧精整线上夹送辊的辊面磨损定量控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热轧精整线上夹送辊的辊面磨损定量控制方法，当带钢张力大于夹送辊对带钢提供的摩擦力F时，控制所述夹送辊的电机转矩Tm，使所述夹送辊的牵引力Fm始终小于所述夹送辊对带钢提供的摩擦力F，实现所述夹送辊只随所述带钢的运行速度而随动。本发明有效避免夹送辊夹打滑现象导致夹送辊辊面损伤和钢板表面质量问题。

Description

一种热轧精整线上夹送辊的辊面磨损定量控制方法

技术领域

本发明涉及热轧精整技术，更具体地说，涉及一种热轧精整线上夹送辊的辊面磨损定量控制方法。

背景技术

在国内外钢铁企业中，热轧精整处理线大量采用张力夹送辊来拉紧带钢或平衡其它设备对带钢施加的张力，结合图1所示，典型的比如开卷机出口的作业线入口夹送辊，需要平衡开卷张力，卷取机1之前的出口夹送辊(包含上夹送辊2和下夹送辊3)，需要平衡卷取张力。

在这类***中，开卷机或者卷取机1作为转矩控制模式，夹送辊采用速度控制模式，夹送辊夹紧带钢4，开卷机、卷取机1与夹送辊之间的带钢4即可形成带钢张力。

现有的夹送辊控制都是通过控制夹送辊油缸5的油缸压紧力来实现，根据出现打滑现象的严重程度进行人工调节油缸压紧力，其存在主要问题如下：

1)在平衡精整线张力时，易造成夹送辊夹打滑现象导致辊面损伤和钢板表面质量问题：

由于带钢张力需要夹送辊对带钢提供的摩擦力来平衡，当夹送辊对带钢提供的摩擦力小于带钢张力时，带钢与夹送辊辊面之间就会产生打滑现象，这种打滑现象不仅会造成带钢表面质量问题，还会造成夹送辊辊面损伤，受损的辊面又会加剧带钢表面的质量问题。

2)在控制精整线夹送辊打滑现象时，提高夹送辊夹紧力会导致带钢出现严重边浪：

由于打滑现象是夹送辊对带钢提供的摩擦力与带钢张力不平衡造成的，为了保持两个力的平衡，需要加大夹送辊的对带钢的摩擦力，因此而加大夹送辊的夹紧力(夹送辊对带钢提供的摩擦力＝夹送辊的夹紧力X摩擦系数)，但在实际的使用过程中，增加夹送辊的夹紧力之后，带钢会出现严重的边浪。

3)在控制精整线夹送辊打滑现象时，降低带钢张力会造成带钢跑偏和C翘等质量缺陷：

同样，为了保持两个力的平衡，需要降低带钢张力，但在实际使用过程中，由于带钢张力过低会造成带钢跑偏和C翘等质量缺陷，引发板型质量(边浪、中浪、C翘等)。

发明内容

针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的是提供一种热轧精整线上夹送辊的辊面磨损定量控制方法，有效避免夹送辊夹打滑现象导致夹送辊辊面损伤和钢板表面质量问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种热轧精整线上夹送辊的辊面磨损定量控制方法：

当带钢张力大于夹送辊对带钢提供的摩擦力F时，控制所述夹送辊的电机转矩Tm，使所述夹送辊的牵引力Fm始终小于所述夹送辊对带钢提供的摩擦力F，实现所述夹送辊只随所述带钢的运行速度而随动。

较佳的，所述夹送辊对带钢提供的摩擦力F获得如下：

N＝A*P

F＝N*f

上式中，N表示所述夹送辊的夹紧力，A表示所述夹送辊的液压油缸无杆腔面积，P表示所述夹送辊的液压工作压力，f表示摩擦系数，取值范围0.1～0.15。

较佳的，所述夹送辊的电机转矩Tm获得如下：

Tm＝kF*r/i

上式中，k表示补充系数，取值范围0.8～1.2，F表示所述夹送辊对带钢提供的摩擦力，r表示所述夹送辊的半径，i表示所述夹送辊的速比。

较佳的，所述夹送辊的牵引力Fm获得如下：

Fm＝Tm*i/r

上式中，Tm表示所述夹送辊的电机转矩，i表示所述夹送辊的速比，r表示所述夹送辊的半径。

较佳的，所述夹送辊的电机转矩Tm的转矩限幅由转矩限幅控制器控制。

本发明所提供的一种热轧精整线上夹送辊的辊面磨损定量控制方法，能够有效避免夹送辊夹打滑导致辊面损伤和钢板表面质量问题，在确保带钢表面质量稳定性的同时，降低夹送辊的辊耗，大幅延长夹送辊使用寿命。还具有以下几点有益效果：

1)在平衡精整线张力时，杜绝夹送辊夹打滑导致辊面损伤和钢板表面质量问题。由于带钢张力需要夹送辊对带钢提供的摩擦力来平衡，当夹送辊对带钢提供的摩擦力小于带钢张力时，当带钢张力大于夹送辊夹紧力时，控制夹送辊跟着带钢速度随动，消除带钢与夹送辊辊面之间的打滑现象；

2)通过消除精整线夹送辊打滑现象，无需提高夹送辊夹紧力，避免带钢出现严重边浪；

3)通过消除精整线夹送辊打滑现象，无需降低带钢张力，有效避免带钢跑偏和C翘等质量缺陷。

附图说明

图1是现有开卷机、卷取机与夹送辊之间形成带钢张力的示意图；

图2是夹送辊及其驱动、液压结构的示意图；

图3是本发明热轧精整线上夹送辊的辊面磨损定量控制方法的控制原理框图；

图4是本发明热轧精整线上夹送辊的辊面磨损定量控制方法的流程示意图。

具体实施方式

为了能更好地理解本发明的上述技术方案，下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。

结合图2所示，本发明所提供的一种热轧精整线上夹送辊的辊面磨损定量控制方法：

当带钢张力大于夹送辊6对带钢提供的摩擦力F时，控制夹送辊6的电机转矩Tm，使夹送辊6的牵引力Fm始终小于夹送辊6对带钢提供的摩擦力F，实现夹送辊6只随带钢的运行速度而随动，而不会因为夹送辊6和带钢的速差造成夹送辊6和带钢之间的打滑。

具体控制步骤如下：

1)先计算夹送辊6对带钢提供的摩擦力F；

2)再判断当夹送辊6对带钢提供的摩擦力F小于夹送辊6的牵引力Fm时，限制夹送辊6的电机转矩Tm，确保夹送辊6的牵引力Fm始终小于夹送辊6对带钢提供的摩擦力F。

夹送辊6对带钢提供的摩擦力F获得如下：

N＝A*P

F＝N*f

上式中，N表示夹送辊6的夹紧力，A表示夹送辊6的液压油缸无杆腔面积(包括夹送辊传动侧油缸7和夹送辊操作侧油缸8)，P表示夹送辊6的液压工作压力(由PLC控制器从夹送辊传动侧油缸7、夹送辊操作侧油缸8采集获取)，f表示摩擦系数，取值范围0.1～0.15。

夹送辊6的牵引力Fm获得如下：

Fm＝Tm*i/r

上式中，Tm表示夹送辊6的电机转矩(由PLC控制器从夹送辊传动马达9采集获取)，i表示夹送辊6的速比(由PLC控制器从夹送辊减速箱10采集获取)，r表示夹送辊6的半径。

由Fm＝Tm*i/r可得夹送辊6的电机转矩Tm：

Tm＝Fm*r/i

上式中，Fm夹送辊6的牵引力，r表示夹送辊6的半径，i表示夹送辊6的速比(由PLC控制器从夹送辊减速箱10采集获取)。

由上述公式而知，需要让夹送辊6的牵引力Fm小于夹送辊6对带钢提供的摩擦力F，就可以将夹送辊6对带钢提供的摩擦力F代入夹送辊6的牵引力Fm计算公式，得夹送辊6的电机转矩Tm：

Tm＝kF*r/i

上式中，F表示夹送辊6对带钢提供的摩擦力，r表示夹送辊6的半径，i表示夹送辊6的速比(由PLC控制器从夹送辊减速箱10采集获取)，k表示补充系数，取值范围0.8～1.2，一般取k的初始值为1，另可再根据具体***的调试情况来适配该系数k。只有当Fm小于F，计算出夹送辊6的牵引力Tm作为夹送辊传动马达9的转矩限幅，控制夹送辊传动马达9的转矩输出不大于Tm值，这样，夹送辊6的牵引力Fm即会小于夹送辊6对带钢提供的摩擦力F，完成静态控制，当夹送辊6的牵引力Fm小于夹送辊6对带钢提供的摩擦力F，夹送辊6的牵引力Fm根据负载的情况动态自适应调节，而当夹送辊6对带钢提供的摩擦力F无法平衡带钢张力时，由于夹送辊6的牵引力Fm被限制小于夹送辊对6带钢提供的摩擦力F，夹送辊6就会跟随带钢速度而随动，避免了夹送辊6的牵引力Fm大于夹送辊6对带钢提供的摩擦力F而造成的打滑。

结合图3和图4所示，PLC控制器采集夹送辊6的液压工作压力P，P乘以夹送辊6的液压油缸无杆腔面积A，计算出夹送辊6的夹紧力N，N乘以摩擦系数f，计算出夹送辊6对带钢提供的摩擦力F。要保证夹送辊6的牵引力Fm小于夹送辊6对带钢提供的摩擦力F，就要计算出夹送辊6的牵引力Fm小于夹送辊6对带钢提供的摩擦力F，由于夹送辊传动马达9是通过夹送辊6的电机转矩Tm来控制夹送辊6的牵引力Fm的，因此要计算出夹送辊传动马达9对应的允许转矩Tm，并用这个允许转矩Tm作为夹送辊传动控制器中的转矩限幅Tm限制住夹送辊传动马达9的转矩输出，转矩限幅Tm由转矩限幅控制器11控制，转矩限幅控制器11控制夹送辊传动马达9的转矩输出不大于Tm值。

夹送辊传动马达9对应的允许转矩Tm计算如下：夹送辊6的牵引力Fm乘以夹送辊6的半径r除以夹送辊6的速比i。

通过上述控制模型，夹送辊6的牵引力Fm将一直小于夹送辊6对带钢提供的摩擦力，当卷取机对带钢的张力大于夹送辊6对带钢提供的摩擦力F时，夹送辊6将随钢板速度而随动，避免造成夹送辊6与钢板速度不同而损伤夹送辊辊面。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (5)

1.一种热轧精整线上夹送辊的辊面磨损定量控制方法，其特征在于：

当带钢张力大于夹送辊对带钢提供的摩擦力F时，控制所述夹送辊的电机转矩Tm，使所述夹送辊的牵引力Fm始终小于所述夹送辊对带钢提供的摩擦力F，实现所述夹送辊只随所述带钢的运行速度而随动。

2.根据权利要求1所述的热轧精整线上夹送辊的辊面磨损定量控制方法，其特征在于，所述夹送辊对带钢提供的摩擦力F获得如下：

N＝A*P

F＝N*f

上式中，N表示所述夹送辊的夹紧力，A表示所述夹送辊的液压油缸无杆腔面积，P表示所述夹送辊的液压工作压力，f表示摩擦系数，取值范围0.1～0.15。

3.根据权利要求2所述的热轧精整线上夹送辊的辊面磨损定量控制方法，其特征在于，所述夹送辊的电机转矩Tm获得如下：

Tm＝kF*r/i

上式中，k表示补充系数，取值范围0.8～1.2，F表示所述夹送辊对带钢提供的摩擦力，r表示所述夹送辊的半径，i表示所述夹送辊的速比。

4.根据权利要求3所述的热轧精整线上夹送辊的辊面磨损定量控制方法，其特征在于，所述夹送辊的牵引力Fm获得如下：

Fm＝Tm*i/r

上式中，Tm表示所述夹送辊的电机转矩，i表示所述夹送辊的速比，r表示所述夹送辊的半径。

5.根据权利要求1所述的热轧精整线上夹送辊的辊面磨损定量控制方法，其特征在于：所述夹送辊的电机转矩Tm的转矩限幅由转矩限幅控制器控制。

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