窄带钢活套的自动控制

1、窄带钢活套的自动控制摘要:活套控制是一种目前在热轧带钢轧制控制中应用较为广泛且较为重要的控制手段。文章重点自动活套控制系统构成，以帮助解决现场实际应用中遇到的问题。关键词:活套控制热轧带钢级联控制张力在带钢连轧生产中，为保证成品质量，避免由于各种原因导致的推钢、拉钢，在机架之间设置了活套装置，而活套控制也是连轧机自动控制的关键之一。活套是由于在机架间存储了多余轧线长度的轧件而引起的,也正是由于这些多余的轧件，起到了对轧件推拉的有效缓冲。在控制过程中，以活套套量为目标，以速度调节为手段，即可达到控制活套的目的。本文结合宣钢热轧带钢的活套控制的有关问题进行说明。1活套控制系统工作原理如图1:B为活

2、套摆角设定值；Vis为第i架轧机的速度设定；V(i+1)s为第i+1架轧机的速度设定；Vis为第i架轧机的出口速度；V(i+1)s为第i+1架轧机的入口速度;SC为速度控制装置；L为带钢的长度；B为活套摆角反馈值。在实际过程中，活套支持器具有以下功能：快速吸收因动态速降而产生的活套量；吸收由于辊缝和轧制速度的波动而带来的活套变化量；给予带钢一定的张力；用于改变上游机架的速度，使得两机架之间保持一定的活套量。所以，活套支持器的自动控制，应完成两方面的任务：第一方面，活套支持器的摆角控制，其目的是吸收因带钢的速度偏差而引起的活套；第二方面,张力的自动控制，其目的是保持作用于带钢上的张力恒定。活套摆

3、角的自动控制活套支持器摆角的自动控制系统是以某一设定角度为目标值，通过各机架的速度来控制活套摆角，以保证张力的恒定。由于是通过各机架的速度来控制活套的角度，因此活套也成为各机架之间金属秒流量不相等的检测器。于是通过活套角度控制系统便可以实现各机架的金属秒流量保持恒定，使得各机架当带钢在加速或减速时能保持同步。还可以对各机架之间的速度控制的微小偏差进行一定的修正。它主要由活套支持器摆角基准设定环节、摆角检测环节、活套调节器和控制对象构成。2热连轧电控系统的关键技术与理论依据2.1速度级联控制在热连轧机组中，为保证成品质量，以成品机架（末机架）为基准机架，保持其速度不变，并作为基准速度设定，其前面

4、机架速度根据金属秒流量相等的原理，自动按比例设定；在轧制过程中来自活套闭环控制的调节量、手动干预调节量，依次按逆轧制方向对其前面的各机架速度作增减，实现级联控制。速度级联控制是连轧生产线电气控制思想的精华，它充分体现了钢材连轧生产的特点。2.2轧线速度设定自适应存储在轧制表中的初始设定参数，如辊径、速比、计算速度等存在误差，这样就不能完全适应各轧机件的速度级联关系。而在轧制过程中,这些误差会通过微张力控制、活套控制以速度修正的形式作用于相应的机架上来形成真实的速度级联关系。速度设定自适应就是根据速度来对相应机架的延伸率进行修正，并根据修正后的延伸率来修正速度的设定值，从而使下一个轧件轧制时，各

5、机架间处于更佳的配合状态,在不断地修正过程中，各机架间将最终处于最佳的配合状态。2.3活套高度闭环控制在带钢连轧生产中，为保证成品质量，避免由于各种原因导致的推钢、拉钢，在机架之间设置了活套装置，而活套控制也是连轧机自动控制的关键之一。活套是由于在机架间存储了多余轧线长度的轧件而引起的,也正是由于这些多余的轧件，起到了对轧件推拉的有效缓冲。在控制过程中，以活套套量为目标，以速度调节为手段，即可达到控制活套的目的。具体方法为：当活套套量（对应张力）超过设定值时，就降低上游机架的速度仮之，则升高上游机架的速度采用PI控制法，即套量差：Lt二Lt-LO式中Lt为活套套量差;Lt为套量实际值;L0为套

6、量设定值;t为采样时间。对速度的调节量式中VLt为调节输出值；KP为比例调节系数；Ki为积分调节系数；V0为当前速度值；LMin为调控制死区套量值；LMax为调活套上极限套量值。活套调节量参与速度级联运算，即某机架活套调节量变化，会同时改变其上游的所有机架速度，以保证上游机架调节的快速性。2.4微张力控制中、精轧区立一平、平一立之间的微张力控制由电气控制系统米用转矩记忆法原理实现。在轧件的轧制过程中利用自动化系统自动检测和分析轧机转矩的变化，根据轧机转矩的变化量从而计算出轧机之间形成的张力。及时地修正轧机之间的速度关系，就能把轧机间的张力控制在最佳状态之内。同时以级联调速的方式按比例调节上游其

7、它机架速度。微张力控制投入使用之后可以有助于提高中、精轧区轧件断面积的控制精度，从而使精轧区来料料形得到保证。这一点尤其在轧大规格钢时极其重要（因为活套在甩机架时同时去掉）。在本自动化系统中，测张是间接法，而微张控制的控制目的是使轧机在无张力矩下轧制。因而，计算及存储无张力矩是控制中的难点。无张力矩由轧件头部确定。当一根钢头部咬入第1架轧机，电动机动态速降恢复后，直到该块钢咬入第2架前这段时间。对于第1架轧机而言,相当于无前张力的自由轧制，滤波后采样此时的轧制转矩即视为自由轧制转矩。当该钢咬入第2架时，由于1、2架轧机速度不匹配导致第1架轧机的力矩发生变化，此时通过调节第2架速度使第1架轧机恢

8、复到先前记录的无张力轧制状态。第1架调整结束后且第2架动态速降恢复后，在轧件咬入第3机架前，第2架处于无张力矩轧制状态，滤波后采样此时第2架轧机转矩并记录，以此类推到后面机架。调整后的机架间速度级联关系被存储，供下一根钢轧制时使用。通过这种自适应调整，使过几根钢后，轧制微张力保持在工艺要求的范围（图2）。微张力参数计算。若两机架间存在张力偏差，必然有转矩的偏差，根据电机学的有关公式，可以得到张力差：上式中：Tn为第n架的张力偏差；i为变速箱减速比；D为轧辊直径；N为第n架的速度；Ne为第n架的额定速度；Tn为第n架的采样转矩；To为第n架的自由轧制转矩；Kn为张力系数的给定值，由轧制规程给出。上式中,K根据工艺决定。3结语系统投入后控制效果明显，主要表现在两方面：一是系统调节迅速一般在换辊后或换规格后轧制12支钢,活套高度技能调节到设定高度控制范围内。二是控制系统稳定性好，活套高度变化在进入稳定正常调节阶段