[發明專利]一種卷取機助卷輥階梯速度控制方法及其控制系統

有效

• 申請號: 201310030645.5
• 申請日: 2013-01-28
• 公開（公告）號: CN103962414A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發明（設計）人: 王維;幸利軍;胡志良;王晨;邵志強
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: B21C47/02
• 分類號: B21C47/02
• 代理公司: 上海三和萬國知識產權代理事務所(普通合伙) 31230
• 代理人: 劉立平

技術領域

本發明涉及專門適用于金屬軋機或其加工產品的控制設備或方法，尤其涉及一種卷取機助卷輥階梯速度控制的方法及其控制系統。

背景技術

卷取機是熱軋生產線的重要設備，用于將軋制的熱軋帶鋼卷成鋼卷。如圖1所示，卷取機1位于精軋機組2后，是熱連軋生產線的最后一道工序。參見圖1，卷取機1主要包括輥道11、側導板12、夾送輥13、三根助卷輥14、助卷輥液壓缸15、卷筒16等主要設備。其中輥道11的主要負責將帶鋼7由精軋機組輸送至卷取機機組。側導板12的主要作用是對中帶鋼。夾送輥13的主要作用是在頭部咬鋼階段對帶鋼施加一定的夾緊力，同時對其實施第一次彎曲變形；在尾部卷取階段對帶鋼施加穩定的張力，以保證良好的卷形質量。助卷輥14幫助彎曲帶鋼7，并使帶鋼緊緊纏繞上卷筒15。助卷輥與卷筒之間的間隙稱為助卷輥輥縫，助卷輥輥縫由助卷輥油缸16控制。卷筒15是卷取機的核心設備，在帶鋼纏繞上后，對其施加前向張力，以確保卷形質量合格。

當帶鋼7頭部穿出精軋機組2末端機架時，為了使帶鋼7更好的在輸出輥道上運行，防止帶鋼頭部跳動，輸出輥道以大于精軋機末端機架的超前速度運行，給帶鋼一個前向張力，同時，夾送輥、卷筒以及助卷輥均以一定的超前速度運行，助卷輥擺下到卷筒邊緣，以便帶鋼頭部進入卷筒時給帶鋼一個下壓力。

然而，后工序在生產高表面的帶鋼時，酸洗后發現熱軋鋼卷的內圈30m左右存在大量的針尖狀挫傷缺陷，并且越靠近帶鋼頭部缺陷越嚴重。

從各個環節工藝進行分析，發現該缺陷主要是由于熱軋鋼卷內圈卷層之間緊致度不足，后工序在進行鋼卷開卷時卷層錯動而造成的。后工序在對熱軋卷進行加工時，需要將鋼卷打開，這一過程即稱作開卷。在開卷開始時，在帶鋼鋼卷邊部劃一條直線，如圖2所示，發現在開至鋼卷內圈時，該線發生了扭曲，如圖3所示，即證明圈與圈之間發生了錯動，從而造成了針狀的挫傷缺陷。

中國發明專利申請“熱連軋高強度中厚板卷取方法”（發明專利申請號：200810080249.2公開號：CN 101439366A）公開了一種熱連軋高強度中厚板卷取方法，適用于具有材質硬、規格厚、強度高等特點的熱軋中厚板生產；目的是消除中厚板卷取時的不穩定因素、降低鋼板表面缺陷；該發明針對熱連軋卷取機組進行參數控制的設定和調整，包括Ｇ輥道速度設定，選擇合適的輥道超前率和滯后率，選擇壓力系數，調整側導壓力系數，標定夾送輥壓力系數；上下夾送輥電流負電流控制，助卷輥間隙和打開距離參數設定；確定卷筒張力附加值和電流比率。

目前世界國內外絕大多數熱連軋產線均采用了速度超前及張力卷取控制技術，但根據對這些產線產品實物質量的確認，所有厚度7mm以下的產品鋼卷均存在不同程度的頭部挫傷缺陷，且距離一般均在20～25米左右。這證明速度超前及張力卷取無法保證內圈10圈的緊致度。

根據現有的解決方案，當帶鋼頭部穿出精軋機末端機架時，為了使帶鋼更好的在輸出輥道上運行，防止帶鋼頭部跳動，輸出輥道以大于精軋機末端機架的超前速度運行，給帶鋼一個前向張力，同時，夾送輥、卷筒以及助卷輥均以一定的超前速度運行，助卷輥擺下到卷筒邊緣，以便帶鋼頭部進入卷筒時給帶鋼一個下壓力。在卷筒力矩達到一定值以后，卷取機由速度控制切換為力矩控制，卷筒和精軋末機架間保持一定的張力。在這一過程中，帶鋼在頭部進卷取機和卷筒切換為力矩控制之前，靠輥道，夾送輥，卷筒，助卷輥的超前速度來保持卷層之間的張緊力，切換為力矩控制之后，靠卷筒和精軋末機架之間的張力來保持卷層之間的致密性。

然而，現有技術方案存在如下缺陷：

1、助卷輥的超前率過大造成超前太快，導致帶鋼的寬度拉窄

為了保證帶鋼頭部更緊的纏繞在卷筒上，就必須進一步提高卷筒和助卷輥的超前率，但是卷筒或者助卷輥的超前率過大易導致帶鋼在咬鋼的瞬間寬度拉窄，特別是對厚度≤7mm的薄規格帶鋼，寬度拉窄現象尤為嚴重。主要原因如下：例如，將夾送輥，卷筒，助卷輥的超前率分別設定為1.05，1.10，1.20，在卷鋼過程中，由于卷筒和助卷輥之間速差過大，導致帶鋼受到的張力過大，從而導致寬度拉窄（如圖4所示）。

2、張力控制起作用較晚，造成熱軋鋼卷內圈緊致度不足，帶鋼頭部嚴重挫傷

帶鋼在纏繞上卷筒后和卷筒之間形成一定的張力值而不至于松卷的過程稱為建張。由于張力控制是在卷筒建張之后才起作用，因此對于挫傷高發的帶鋼前10圈并沒有起到決定的作用。建張信號的下發時間點如圖5所示：卷筒電流達到一定門檻值后，在延遲一定的時間，建張信號才下發，此時帶鋼已繞上卷筒達20余米。

發明內容