专利名称：带钢无辊纠偏方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及带钢纠偏技术，尤其涉及非接触的带钢纠偏方法及装置。(二) 背景技术在现代化连续带钢生产中，由于设备安装、带钢的板形等方面的 原因，高速运行的带钢会出现跑偏现象，使带钢表面出现划伤，降低 了产品质量，严重时还会造成断带等生产和设备事故，降低了劳动生 产率，增加了排故时间和费用。因此，需要在带钢生产线上安装带钢 纠偏装置。现有的带材生产线的自动纠偏方法有如下三种 电一液伺服纠偏方法。该方法是将纠偏辊安装在一个浮动机架上， 电一液伺服系统根据安装在带材生产线上的光电传感器检测到的带材 位置信号，来控制液压缸驱动浮动机架偏转，从而改变纠偏辊与带材 运行方向的角度，达到纠偏的目的。这种纠偏方法是目前高速带材生 产线上比较普遍采用的方法。但是，这种方法有以下几方面的缺点 (1)纠偏装置惯性大；(2)系统复杂；(3)液压系统泄漏；(4)系统 响应慢。因此，采用这种纠偏方法的装置本身往往会引起生产质量事 故和不必要的停机。气动纠偏法。日本专利JP200298519公开了一种气动纠偏法，纠 偏辊轴一端安装枢轴，纠偏辊可以绕该端转动；另一端与气缸连接， 控制系统根据安装在带材生产线上的位置传感器检测到的带材位置信 号，控制气缸的行程以改变纠偏辊与带材运行方向的角度，实现纠偏。 该纠偏方法响应速度慢，无法解决高速带材的跑偏问题。利用磁力和磨压方式纠偏。如中国专利CN02159175.X，它利用 磁力和磨压方式对带材进行纠偏，该专利的缺点是(1)只适用于磁
性带材；(2)纠偏能力低。磨压纠偏是在主要传动辊两端上方设置两 个磨压轮，带材的两边被夹在传动辊和磨压轮之间，通过调节某一侧 的磨压轮与传动辊之间的压力或松紧度来实现纠偏。这种方法比较适 合于薄带，而且由于磨压轮的压紧，带材横截面张力分布不均，带材 表面沿运行方向会产生压痕缺陷。上述三种纠偏法都是接触式纠偏，接触式纠偏法除了响应速度慢、 系统维护复杂外，还由于引入了纠偏辊，增加了带钢划伤和产生其它 带钢表面缺陷的机会。
发明内容本发明的目的在于提供一种带钢无辊纠偏方法及装置，该纠偏方 法和装置采用电磁力，可以减轻或防止带钢跑偏，该纠偏装置结构简 单，响应速度快。本发明是这样实现的 一种带钢无辊纠偏方法，是对带钢容易跑 偏或对跑偏量有要求的位置，在带钢两侧上方安装一对电磁铁；当带 钢跑偏量检测系统实时地检测到带钢跑偏时，将检测信号转换为电信 号并输入计算机控制系统，计算机控制系统对电信号进行采集、运算， 得到带钢的跑偏量和跑偏方向，通过控制两个电磁铁的励磁电流来改 变带钢与电磁铁之间的间隙，对带钢进行纠偏，同时位移传感器检测 电磁铁和带钢之间距离，并将检测信号输入给计算机控制系统，计算 机控制系统经运算后输出信号分别控制两侧电磁铁的励磁电流，以此 改变两侧电磁吸力，达到纠偏的目的。一种带钢无辊纠偏装置，包括带钢跑偏量检测系统、纠偏电磁铁、 功率放大器、位移传感器和计算机控制系统，纠偏电磁铁位于带钢两 侧上方，带钢跑偏量检测系统安装在带钢运行方向上，位于纠偏电磁 铁的前面或后面，将检测到的带钢跑偏量和跑偏方向信号输入到计算 机控制系统，计算机控制系统经运算后输出控制纠偏电磁铁的励磁电 流；位移传感器实时检测电磁铁和带钢之间距离，并将检测信号输入 给计算机控制系统。所述纠偏电磁铁安装在需要纠偏位置的带钢上方，对称地分布在
带钢运行控制中心线的两侧，纠偏电磁铁与功率放大器相连接，计算 机控制系统输出的信号经功率放大器来驱动纠偏电磁铁。所述位移传感器安装在纠偏电磁铁附近，位移传感器将检测到电 磁铁与带钢间的距离信号传送至计算机控制系统中。本发明是采用安装在带钢上方距离带钢表面一定尺寸的一对电磁 铁，通过计算机控制系统改变电磁铁的励磁电流大小，利用电磁力调 节带钢两边的松紧程度实现带钢纠偏，是一种非接触式纠偏方法，可 去掉现有纠偏系统普遍使用的纠偏辊，较好地解决了现有接触式纠偏 方法存在的问题，提高了带钢的表面质量。本发明结构简单，具有较 高的响应速度和纠偏精度，易于实现计算机控制。(四)
图1为本发明带钢无辊纠偏装置结构示意图； 图2a和图2b为纠偏电磁铁电磁力分析示意图； 图3为本发明带钢无辊纠偏原理示意图； 图4为实施例1的带钢无辊纠偏装置结构示意图； 图5为实施例2的用于连退机组带钢进入活套前的无辊纠偏结构 示意图。图中l传动辊，2运行的带钢，3带钢跑偏量检测系统，4纠偏 电磁铁，5位移传感器，6计算机控制系统，7功率放大器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步说明。参见图1， 一种带钢无辊纠偏方法，是在带钢容易跑偏或对跑偏量 有要求的位置，在带钢2两侧上方安装一对电磁铁4;当带钢跑偏量检 测系统3实时地检测到带钢2跑偏时，将检测信号转换为电信号并输 入计算机控制系统6，计算机控制系统6对电信号进行采集、运算，得 到带钢2的跑偏量和跑偏方向，通过控制两个电磁铁4的励磁电流来 改变带钢2与电磁铁4之间的间隙，对带钢2进行纠偏，同时位移传 感器5检测电磁铁4和带钢2之间距离，并将检测信号输入给计算机
控制系统6，计算机控制系统6经运算后输出信号控制电磁铁4的励磁电流。参见图2，纠偏电磁铁4产生的电磁力的大小反映了纠偏能力的大小。电磁力的原理是根据电磁场理论得出的，电磁铁的电磁力Fm为^ =《脚0=//0，)2,2) (1)式中Bh:气隙磁感应强度，"(T.铁芯材料的真空磁导率，J:磁力线在气隙通过的截面积，为简化起见，可以按电磁铁铁 芯正对带钢的截面积计算， N:电磁铁线圈匝数， I:励磁电流，h:电磁铁到带钢表面的距离。当带钢2 —侧被电磁铁4吸引抬高，带钢2与电磁铁4成a角时， 带钢2所受电磁力的情况如图2a、图2b所示。由于电磁力的大小与气隙距离的平方成反比关系，因此电磁力的 方向一定是电磁铁4到带钢2表面的最短路径方向。可以将电磁铁分 成小的微单元As,，其对带钢产生的吸力A垂直于带钢表面。整个电磁 铁对带钢的吸力Fm是所有微小单元电磁铁对带钢表面作用力p,的叠 加，即Sp,。电磁力Fm的方向垂直于带钢表面，作用点的位置不正对 于电磁铁的中心，而是偏向间隙小的一侧。Fm水平分力就是纠偏力Fi， 二者的关系为F^/^sinac参见图l、图3, —种带钢无辊纠偏装置，包括带钢跑偏量检测系 统3、纠偏电磁铁4、位移传感器5、计算机控制系统6和功率放大器 7。纠偏电磁铁4位于带钢2两侧上方，带钢跑偏量检测系统3位于纠 偏电磁铁4的前面或后面，将检测到的带钢2跑偏量和跑偏方向信号 输入到计算机控制系统6，计算机控制系统6对检测信号运算后输出控 制纠偏电磁铁4的励磁电流；位移传感器5检测电磁铁4和带钢2之 间距离，并将检测信号输入给计算机控制系统6。所述纠偏电磁铁4安装在需要纠偏位置的带钢2上方，对称地分 布在带钢2运行控制中心线的两侧，纠偏电磁铁4与功率放大器7相 连接，计算机控制系统6输出的信号经功率放大器7来驱动纠偏电磁 铁4，进而改变电磁力。由于电磁铁4的电磁力作用，使带钢2—侧抬 起，产生与带钢2跑偏方向相反的纠偏力，从而阻止带钢2跑偏，使 其回到正确的轨道运行。所述位移传感器5安装在纠偏电磁铁4附近，位移传感器5实时 检测电磁铁4到带钢2的距离，并将检测到的距离信号传送至计算机 控制系统6中，与带钢跑偏量检测系统3检测到的带钢跑偏信号-起 参与控制电磁铁4的动作。带钢无辊纠偏装置的控制方法按如下步骤执行1. 带钢跑偏检测系统3实时地将检测到的带钢2跑偏量转换为电 信号，计算机控制系统6对其进行采集、运算，得到带钢2的跑偏量 和跑偏方向；2. 当带钢2不跑偏或在规定的跑偏范围内运行时，两侧纠偏电磁 铁4与带钢2保持相同距离，对带钢2只起辅助支承作用，不纠偏；3. 当检测到带钢2偏离运行中心线向右侧跑偏时，计算机控制系 统6发出控制信号，通过功率放大器7，改变右侧电磁铁4励磁电流， 使其对带钢2产生向上且垂直于带钢2表面的电磁吸力Fm，带钢2右 侧抬起，电磁力的水平分力就是纠偏力Fj;反之，当检测到带钢2偏 离运行中心线向左侧跑偏时，计算机控制系统6通过功率放大器7，改 变左侧电磁铁4励磁电流，使其对左侧带钢2向上的吸力增大，带钢2 左侧抬起，产生向右方向的纠偏力Fj。位移传感器5不断地检测电磁 铁4和带钢2之间的距离并输入到计算机控制系统6，计算机控制系统 6根据带钢2跑偏量和电磁铁4到带钢2表面的距离综合控制纠偏电磁 铁4的励磁电流，使带钢2和纠偏电磁铁4保持一定距离。重复上述l、 2、 3步骤，使带钢纠偏装置处于实时监控状态。实施例1参见图4，对于宽度为1400mm的带钢2，采用一对底面尺寸为 150mmX 150mm的纠偏电磁铁4对称地布置在带钢2运行中心线的两 侧，两个电磁铁4外侧距离为1300mm。没有励磁电流时，电磁铁4 底面到带钢2表面的垂直距离为30mm。每个电磁铁4的中心位置布置 一个电涡流位移传感器5，用来测量和控制电磁铁4到带钢2的距离。电磁铁4正对带钢2的面积应尽可能大，这样一方面可以获得较 大的电磁纠偏力；另一方面比较大的正对面积可以使带钢2表面受力 均匀，可以消除由于电磁力集中对带钢2表面板形和其它表面质量的 不利影响。经试验，纠偏控制精度可以达到士lmm，甚至更高。实施例2参见图5，连续退火处理生产线(CAPL)带钢进入活套前采用无 辊纠偏方式对带钢进行纠偏。以上借助较佳实施例描述了本发明的具体实施方式
，但是应该理 解的是，这里具体的描述不应理解为对本发明的实质和范围的限定， 本领域内的普通技术人员在阅读本说明书后对上述实施例作出的各种 修改，都属于本发明所保护的范围。
权利要求
1.一种带钢无辊纠偏方法，其特征是在带钢容易跑偏或对跑偏量有要求的位置，在带钢两侧上方安装一对电磁铁；当带钢跑偏量检测系统实时地检测到带钢跑偏时，将检测信号转换为电信号并输入计算机控制系统，计算机控制系统对电信号进行采集、运算，得到带钢的跑偏量和跑偏方向，通过控制两个电磁铁的励磁电流来改变带钢与电磁铁之间的间隙，对带钢进行纠偏，同时位移传感器检测电磁铁和带钢之间距离，并将检测信号输入给计算机控制系统，计算机控制系统经运算后输出信号控制电磁铁的励磁电流。
2. —种带钢无辊纠偏装置，其特征是包括带钢跑偏量检测系统、 纠偏电磁铁、功率放大器、位移传感器和计算机控制系统，纠偏电磁 铁位于带钢两侧上方，带钢跑偏量检测系统位于纠偏电磁铁的前面或 后面，将检测到的带钢跑偏量和跑偏方向信号输入到计算机控制系统， 计算机控制系统经运算后输出控制纠偏电磁铁的励磁电流；位移传感 器检测电磁铁和带钢之间距离，并将检测信号输入给计算机控制系统。
3. 根据权利要求2所述的带钢无辊纠偏装置，其特征是所述纠 偏电磁铁安装在需要纠偏位置的带钢上方，对称地分布在带钢运行控 制中心线的两侧，纠偏电磁铁与功率放大器相连接，计算机控制系统 输出的信号经功率放大器来驱动纠偏电磁铁。
4. 根据权利要求2所述的带钢无辊纠偏装置，其特征是所述位 移传感器安装在纠偏电磁铁附近，位移传感器将检测到电磁铁与带钢 间的距离信号传送至计算机控制系统中。
全文摘要
本发明涉及带钢纠偏技术，尤其涉及非接触的带钢纠偏方法及装置。一种带钢无辊纠偏方法，其特征是在带钢容易跑偏或对跑偏量有要求的位置，在带钢两侧上方安装一对电磁铁；当带钢跑偏量检测系统实时地检测到带钢跑偏时，将检测信号转换为电信号，计算机对电信号进行采集、运算，得到带钢的跑偏量和跑偏方向，通过控制两个电磁铁的励磁电流来改变带钢与电磁铁之间的间隙，对带钢进行纠偏，同时位移传感器检测电磁铁和带钢之间距离，并将检测信号输入给计算机控制系统，计算机控制系统经运算后输出信号控制电磁铁的励磁电流。本发明结构简单，具有较高的响应速度和纠偏精度，易于实现计算机控制。
文档编号B65H23/032GK101152934SQ20061011656
公开日2008年4月2日 申请日期2006年9月27日 优先权日2006年9月27日
发明者张永杰, 王泽济 申请人:宝山钢铁股份有限公司