1500mm冷轧平整机的延伸率控制技术

ExtraEdition(1)2009 冶金设备 METALLURGICALEQUIPMENT 2009年特刊(1) 1500mm冷轧平整机的延伸率控制技术 宋祖峰①陈利 (中冶南方工程技术有限公司湖北武汉430223) 摘要介绍武钢集团鄂钢冷轧薄板厂的1500ram冷轧平整机组的延伸率控制系统，包括延伸率的定义、 测量和控制技术等。 关键词平整机组延伸率控制轧制力 张力 ElongationControlTechniqueofTemperMillfor1500mmColdRolling SongZufengChenLi (WISDRIEngineering&ResearchCo．，Ltd．，Wuhan430223) ABSTRACTTheelongationcontrolsystemof1500ramcoldrollingtempermillofEehengIronandSteelCo． isintroduced．Includingthedefinition，measurementandthecontroltechniqueoftheelongation． KEY．WORDSTemperMillElongationcontrolRollingforceTension 1前言 通过冷轧而变成纤维状组织的带钢，在退火工序中 由于再结晶而变为具有新的结晶组织的钢。这种退火后 的带钢几乎完全成为软质状态，不适用于加工；而且只要 稍稍给予轻度冲压加工，带钢表面就会产生拉伸应变和 不规则的滑移线，有碍外观。因此，这种退火带钢不能直 接供给用户使用，必须进行平整轧制，即通过轻度的冷轧 加工改善其材质、平整钢板⋯。 平整轧制实际是一种小压下率的二次冷轧，但是由 于压下量很小，用测厚仪很难测出平整机入出口的带钢 厚度偏差，这是平整有别于冷轧的地方。故平整轧制更 侧重于达到带钢的延伸率，追求得到良好的板形和带钢 表面质量。因此，平整过程的工艺质量控制主要就是通 过延伸率来进行管理，一般控制在3％以下，平整生产过 程的工艺质量管理主要就是通过控制延伸率来进行的。 延伸率是平整机轧制中控制带钢力学性能的唯一指 标，其数值是根据钢种组织结构特性和最终用途按要求 给定的，它的大小和均匀程度直接影响带钢的平整质量 和深加工性能。在平整工艺上，每一种规格都对应着一 定的延伸率，而对同一种规格的带钢进行平整时，要求其 延伸率保持恒定，即在误差范围内波动，这样才能使带钢 工作 的纵向性能质量得到保证，有利于带钢的进一步深加工。 因此，控制延伸率的大小和均匀性是平整轧制中至关重 要的问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 。 2延伸率测量 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 1)间接测量法：用编码器测量带钢的长度从而测量 延伸率，其延伸率计算的基本公式为： p=(D2△PjP叭)／(D。△P1％)一1 式中lF一延伸率； n——入口测量辊直径； D2——出口测量辊直径； R，——入口编码器每转脉冲数； ％——出口编码器每转脉冲数； AP¨AP，——在同一时间间隔内，入口测量辊、出 口测量辊各自编码器的实测脉冲数。 通常入口测量辊的直径及其编码器的每转脉冲数设 计为与出口测量辊相同，则此时的延伸率计算公式可进 一步简化为：p=△P2／△P1—181 间接测量的缺陷： (1)编码器是与测量辊直接联接的，编码器测得的 值只是测量辊转动的长度。如果带钢与测量辊无滑动 情况下，那么测得值与带钢的长度是相等的；如果带钢 ①作者简介：宋祖峰，男，1970年出生，1993年毕业于东北大学冶金机械专业，学士，高级工程师，主要从事冶金机械设计与研究 ·-——47—-—— 万方数据 sy 高亮 sy 高亮 sy 高亮 sy 高亮 sy 高亮 sy 高亮 sy 高亮 sy 高亮 sy 高亮 sy 高亮 sy 高亮 sy 高亮 sy 高亮 冶金设备 2009年特刊(1) 与测量辊之间打滑，那么测得值与带钢的长度是不相等 的。因此在这种测量方法计算出来的延伸率在一段时 间范围内(机组加减速阶段)从控制角度上看是假信号， 并且伴随阶跃现象，从而影响延伸率的控制。 (2)在程序的延伸率计算公式中，入出口的测量辊直 径是—个理论值。但是由于有一个辊径的测量精度问题和 长期工作后，入出口辊子都会出现磨损。二则累积的偏差 会影响到用编码器测得的入口和出口带钢长度的精度，也 就是延伸率测量的精度，从而影响到延伸率的控制。 2)直接测量法：激光测速仪通过发射激光束到带钢 表面来测量平整机的入出口带钢的速度。其原理是：把 固体物体的表面速度转换成电子的频率信号，此频率和 物体运动的速度成正比，采用激光多普勒技术和相干技 术，利用光线的干涉条纹，形成栅格成像，再用激光多普 勒传感器采集变化，形成脉冲信号输出，通过速度并行接 口发送到延伸率控制系统。 这时候延伸率计算公式转换为： p=(K一％)／K×100％。 式中Ⅳ——延伸率； K——机架入口处带钢速度； K——机架出口处带钢速度。 用激光测速仪直接测量有两个优势： (1)测量手段的测量精度高； (2)可以消除测量辊径变化、带钢在测量辊上打滑等 对测量精度的影响。 鄂钢冷轧平整机在机架的入口和出口安装了激光测 速仪，同时在入口和出口测量辊上安装了绝对值型测速 编码器，但参与控制的是激光测速仪，同时比较用编码器 测得的数据计算出来的延伸率与用激光测速仪测得的数 据计算出来的延伸率，可以比较两者的测量精度，同时也 是一种备用的手段。 3延伸率的控制技术 延伸率控制原理如图1所示。带钢进入开卷机后，过 程计算机就向基础自动化PI￡传送设定值，轧制力、张力 控制的初始值就是延伸率控制模型计算得出的理论值， 带钢穿带时延伸率控制为开环控制。当平整速度升到 30re／rain以上时，延伸率控制模式投入使用，根据激光测 速仪测得平整机入口、出口带钢速度，计算出实际延伸 率，该值被送到延伸率调节系统中去与设定值相比较，得 出延伸率偏差，延伸率差值再经延伸率调节控制回路的 计算，得到轧制力和张力的修正量，送到各传动系统和压 下系统，使得带钢产生的实际延伸率与设定值逼近，在平 整的95．4％的长度上，延伸率控制精度在土O．1％以内。鬻曲 陟_＼．厂—1I／广一延伸率实际值l l==J 带钢厚度 延伸率调节器 一48一 图1延伸率控制原理 影响带钢延伸率的参数有①轧制力；②张力；③轧制 速度；④带钢的厚度；⑤带钢材料抗拉强度；⑥工作辊直 径；⑦轧辊与带钢间的摩擦等。这些参数中只有轧制力 和张力是延伸率控制系统中最重要的调节参数，因此延 伸率控制有两种可选择的控制模式：①轧制力控制模式； ②张力控制模式。 延伸率是轧制力和张力共同作用的结果。轧制力调 节延伸率的效果是：带钢越厚，轧制力调节效果越好。实 际测试表明，带钢在一定厚度范围内，轧制力与延伸率之 间基本上是线性关系：二者存在以下关系：弘=耵。(式 中：l‘——延伸率；蠡一系数，通过控制软件中的自适应环节通过在线逼近确定；卜轧制力。)带钢越薄，则轧制 力调节效果越差。 同时大量试验研究表明，张力的变化直接影响到带 钢轧制出厚度的变化，张力越大出口厚度越薄；而后张力 比等值的前张力对带钢厚度的影响更大，因此，通过改变 后张力可以调整带钢的厚度。而前张力对带钢表面平整 度有明显的作用。可见张力对于延伸率的控制是具有明 显控制效果的控制量，且带钢越薄，张力调节效果越好； 带钢越厚，则调节效果越差。带钢厚度超过1．Omm时。张 力调节方式基本不起作用了。 轧制力和张力对不同厚度的带钢进行延伸率调节的 效果，如图2所示。 蓝 碟 籁 暖 世 0．4 1．O 带钢厚度彬mm 图2轧制力和张力对延伸率的效果曲线 鄂钢冷轧平整机的延伸率控制系统中，根据带钢厚 度的不同，选择不同的调节量作为控制量。控制程序包 括极限调节模块，延伸率的每种调节方式都有其限幅值， 当某一调节方式的调节量达到设定的极限值后，该种调 节方式的调节量就不再增加或减少而保持在限幅值内， 同时根据系统的状态，自动切换为另一种尚未达到限幅 值的调节方式中去。 1)当带钢厚度小于或者等于0．4mm，由于张力对延 伸率起主要调节作用，而轧制力基本不起作用，应该以张 力调节为主，保持轧制力恒定，增加或者减少张力，以保 持延伸率稳定。 2)当带钢厚度在0．4一O．6mm之间时，尽管张力和轧 制力共同起作用，但是张力的调节效果明显比轧制力好， (转60页) 万方数据 sy 高亮 sy 高亮 sy 高亮 sy 高亮 sy 高亮 sy 高亮 sy 高亮 sy 高亮 sy 高亮 sy 高亮 sy 高亮 sy 高亮 sy 高亮 sy 高亮 sy 高亮 sy 高亮 sy 高亮 sy 高亮 sy 高亮 sy 高亮 sy 高亮 冶金设备 2009年特刊(1) 中心线与顶头中心线不重合；②顶头与顶杆缩节的配合 太紧；③锁紧销与套、推杆的配合选择不当，锁紧销尺寸 设计不合理；④顶杆内冷水管与三位油缸的连接接头 断裂。 4改造措施 4．1顶杆中心线调整 顶杆中心的调整主要是顶杆后导位高度的调整，德 国MEER公司设计的后导位只在钢管轧制时起支撑作 用，而对顶杆中心线的调节作用不大。 顶杆前进、后退时与支撑辊磨擦，支撑辊表面很快磨 出沟槽；同时，该表面沟槽导致钢管轧制时支撑辊不旋 转，加剧了支撑辊的磨损，顶杆中心线无法保证。将支撑 辊改为V型辊，顶杆前进及自动装配顶头时V型支撑辊 升起，同时，V型支撑辊的高度可根据顶杆尺寸大小进行 调节，能保证顶杆中心线与顶头中心线、轧制中心线三者 重合。如图2所示。 改造前后导位示意图改造后后导位示意图 图2改造前后后导位示意图 4．2顶头与缩节配合改造 根据反复实验，将缩节与顶头的配合间隙增大0．1— 0．2mm，顶头与缩节的装配和分离比较好。 4．3顶头锁紧销改造 锁紧销是顶头锁紧和松开的关键零件，其要求锁紧 可靠、滑动自如，MEER公司设计的锁紧销常常出现撞飞 顶头、锁不紧、锁不到位、剔除困难、顶头卡死等故障。为 此，对锁紧销的尺寸进行了改造，如图3所示。 a)改造前锁紧销示意图 b)改造后镁紧销示意图 图3锁紧销改造前后示意图 具体改造说明如下： 1)改造前锁紧销与顶头锁紧位的理论间隙只有 0．1mm，顶头的内圆弧公差很难保证，常常出现锁不紧、锁 不到位而掉顶头现象。现将锁紧销的长度缩短0．5mm，从 而使锁紧销与顶头间始终有适当的间隙，确保顶头锁到位。 2)顶头与锁紧销的装配间隙很小，同时，顶头中心线 与顶杆中心线不可能调整到完全一致，致使锁紧销的 啦20h7圆柱体撞击顶头断面，顶头被撞飞。将SRl5球面 改为SRl3球面，延长了球面长度，当锁紧销的SRl3球面 撞击顶头断面时，锁紧销可以滑动，从而顺利装上顶头。 3)SR26球面太短。锁紧销在滑动过程中,1,26圆柱体 容易挤住推杆而卡死，将SR26球面改为SRl6球面，延长 了球面长度，能很好地解决这个问题。 4)锁紧销与销套的配合H7／h7，配合间隙较小容易 挤死。现改为H7／t7增大配合间隙，滑动灵活。 5结论 1)改造措施具有很强的针对性和实用性。在340机 组上取得了较好的经济效益。 2)改．进措施在国内同类系统中具有—定的参考价值。 3)改造后，故障率大幅度下降。 (收稿日期：2008—10—29) —●●}■}■}誓}■}■}■}■}1-●}誓■}■}■}■t■譬■}1-‘}1-‘}—■—}簟1■}■}■}-啦■}=■}■}■}■}j●}—t■}—}：l-}—}●}■}■}■}坐■} (接48页) 应该首先增加或者减少张力，并保证张力的调节范围在 极大值的20％以内，在极小值的20％以内。如果张力达 到上述限制后，延伸率还不稳定，则保持这时的张力恒 定，增加或者减少轧制力，以保持延伸率稳定。 3)当带钢厚度在0．6—1．Omm之间时，轧制力的调节 效果比张力好，应该首先增加或者减少轧制力，并保证轧 制力的调节范围在极大值的20％以内，在极小值的20％ 以内。如果轧制力达到上述限制后，延伸率还不稳定，则 保持这时的轧制力恒定，增加或者减少张力，以保持延伸 率稳定。 4)当带钢厚度大于或者等于1．Omm时，采用转向辊工 一60一 作方式，张力保持恒定，仅调节轧制力，以保持延伸率稳定。 4结语 目前鄂钢冷轧平整机使用的这套延伸率控制系统，运 行情况良好，对改善带钢板形，提高平直度；调整带钢的机 械性能和改善带钢表面质量等方面都起到了积极的效果。 参考文献 [1]赵吉风．冷轧带钢的精整[M]．北京：冶金工业出版 社，1985 [2]王耀．平整机组中的带钢延伸率测量及控制原理 [J]．四川冶金，2004(4)：47-48页 (收稿日期：2008—10—27) 万方数据 1500mm冷轧平整机的延伸率控制技术 作者： 宋祖峰， 陈利， Song Zufeng， Chen Li 作者单位： 中冶南方工程技术有限公司,湖北武汉,430223 刊名： 冶金设备 英文刊名： METALLURGICAL EQUIPMENT 年，卷(期)： 2009，""(z1) 被引用次数： 0次 参考文献(2条) 1.赵吉风 冷轧带钢的精整 1985 2.王耀 平整机组中的带钢延伸率测量及控制原理 2004(4) 相似文献(10条) 1.期刊 论文 政研论文下载论文大学下载论文大学下载关于长拳的论文浙大论文封面下载 宋祖峰.丁文红.陈利.杨柳.SONG Zu-feng.DING Wen-hong.CHEN Li.YANG Liu 武钢集团鄂钢1 500 mm四辊平整机组设计实践 -武钢技术2008,46(6) 介绍中冶南方工程技术有限公司为武钢集团鄂钢冷轧薄板厂设计、供货的1 500 mm四辊平整机组的工艺流程和设备组成概况,机组采用的新技术,延 伸率控制等. 2.会议论文 唐志富.张胜芬 冷轧平整机组延伸率控制系统缺陷分析及改进建议 2006 分析了平整机组的延伸率控制系统的原理,它能够满足平整机组快速控制的要求,确保了产品的成材率.在应用中对该控制系统的缺陷进行较详细的分 析,提出了相应的改进的建议. 3.学位论文 肖峰 2030平整机组延伸率综合数学模型的研究 2005 本论文是建立在东北大学与宝钢集团科研项目的基础之上的，结合平整延伸率控制理论与现场实际情况，通过大量的现场调研与数据收集及实验 ，对平整过程中延伸率的控制的进行理论分析与研究，取得了良好的现场应用效果，提高了平整机组的生产能力与生产质量，同时也完善了平整延伸率 控制理论。 平整轧制是确保冷轧带钢成品质量的关键工序，延伸率是平整轧制中最重要的工艺参数，带钢延伸率的大小和均匀程度直接影响带钢的平整质量和 深加工性能。宝钢平整机组在项目实施前在低速与变速轧制阶段延伸率容易发生一定的波动，严重影响了平整的轧制质量。因此，本文针对平整延伸率 控制的特点，研究了延伸率发生跳变的相关因素，并且提出相应的改造措施，在实际生产中取得了良好的应用效果。论文内容主要包括： 1、通过对现场实际使用的ABB延伸率控制系统的消化研究，分析出其延伸率控制算法与控制手段，加深了对当前先进的ABB延伸率控制系统的理解 ，为今后对延伸率控制系统的研究提供了有价值的参考。 2、从理论上分析了采用编码器与激光测速仪测量带钢延伸率的主要误差来源，为延伸率的控制提供有益的参考。通过对两种测量仪器不同轧制速度 下测量精度与灵敏度的研究与实验，通过对延伸率控制系统投入控制时机的修正，提高了低速阶段延伸率控制的精度与稳定性。另外，通过对升降速阶 段反馈系数的修正，也相应的提高了控制的稳定性，减少了延伸率发生跳变的概率。 3、通过对现场数据的大量收集与分析，对冷轧带钢钢种进行分类统计。针对不同带钢种类在轧制过程中的不同表现，采用相应的控制调节手段，消 除一些特殊钢种在低速与升降速阶段延伸率的跳变问题。通过建立穿带轧制力经验数据表格来替代源程序未知的穿带轧制力模型。通过调节前馈控制系 数，提高了控制系统在升降速阶段反应的灵敏性和控制精度要求。 最后，根据论文的研究工作得出结论，指出论文中的不足，并且进一步提出下一步的工作 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 和研究方向。论文中的一些成果对于平整生产具有一 定的指导意义与参考价值。 4.期刊论文 宋祖峰.陈利.SONG Zu-feng.CHEN Li 冷轧平整机延伸率控制技术 -武钢技术2009,47(2) 介绍冷轧平整机组的延伸率控制系统,包括延伸率的定义、测量和控制技术等.对延伸率的直接和间接测量方法进行比较,分析各自的优缺点,提出在 恒延伸率控制模式下,针对不同的带钢厚度,采用调节轧制力或者张力的方法来保证延伸率的恒定. 5.期刊论文 张丽琴.Zhang Liqin 冷轧平整机组延伸率控制系统分析 -武汉工程职业技术学院学报2002,14(4) 延伸率是平整工艺的一个重要参数,文中在分析了平整机组延伸率控制系统的原理后,对该控制系统在应用中所存在的问题进行了讨论,并就此提出了 相应的改进建议. 6.期刊论文 秦大伟.陈海朋.李世声.董广.王勇.Qin Dawei.Chen Haipeng.Li Shisheng.Dong Guang.Wang Yong 鞍 钢1 500 mm冷轧平整机组延伸率控制技术 -鞍钢技术2009,""(4) 介绍了延伸率控制技术在鞍钢冷轧厂1 500 mm冷轧平整机组的应用情况,包括延伸率控制系统构成、调试方法等,对轧制力控制模式和轧制力张力联 合控制模式做了重点阐述.根据生产实际,制定出控制系统各工艺参数的调试策略.针对平整机组加减速时出现的延伸率波动问题,提出速度前馈轧制力预 控的解决 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 . 7.期刊论文 于强.李刚夫.YU Qiang.LI Gang-fu 八钢冷轧平整恒延伸率控制及其影响因素分析 -新疆钢铁 2006,""(1) 介绍了八钢股份公司冷轧薄板厂平整机组的恒延伸率控制系统,对影响恒延伸率控制系的因素进行了分析.介绍了为保持延伸率的稳定性进行的相应 改进措施. 8.会议论文 张倩.李欣.郭彩承 冷轧平整机延伸率控制系统浅析 2004 本文分析了冷轧平整机组自动延伸率控制系统,其中包括延伸率实际值的测量,延伸率的控制原理、方式,带钢效果曲线和延伸率设定值的确定。 9.会议论文 陆晓贤.张殿华.李旭 唐钢冷轧1780mm平整机机组控制系统 2007 通过对唐山钢铁有限公司1780mm单机架四辊轧机的控制系统的学习,介绍唐山钢铁股份有限公司冷轧平整机组的控制系统的软件设计思想以及结构。 并通过观察现场应用结果,分析了该平整机控制系统运行状况。其主要优点有:自动穿带功能完善,延伸率控制精度较高。 10.期刊论文 赵伟.袁欢媚.杨展飞 四辊平整机组AEC控制系统的设计 -重型机械2010,""(4) 介绍了天津某板带公司四辊平整机组带钢延伸率控制系统的测量原理、控制原理及自动延伸率控制系统(AEC)的设计及功能,并对延伸率测量装置提 出了改进措施.该延伸率控制系统工作稳定,达到了设计目标,满足了生产需要. 本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_yjsb2009z1019.aspx 授权使用：哈尔滨工业大学(hebgydx)，授权号：337d35a9-aa04-44eb-b031-9e1d00d239cd 下载时间：2010年10月28日