冷连轧机双卷取速度切换及建张方法与流程

本发明属钢铁生产控制技术领域，尤其涉及一种冷连轧机双卷取速度切换及建张方法。

背景技术：

冷连轧机组的生产来料主要是热轧薄板，最终产品用于家电、汽车和建筑等行业。对于一般用户而言，冷轧带钢是其直接面对的轧制成品，因此对生产连续性有很高的要求。Corrsel卷取机布置在冷连轧机的出口，两个卷筒布置在轮盘上成180°对称放置，卷筒围绕各自的芯轴旋转，芯轴分别由两个有公共轴线的空心轴输入传动，卷筒由旋转液压缸驱动实现胀缩；卷取轮盘外周的大齿圈与齿轮啮合，通过导辊支撑，由驱动装置提供驱动回转，由制动液压缸驱动制动器实现制动，由夹持液压缸驱动夹持装置实现夹持；卷筒由单独的电机通过齿轮减速系统将运动传递。安装在可绕轴旋转的公用轮盘内，可实现连续、交替的带钢卷取。

主令速度控制(Master Ramp Generator简称MRG)是为整个轧机的传动产生速度设定值。它的主要功能是计算轧机传动的速度设定、依据轧机线协调功能的要求带头带尾定位、带钢尾部自动减速、同时产生多个主令速度、卷取张力斜坡控制。冷轧机中接触带钢的传动系统通过MRG提供正常的速度和加速度，速度通过斜坡功能进行改变，速度改变的开始和结束的曲线形状是一种平滑圆弧形，并且速度改变使用预控功能达到一致加速的目的，这种特性对于卷取和机架传动抑制张力波动至关重要。

与冷连轧机主令速度控制的高速发展相比，卷取双卷筒在剪切后穿带及过渡到正常轧制的主令速度切换设定控制技术尚在起步阶段，由于穿带张力建立和卷取轮盘旋转带来的影响，国内外此领域的控制精度普遍不高，实现有效稳定工业应用的较少。其中以SIEMENS公司为代表开发的卷取卷筒的速度切换控制系统，都是应用二级模型的设定值作为控制依据，然后乘以斜坡系数，得到轧制位卷筒和穿带位卷筒的速度改变量。由于模型关系复杂，回归过程速度较慢且经常发生回归异常，所以其控制精度不高。为提高卷筒速度切换过程控制精度，对现有控制系统进行研究，利用设置两个主令速度和穿带张力附件设定控制，达到使剪切后带钢平稳由穿带位卷筒切换到轧制位卷筒，并能够快速建立穿带张力。本发明可显著提高生产率、提高钢卷质量，可带来可观的经济效益和社会效益，可广泛应用在冷连轧机组。

技术实现要素：

针对上述缺陷，本发明所要解决的技术问题提出一种适合于冷连轧机双卷取在穿带位和轧制位及切换过程速度设定方法，解决冷轧生产过程中，在带钢剪切后穿带卷取快速建立张力和两个卷取速度切换时出现的死区问题，实现双卷取之间的速度平滑切换。提高冷轧生产的生产率和稳定性，达到提高成品质量和市场竞争力的目的。

为达到上述目的，本发明采用了如下的技术方案：

一种冷连轧机双卷取速度切换及建张方法，其特征在于：冷连轧生产线起车、带钢运行，额定速度、加速度、扰动时间通过MRG计算，分配到相关处理器；以实现全线所有带钢传动按给定主令斜坡来变速，达到带钢传动输出的参考速度同步运行，同样在加减速输出的参考速度也必须保持同步运行，设定步骤如下：

a设定轧机双卷取在穿带位的为穿带卷取，在轧制位的为轧制卷取；

b双卷取主令速度切换：

1)冷连轧生产线传动设备正常运行在主令速度1即MR1上，当带钢剪切点运行到第1机架，线协调功能LCO发出信号，轧机MR1开始减速到剪切速度；

2)此时穿带卷取钢卷未占用即空，则根据LCO的控制字穿带卷取开始启动升速，运行在主令速度2即MR2上；

3)轧制卷取占用一直运行在MR1上，此时穿带卷取的速度MR2设定为剪切速度；

4)穿带卷取空运行在MR2上逐渐加速到MR1，这时穿带卷取速度由MR2切换到MR1，穿带卷取的速度相当于轧制卷取占用的速度；

5)当飞剪开始剪切，轧制卷取占用的速度由MR1切换到MR2，并开始从MR2逐渐减速到0；

6)卷取轮盘转动穿带卷取和轧制卷取交换位置，而原穿带卷取转动轧制位后一直运行在MR1开始卷取带钢正常运行；

c穿带时卷曲速度设定：

V_thread＝V_MR1+ΔV＝V_MR1+K·V_MR1

式中，V_thread为穿带时卷取速度设定；V_MR1为生产线主令速度1；ΔV为穿带时卷曲附加线速度，K为依据生产线速度的张力建立速度附加系数，取值0.15-0.3。

本发明以冷轧硅钢1500mm五机架全六辊轧机为对象，以冷轧实现卷取速度切换及张力平稳过渡作为目标函数，建立了针对双卷取速度切换设定方法，提出新的适应冷连轧机双卷取速度切换方法；通过卷取速度参考值、速度实际值以及工作方式切换点的切换值和保持值的设定，提高冷轧换卷时张力的控制精度；提出建立张力到正常生产张力的过渡过程的设定方法；此方法投入能够实现对于双卷取机的速度切换的平滑过渡，减少对张力的冲击，提高了轧制过程的稳定性和精度，同时此方法可以利用原有控制设备易于维护，同时节省技术引进资金投入，满足冷轧日益严格的厚度质量和增强市场竞争力需要。

附图说明

图1本发明的1500mm硅钢冷连轧机双卷取结构图；

图2本发明的双卷取速度切换曲线图；

图3本发明的穿带卷取建张控制图；

其中，1-1^#卷筒；2-2^#卷筒；3-轮盘；4-轮盘销子；5-止动器；6-止动器锁；7-夹紧器；8-夹紧器锁。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作详细的说明。

本发明提供的技术是在冷轧硅钢1500mm五机架冷连轧机双卷取上完成，实现过程如下：

1.Carrousel卷取机双卷取结构如图1所示，包括1-1^#卷筒；2-2^#卷筒；3-轮盘；4-轮盘销子；5-止动器；6-止动器锁；7-夹紧器；8-夹紧器锁。

设置1-1^#卷筒卷取为穿带卷取，设置2-2^#卷筒卷取为轧制卷取。正常生产中，穿带卷取无钢卷，轧制卷取钢卷占用。

2.双卷取主令速度切换过程如图2所示，生产线传动设备正常运行在MR1上，当带钢剪切点运行到第1机架，LCO发出信号，MR1开始减速到剪切速度，此时如果1#卷筒钢卷未占用，则根据LCO的控制字1-1^#卷筒开始运行在MR2上。2-2^#卷筒(占用)一直运行在MR1上，此时2-2^#卷筒的速度为剪切速度。1-1^#卷取机(空)运行在MR2上逐渐加速到MR1，这时1-1^#卷取机由MR2切换到MR1，1-1^#卷取机的速度相当于2-2^#卷筒(占用)的速度。当飞剪开始剪切，2-2^#卷筒(占用)由MR1切换到MR2，并开始从MR2逐渐减速到0，2#卷取(占用)停止，速度为0，而1-1^#卷筒一直运行在MR1开始卷板。

3.穿带卷取张力建立的附加速度设定如图3所示，

在卷取过程中，卷取张力的产生是由于带钢在末机架的出口速度与进入卷取的入口速度不同造成，即速差使带钢产生弹性形变，形变产生张力。为了保证穿带卷取恒张力控制，实现转矩控制方式，必须使速度调节器饱和，附加线速度ΔV就是其中重要一环。正常生产过程的剪切速度为150m/min，穿带建立张力的附件速度系数为0.3，则穿带卷取张力建立的附加速度设定为195m/min，即

V_thread＝V_MR1+ΔV＝V_MR1+K·V_MR1＝150+0.3×150＝195。