带钢生产过程中张力问题分析和对策.docx

钢板轧制过程中张力控制的分析和对策
张守兴
（海口经济学院信息工程学院海南海口571127）
摘要：本文介绍了武钢集团海南有限责任公司单机架四辊可逆式轧机机组张力控制系统的应用研究，通过精准调整相关参数，提高轧机张力控制精度，解决了轧制和平整极薄带钢过程中出现的带钢鼓包和拉皱现象。
关键词：冷轧；张力控制；精度
TheAnalysisandcountermeasuresOfTensionControlInTheSteelMiLL'sProcess
ZHANGSHOUXING
（HaikouCollegeofEconomics，TheInstituteofInformationEngineering，Haikou，Hainan571127）
Abstract:Thispaperintroducesthehainanwiscogrouplimitedliabilitycompanylevelingunitmotorappliedresearch,throughthemotorrelatedparametercalculationandreplacedomesticmotor,solvethestabilityofmotor,maketheunitproductiongetmorepowerfulguarantee.
Keyword:coldmill；tensioncontrols；accuracy
一概述
武钢集团海南有限责任公司目前逐步形成了国内精密极薄带钢的生产基地，公司冷轧机组为单机架四辊可逆式轧机，完成带钢的冷轧轧制和平整两道工序，机组由美国综合工业I2S公司设计制造，主要设备全部从美国引进，具有90年代国际先进水平。该轧机设计年产量10万吨，产品的厚度范围是0.2mm-2.0mm。机组采用八台美国GE公司生产的840KW直流电机对四条主轴进行拖动，每根轴系由两台电机串联提供动力，传动系统采用西门子6RA7025调速装置对原装置进行了数字化改造，张力控制采用附加T400工艺控制板实施。轧机原设计100%额定张力值为15.4吨，在轧制过程中，卷取机的张力静态误差不超过3%，动态误差不超过6%，在生产原规格的产品范围内基本满足生产要求。
二问题的提出
随着企业的生产经营发展和市场的需要，公司决定对产品结构进行战略调整，确立了“公司发展成为精密冷轧极薄带钢生产基地”的经营思路。在试生产0.15mm极薄带钢的初期并不顺利，出现了许多不同的问题，其中最为突出的是张力控制精度不够的问题。因新开发的0.15mm厚的内磁屏蔽钢材质比较软，工艺要求的张力比普通的钢板小得多，尤其在平整时比张力设定小到5kg/mm，按平整宽度为1000mm的带钢计算，在生产成品为0.15mm的带钢过程中开卷卷取张力设定为大约750kg，是额定张力设定的5%，按原系统的控制精度是不够的。卷取机的张力控制精度不够造成轧制过程，特别是升降速过程中，经常出现由于张力波动造成的带钢表面鼓包、折皱，甚至出现勒辊断带现象，严重制约内磁屏蔽钢的开发进程，因此必须尽快通过提高轧机张力控制精度来解决此问题。
三张力控制原理分析
1.单机架可逆式轧机的卷取张力工作的特点
冷轧带钢的一个特点就是张力轧制，张力可以降低轧制压力和改善钢板板型，可以说，没有张力是无法进行冷轧轧钢的。在可逆式单机冷轧机上，张力是在轧机和卷取机之间产生的，形成前张力的卷取机处于电动状态，而形成后张力的卷取机处于发电状态，又称为开卷机。
带钢张力的控制精度对带钢冷轧轧制稳定性和成品带钢的质量有着极大的影响，它一般可分为直接张力控制和间接张力控制两种类型。前者是通过张力计直接检测张力的实际值，经张力控制器送入系统构成闭环控制；后者则是通过控制其他参数而间接地进行恒张力控制。间接张力控制的优点是设备投资少，动态可以前置预补偿，静态精度只要定期核准，均可满足设计要求，因此在工业生产中应用广泛。武钢集团海南公司轧机张力控制系统采用间接张力控制方式。
轧机张力系统示意图如以下图1所示：

2.卷取机间接张力控制原理和方案
所谓间接张力控制，就是只给张力设定值，不用检测装置采样张力的实际值进行负反馈构成张力闭环，而是通过对开卷、卷取机的电流控制来间接对张力进行恒定控制。
正常轧制工作过程张力工作原理如图1所示，轧机轧辊传动处于正常的速度环控制，左（右）卷取机在速度调节器前加入正（负）饱和输入，使速度调节器进入饱和状态，这样卷取的力矩输出完全取决于限幅值的变化，只要按照一定的数学模型对速度调节器输出的力矩限幅进行控制，就可以达到对张力控制的目的。如上图所示，生产方向向左，上下轧辊拉动带钢运动，由于左卷取机与轧辊之间存在正饱和给定的速差，右卷机机与轧辊之间存在负饱和给定的速差，从而使左、右卷取机与轧辊之间的带钢形成张力T，