在热轧带钢精轧机带钢头部新的张力控制

在热轧带钢精轧机带钢头部新的张力控制摘要：在这方面，提出了一种新的张力控制计划，提出了热轧带钢精轧机在带钢头部减少宽度收缩。

拟议的管制计划是应用前活套控制启动，并组成个主要部分。

首先，分析相关之间的宽度收缩，以及主电机电流的不同。

第二，张力的计算方法是从相邻的俩架轧机的电流差异中得出，第三，主电机控制速度由PI控制器和参考速度的速度差异来控制。

这表明，通过现场测试的光阳1号热轧带钢轧机的浦项制铁表示，靠拟议的管制计划，宽度收缩大大减少了。

1介绍最近，当在热带钢精轧机带钢的厚度偏差，大大改善了，而带钢宽度质量没有改善。

通常在热带钢轧机带钢宽度控制在粗轧机。

厚度控制，主要是在精轧，但是，如果在热轧带钢中宽度是不准确控制，那么缺陷如宽度大的变化规律和宽度的收缩会发生（佐佐木，1996年；山田等人，1992年）。

在带钢头部宽度收缩，这是界定为带的一部分，从进入下一个轧机，直到活套开始控制活套角度和张力，显示在图 1 ，依赖于原因，如过张力关系时，带钢达到每个轧机，速度安装错配，高速干预经营者和响应延迟的活套系统等（1992年；村田，1995年）热轧带钢轧机带钢头部的宽度收缩对生产力有不良影响。

因此1张力控制系统是非常重要的，以尽量减少过张力，以防止带钢头部宽度收缩。

该中间机座张力的计算方法是当前的活套电机，由于活套系统在带钢头部具有响应延迟，所以张力无法控制。

传统的张力控制系统从目前的一个轧机上主要电机的差异，计算出张力。

但是宽度收缩发生在中间机座过张力，这是密切相关，当前的区别二主张根据之间的关系，宽度收缩和主要电机电流。

此外，常规系统主要是应用到张力控制的厚带和前面的轧机（山下等人，1975年）。

图1 精轧机后的热轧板带的平面视角在热轧带钢精轧机一些研究人员已经开发出宽度控制计划（1995年；希勒米和亚历山大，1968年；石井，1996年）。

反馈AWC（自动宽度控制）是发达国家从测量的宽度以控制第一第二轧机的电机速度。

那个宽度衡量装置安装在第二和第三轧机间。

前馈AWC使用第一架轧机的轧制力变化来控制宽度。

该FAWC （精轧自动宽度控制）（小仓，1996年；村田，1996年；森达，1998年）是发达国家以控制宽度由宽度衡量安装两架轧机和活套电流。

在寿（1997年），宽度控制靠液压AWC在粗轧机发展和最优控制活套系统和宽度预测模型。

以前提到的控制侧重于活套系统控制带钢宽中部宽度，但带钢头部的宽度收缩是没有考虑。

靠中间机座宽度计去测量和控制的宽度是不容易的由于测量等因素冷却水，汽，图2配置活套系统。

振动的轧机，房屋，等等。

此外，FAWC不能有效的控制带钢头部宽度因为张力是从活套电流计算出来的。

在本文中，我们首先分析宽度的收缩和目前的差异之间的相关性。

在此基础上的分析结果，一种新的张力控制计划被推荐去尽量减少带钢头部的宽度收缩。

关键构思所提出的算法是如下：中间机座张力的计算方法是利用当前的两个相邻轧机之间主电机的差异。

主电机速度被PI控制器调整目标张力，以避免带钢头部的过张力。

由作者看来，它将成为人类首次尝试提出张力控制计划，带钢头部主电机的差异的应用。

该文件是安排如下：第2段给出了对宽度的收缩和控制问题一个分析。

在第三段，描述张力计算和控制的建议算法，在第4条，讨论精确的张力控制仿真结果。

在第5条，这是表明，通过现场测试的光阳1号热轧带钢轧机的浦项制铁表示，由拟议的控制计划宽度收缩大大减小，结论提交在第6条。

图 2 活套系统的布局2宽度收缩和控制分析图2显示了在热精轧机组7个轧机中相邻两个活套和带钢的几何关系。

活套中起着重要作用，它吸收质量流量的不平衡那是由于中间机座带钢的速度差。

在图2中σ是一个带单位张力（kg/mm2），θ是活套角度，VE是轧辊速度（MPM的），而i是轧机数目（i=1，2，…，7）。

其中宽度收缩一个主要成因，为质量流动不平衡引起的过张力（低音大提琴和哈特曼，1987年）。

在热轧带钢轧机，相邻轧机间的宽度预测模型是代表用蠕变应变张力如下（石井，1996年；韩元，2002年）：∆W=W·{exp(−εs/2-1)} (1)εs=α·(σ/9.8)β+γ·(σ/9.8)m· tn，(2) 其中∆W是个宽度变化(毫米)，W是绝对的宽度(毫米)，εs是张力蠕变应变，t是张力适用的时间(s)，乃是定义为一时间间隔在这张力下在蠕变试验，α，β，γ，m和n分别为常量。

公式(一)和(二)确认在这条件下纵和侧面的方向那条是各向同性。

从公式(一)可看到在质量平衡条件下侧面的蠕变应变是时纵的蠕变应变的(−1/2) 从公式（1）及（2）可明显知道，带钢宽度是直接影响了中间的带张力，这是主要是通过控制每个轧机主电机和该中间机座活套（浅野等人，2005年；浅田等人，2003年）。

图3 宽度收缩时活套角和主电机电流图4 主轧机电流的差异和宽度收缩不过，带钢头部的张力通常是只能由速度主电机控制，因为该活套系统响应延迟。

这意味着主电机电流可以控制带钢头部宽度。

图3显示当宽度收缩时主电机电流的第六和第七架轧机和中间机座活套的角度，按F6-7活套角在这个数字的手段的角度来看，活套安装在第六和第七架轧机间。

过张力主要发生在带轧如（i+1）架轧机，我们可以通过活套角估计。

在其他换言之，由于过张力扭矩活套的角度逐渐增大并停在12s。

在图三，过张力在11.7S出现，活套控制开始于12.7S，因此，带钢头部宽度收缩是在1S内。

在此期间，第六架轧机电机电流逐渐减小，另一方面，该第七架轧机的电机电流逐渐增加，因为带钢的扭转张力增加。

而第七架轧机电机电流相对高于正常的张力，也就是第六架轧机在12.5S前是比较低的，在目前的行为在正常的张力下，这是一个相反的的现象。

只有张力扭矩表明目前的第六架轧机是不同的，因为轧机主电机在金属咬入碰撞才能恢复到原来速度此时活套控制没开始。

由于目前的两架轧机区别是最大当带钢在第七架咬入（11.7s），我们可以知道，这是宽度收缩一个主要的原因。

在图3宽度收缩发生在时刻，然后靠活套张力控制恢复。

图4显示目前的主电机差异和第六和第七架轧机之间的宽度收缩的深度，它结果表明，深度，宽度收缩变大是由于目前的区别增加了。

从图第3和第4 的结论，我们提出了一种新的张力控制计划，在下一节以尽量减少宽度收缩。

3 带钢头部张力控制本节主要内容是分为两部分，即张力计算模型和张力控制算法。

3.1 张力计算模型图5 中间机座带钢张力的布局在本款中，我们用主电机电流解释张力计算模型（谷本等人，1984年，1984b ；堀等人，1986年）图5所显示的布局是中间机座的带张力，其中g是轧制扭矩（公斤毫米），L是扭矩臂长度（mm），P是轧辊部队（吨），R是轧辊半径（毫米），T是中间机座总张力（公斤），I是轧机的数目，n是多少转（每分钟转速）和J是转动惯量（kgm2）。

在图5，主电机的负载转矩和轧制力之间的动态，总张力是描述如下（山下等人，1975年）：G i =G i0+miT i−1−niT i，(3)Pi =P i0−p i T i−1−q i T i，(4) 如m i，n i，p i和q i是常量，这是取决于规格和条件及轧制过程。

通常他们由减少比例给出((r i=(H i−h i)/h i)，)，卷半径(R i)，变形的卷半径(R).G i0和P i0是一个初始起伏转矩和轧制力假设T i−1=T i=0和描述的如下G i0=l i P i0(5) 从公式（3）-（5），中间机座总的张力，（T i）可以从轧制动力学计算如下T i=（liP i−Gi+aiT i−1）/b i T0= 0 (6) 参数的a i和b i定义如下a i=m i+lip i，b i=ni−l i q i，(7) 转矩臂（l i）是作为一个功能的厚度输入（H），输出（h）和轧制力（P）如下l i=f(H i，h i，P i) (8) 注意到中间机座张力，可以通过如公式（6）所示的轧制扭矩（克），扭矩臂（升），轧制力（p）计算出。

P可以通过轧机牌坊的称重传感器配备测量G和L都必须T通过如下计算得到张力。

轧制扭矩（G）计算如下：Gi=GM i−GA i−Gf i，(9) 其中GM i是主电机总的扭矩，GA i是加速转矩和GF i是损失扭矩，他们下列方程所表示：GM i=C1i·（I i·V i）/N iGA i=（C2i·J i）dNi/d tGf i=f(P i，N i)，(10) I是一个主电机电流（A），V是该电压（V），C1和C2是电动机转矩常数和f（x）的功能是的X，通常GF i是小于其他力矩，我们可以无视其效果。

既然我们可以测量的GMI和GA i，只有转矩臂（L i）要为模型计算中间轧机张力。

如公式（6）所示从公式（6）及（7）扭矩ARM描述如下表1 无活套和建议算法的比较项目无活套控制建议控制张力计算用第I 架轧机的电流（仅在第一架的电流不同）用锁电流的不同并且测量第I和(I+1)架轧机的电流（俩架轧机的电流不同）前张力绝对张力（公式6）张力差合适宽度厚板（6毫米以上）厚板和薄板（所有厚度）合适的轧机前轧机（第一和第二架轧机）所有轧机l i=（G i−m i T i−1+n i T i）/（P i+p i T i−1+q i T i）(11) 在公式（11），最初的转矩臂（l i0），它是由带钢进入(i+1)轧机前的扭矩臂定义的，它的表示如下：l i0(H i0，h i0，P i0)=（G i0−m i0T(i−1)）/（P i0+p i0T(i−1)）(12) 凡标“0”的价值是，当张力（T i）是零和T i-1给出了。

当带钢通过（i+1）架轧机，轧制力和每个轧机的厚度各有不同，然后转矩ARM和中间机座的张力也各有不同显示，如公式（6）和（8）所示。

变化的扭矩，可以用微分形式来描述如公式（8）所示：△l i=l i0{K1i*H i/H i0+K2i*h i/h i0+K3i*P i/P i0}，(13)△H i=H i−H i0，△h i=h i−h i0，△P i=P i−P i0系数K1i，K2i，K3i是r i，R i，h i的函数，他们有以下因素决定：Kj i=f(ri，hi，Ri)，j=1，2，3 . (14)扭矩可从公式（12）和（13）中求出，如下所示：l i=l i0+△l i(15) 据指出，上述张力模型类似于热轧精轧机的无活套张力模型（山下等人，1975年；诸冈等人，1976年）。

即，张力的计算是只能用主电机电流（ii），这是简要介绍如下T i=fT(I i，P i，l i，) (16) 不过，这是表明，从图3和4 看出，带钢头部的宽度收缩与相邻两架轧机主电机目前的差异有密切的关系。