一种解决薄带钢在卷取穿带过程中产生褶皱的方法与流程

本发明属于轧钢控制技术领域，特别是涉及冷轧带钢处理生产线在轧制薄带钢的穿带控制系统，具体地说是一种解决冷轧薄带钢在双卷取机，穿带过程中出现褶皱现象的控制方法。

背景技术：

在带钢冷轧处理生产线中，快的轧制节奏、顺利穿带在带钢生产效率以及产品质量中占有重大意义。而冷轧带钢的顺利穿带是带钢生产工艺的重要组成部分，如果不能进行顺利穿带，不但影响生产的轧制节奏，而且还可能造成由于带钢褶皱问题影响产品的质量。

冷轧处理线出口段卷取机的穿带控制主要由转向夹送辊、压辊、运输皮带、可涨缩芯轴、穿带台、皮带助卷器等设备的有序动作来实现带钢的穿带功能。冷轧处理线出口段大多采用双卷取机(即双通道)进行带钢卷取，双卷取机穿带的主要控制设备简图如图1所示：1#转向夹送辊、1#卷取机、1#穿带台完成1#通道的卷取；1#转向夹送辊、运输皮带、2#转向夹送辊、2#穿带台、2#卷取机完成2#通道的卷取。

生产中，卷取机穿带是以穿带速度将横切剪剪断的带钢从剪子位置送至卷取机，直到卷取机卷取三圈。在卷取机穿带之前，出口段的所有压辊、夹送辊关闭，而后出口段传动设备以穿带速度运转。当带钢到达卷取机芯轴位置时，卷取机由速度控制切换到转矩控制，保证卷取机的前几圈压紧。当卷取机卷取3圈后，皮带助卷器打开，所有压辊以及夹送辊打开，随后出口段速度切换到常速状态正常卷取。通常的传统带钢卷取方法(自动穿带控制步序如图2所示)：

步序1：出口段的所有压辊、夹送辊压下；

步序2：出口段以穿带速度运行(例如：张力辊、转向夹送辊、卷取机等)此时卷取机以速度控制模式运行；

步序3：带头到达卷取机芯轴位置(该位置由速度辊码盘计算得出)时，卷取机控制模式切换到转矩控制模式，并且其速度设定值为穿带速度叠加一个附加速度ΔV，出口段其它传动设备速度保持穿带速度不变；

步序4：判断卷取机卷取带钢是否达到三圈且卷取机传动达到饱和；

步序5：出口段压辊、夹送辊、助卷器全部打开，同时出口段速度切换到常速状态，进行正常速度卷取；

经过上述5个步序，自动穿带过程结束。

在正常工作状态下，当带钢较厚时，自动穿带过程能很好地完成；而在生产薄带钢时，由于剪子到卷取机距离较远，带钢又通过两个转向夹送辊和运输皮带进行卷取，有时自动穿带不能很好地完成，还会在1#转向夹送辊处出现褶皱现象。

其原因主要是：当剪切完成后，带钢头部处于剪子正下方，在穿带时若剪子到卷取机距离较长，带钢再经过两段运输皮带的跌落；中间又没有纠偏装置校正；这样带钢头部在前进过程中极易偏离轧制线，当带钢头部达到卷取机且卷取机切到转矩模式时，带钢势必会立即产生设定的张力，若是带钢较薄，较薄的带钢在此张力下由于带钢跑偏的原因极易在1#转向夹送辊处出现褶皱现象，若是继续卷取的话会严重影响卷取的质量。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种解决在剪子距离卷取机较远时，卷取薄带钢由于跑偏造成穿带过程中产生褶皱现象的方法；适用于具有类似情况的处理生产线穿带自动化控制系统，能够很好地解决穿带褶皱现象，从而解决了由于褶皱造成的钢卷产品不合格的问题。

本发明有两点：一是在穿带过程中，带钢头部即将到达卷取机芯轴时，提前打开距离卷取机远处的1#转向夹送辊，这样在卷取机切换到转矩控制时，将带钢产生的张力传递到较远位置，避免带钢产生褶皱；其二是带钢到达卷取机芯轴，卷取机切换到转矩控制时，将速度附加值ΔV减小(在穿带完成后，此附加值恢复到正常)，这样减小切换时的冲击，同样也减小了产生褶皱现象的可能性。具体的控制方法为：

在执行原步序2过程中，增加转向夹送辊预控功能，即增加步序2′，就是当带钢头部通过2#转向夹送辊后，距卷取机芯轴位置还有L(L≤400毫米)距离时，打开1#转向夹送辊；执行增加步序3′，降低ΔV的值为ΔV′(ΔV′＝K*ΔV，K≤90％)；执行增加步序4′；其具体控制步序为：

1、执行增加步序2′；

(1)判断带钢是否为薄带钢(带钢厚度0.7mm以下为薄带钢)；若是薄带钢，则判断带钢头部距卷取机芯轴位置L，L选定范围为≤400毫米；

(2)打开1#转向夹送辊；

2、执行增加步序3′，带头到达卷取机芯轴位置(该位置由速度辊码盘计算得出)时，卷取机控制模式切换到转矩控制模式,且卷取机转矩模式下速度设定为ΔV′值；降低ΔV的值为ΔV′(ΔV′＝K*ΔV，K≤90％)；

3、执行增加步序4′，判定卷取机卷取带钢达到三圈且卷取机传动达到饱和时，将卷取机转矩模式下降低后的速度附加值恢复到正常速度数值ΔV；

4、执行原步序5

本发明的主要特征在于：通过在传统的穿带控制方式上，增加步序2′、3′、4′，解决了由于长距离穿带导致的薄带钢产生褶皱的问题。

一种解决薄带钢在卷取穿带过程中产生褶皱的方法，步序如下：

步序一、出口段的所有压辊、夹送辊压下；

步序二、出口段以穿带速度运行(例如：张力辊、转向夹送辊、卷取机等)此时卷取机以速度控制模式运行；

判断带钢是否为薄带钢(带钢厚度0.7mm以下为薄带钢)；若是薄带钢，则判断带钢头部距卷取机芯轴位置L，L选定范围为≤400毫米；打开1#转向夹送辊；

若不是薄带钢，则使用传统带钢卷取方法进行；

步序三、带头到达卷取机芯轴位置(该位置由速度辊码盘计算得出)时，卷取机控制模式切换到转矩控制模式，且卷取机转矩模式下速度设定ΔV′值(ΔV′＝K*ΔV，K≤90％)；

步序四、判定卷取机卷取带钢达到三圈且卷取机传动达到饱和时，将卷取机转矩模式下降低后的速度附加值恢复到正常数值ΔV；

步序五、出口段压辊、夹送辊、助卷器全部打开，同时出口段速度切换到常速状态，进行正常速度卷取，直至卷取完成。

经过上述5个步序，自动穿带过程结束。

本发明的有益效果在于：通过在穿带时序中增加步序，促使带钢在将接触卷取机时提前打开1#转向夹送辊，保证在建张瞬间将带钢张力传递到较远的位置，消除了由于跑偏造成的在1#转向夹送辊处产生的褶皱现象，同时将速度附加值降低，减小了建张时的冲击；这样即保证了钢卷顺利的无褶皱穿带。这不但保证了快的轧制节奏，同时还提高了产品的质量。

附图说明

图1为双卷取机穿带的主要控制设备简图

图2为正常穿带的控制流程图

图3为本发明的自动穿带控制流程图。

具体实施方式

下面以某公司镀铝锌生产线出口卷取机的自动穿带过程进行分析，说明增加转向夹送辊预控功能以及减小速度附加值后的控制效果。

生产过程中，出口卷取准备时序完成后，按通常的自动穿带控制流程(如图2所示)进行自动穿带，当用2#卷取机卷取0.7mm厚以下的带钢时，在带钢头部到达2#卷取机芯轴位置且卷取机切换为转矩控制过程中，很明显看到在1#转向夹送辊的传动侧产生大概距离为2米的褶皱。在继续卷取过程中可以看到卷取内几圈中产生褶皱现象，严重地影响卷取质量。此种情况发生后，只能手动停车剪断带钢。

在通常的自动穿带步序中，添加了1#转向夹送辊预控功能以及穿带过程卷取机转矩模式下降低附加速度值的方法；消除了穿带过程中产生的褶皱现象，保证了自动穿带控制过程的顺利进行。

具体控制为：

1.码盘数据的处理：速度辊所选取的码盘为PI_HOG1024，即码盘旋转一圈为1024个码值，速度辊的减速比为20.401，速度辊的直径为1000毫米；则速度辊的一个码值对应的距离为0.1504毫米((3.1416*1000)/(1024*20.401)＝0.1504)。

2.卷取机芯轴的物理位置计算：本产线2#转向夹送辊距离剪子正下方距离为11200毫米，2#转向夹送辊距离卷取机芯轴垂直距离为3300毫米，水平距离为3000毫米，可以通过几何关系计算得到带钢头部从剪子到达芯轴距离为15600毫米。

3.穿带过程中，执行到原步序2时，执行增加步序2′；

(1)判断带钢厚度是否小于等于0.7mm；判断带钢头部距卷取机芯轴位置L，选定距离卷取机芯轴400毫米时，打开1#转向夹送辊，即判定带钢头部从剪子行走距离小于等于15200毫米(15600毫米-400毫米)时；

(2)打开1#转向夹送辊；

4.执行步序3′，卷取机切换到转矩模式下速度设定值附加一个降低后的ΔV′值；原ΔV＝15m/min，选定K＝70％，则降低后的ΔV′＝10.5m/min

5.执行步序4′，判定卷取机卷取带钢达到三圈且卷取机传动达到饱和后，将卷取机转矩模式下降低的速度附加值10.5m/min恢复到正常数值15m/min。

6.出口段压辊、夹送辊、助卷器全部打开，同时出口段速度切换到常速状态，进行正常速度卷取。

通过现场应用实践，若利用原控制系统进行2#卷取机穿带时，当带钢厚度在0.7mm以下时，几乎100％产生穿带褶皱现象；只能选用1#卷取机进行穿带。当在穿带过程中采用了新的控制方法后，100％完成了带钢无褶皱的自动穿带功能。

结论：本发明在通常的自动穿带控制基础上，增加了转向夹送辊预控以及卷取机在转矩控制模式下的速度附加值降低功能，克服了薄带钢在长距离穿带过程中由于无纠偏设备造成带钢跑偏，导致的穿带褶皱现象；保证了在穿带过程中钢卷内圈无褶皱。