本发明涉及一种控制方法，具体涉及一种冷轧带钢卷取张力控制方法，尤其适用于品种规格变化大或设备状态劣化时的穿带张力确定，属于钢铁冶金
技术领域：
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背景技术：
：带钢卷取作为钢卷下线前的最后一道工序，如果卷取张力控制不好，就会产生心形卷、塌卷、或松卷缺陷，影响成材率，尤其是心形卷缺陷，严重时由于不满足下工序上卷要求，甚至造成整卷报废。现有技术中，一般采用斜坡张力控制方法，即在刚开始卷取时，卷取的张力要比设定张力大，当钢卷卷到规定卷径时，才进入设定的卷取张力进行卷取。卷取张力与卷径的波形图参见附图1。通过输入硬芯张力倍数，在设定张力的基础上，得到穿带张力；通过输入规定卷径值，给出设定张力控制的卷径起始点。其中硬芯张力倍数的确定方法很多，但大多是基于经验或试验数据，然后查表获得。如申请号201610439217.1一种控制带钢卷取张力的方法和装置，以及申请号201210474676.5防止塌卷现象产生的卷取机穿带张力控制方法。当生产超出经验或试验数据的新规格、品种和表面产品时，以及卷取机能力和状态劣化时，现有技术未给出相应的穿带张力设定方法，因此，迫切的需要一种新的方案解决该技术问题。技术实现要素：本发明正是针对现有技术中存在的技术问题，提供一种冷轧带钢卷取张力控制方法，该方案在针对产品品种规格和表面变化大、或者卷取机设备劣化时，快速给出较佳的单位穿带张力值方法，避免了发生心形卷、塌卷、或松卷的问题。为了实现上述目的，本发明的技术方案如下，一种冷轧带钢卷取张力控制方法，其特征在于，所述方法具体如下：步骤1：根据带钢的屈服强度、最大静摩擦系数、横截面积、卷取机能力和状态确定硬芯张力倍数；步骤2：根据卷筒直径和钢卷外径，确定设定张力起始点的规定卷径；步骤3：根据所述硬芯张力倍数及设定张力起始点规定卷径控制卷取张力。作为本发明的一种改进，所述步骤1中，所述带钢屈服强度[360,430]mpa，厚[0.17,0.6]mm，宽[650,1080]mm，外径[550,2000]mm；上述方案中，所述硬芯张力倍数k=t/t（1）；其中单位设定张力t根据品种、规格，在生产调试时确定；单位穿带张力t根据公式（2）计算：t=k0k1k2μ0σs（2）；公式（2）中，所述设备能力系数k0取值区间[0.5,0.55]，优选值0.52和0.53；所述设备状态系数k1取值区间[0.94,1]，优选值：状态优1，一般0.97，差0.94；所述横截面系数k2取值区间[0.7,1.1]，对应带钢厚度h(mm)*宽度b(mm)范围[110,650]，当h(mm)*b(mm)=110时，k2取1.1；当h(mm)*b(mm)=650时，k2取0.7；当h(mm)*b(mm)为其他值时在k2取值区间[0.7,1.1]内均匀插值确定k2值。即根据公式（3）计算k2：k2=1.1-0.4*(h*b-110)/540（3）；μ0为钢卷层间的最大静摩擦系数、σs为带钢材料的屈服强度。作为本发明的一种改进，所述步骤2中，根据公式（4）计算设定张力起始点规定卷径dt；（4）；根据公式（5）计算钢卷外径；（5）；公式（5）中w为所述钢卷的卷重，ρ为所述钢卷材料密度，b为所述带钢宽度，dreel为所述卷筒直径。作为本发明的一种改进，所述步骤3中，根据硬芯张力倍数k及设定张力起始点的规定卷径dt控制卷取张力，穿带张力t=kt，其中t为设定张力，根据品种、规格，在生产调试时确定，在卷径[dreel,dt]范围内，单位卷取张力由t到t匀速减少；从卷径达到dt开始，按单位设定张力t进行恒张力卷取。一种冷轧带钢卷取张力控制方法的控制装置，其特征在于，所述装置包括：第一确定单元，根据带钢的屈服强度、最大静摩擦系数、横截面积、卷取机能力和状态确定硬芯张力倍数；第二确定单元，根据卷筒直径和钢卷外径，确定设定张力起始点的规定卷径；控制单元，用于根据所述硬芯张力倍数及设定张力起始点规定卷径控制卷取张力。作为本发明的一种改进，所述的第一确定单元21、第二确定单元22和控制单元23由该装置中的中央控制器（cpu，centralprocessingunit）、数字信号处理器具（dsp，digitalsignalprocessor）、可编程逻辑阵列（fpga，fieldprogrammablegatearray）、微控制单元（mcu，microcontrollerunit）实现。相对于现有技术，本发明具有如下优点，该技术方案在单位穿带张力计算公式中，关联了钢卷材料屈服强度、带钢层间最大静摩擦系数、卷筒设备能力、设备状态、带钢截面积5个因素，更加适合于在产品品种规格切换、表面摩擦系数变化，或卷筒设备劣化时，快速给出较佳的卷取张力控制值，减少心形卷、塌卷、或松卷缺陷的发生。附图说明图1为本发明所述卷取张力对卷径的波形图；图2为本发明实施例提供的冷轧带钢卷取张力控制方法流程示意图；图3为本发明实施例提供的冷轧带钢卷取张力控制装置结构示意图。具体实施方式：为了加深对本发明的理解，下面结合附图对本发明做详细的说明。实施例1：参见图1-图3，一种冷轧带钢卷取张力控制方法，其实施流程如图2所示，所述方法包括如下步骤：步骤1，根据所述带钢的屈服强度σs、最大静摩擦系数μ0、横截面积（厚度h*宽度b）、卷取机能力和状态确定硬芯张力倍数k；本步骤中，综合考虑了带钢屈服强度、最大静摩擦系数、横截面积、设备能力和设备状态5个因素对硬芯张力倍数的影响。具有在这5个因素变化时，快速给出较优穿带张力设定值的特点。根据公式（1）计算穿带张力：k=t/t（1）；其中单位设定张力t根据品种、规格，在生产调试时确定；如有某品种的设定张力如下表1所示：表1设定张力表产品厚度(mm)设定张力t（mpa）0.00≤th＜0.2133.80.21≤th＜0.2531.90.25≤th＜0.2930.90.29≤th＜0.3230.00.32≤th＜0.3529.40.35≤th＜0.4028.40.40≤th＜0.5027.40.50≤th＜0.6026.5例如：计划生产的某品种带钢1，厚h=0.2mm，宽b=1035mm，屈服强度σs=400mpa；带钢2，厚h=0.5mm，宽940mm，屈服强度σs=380mpa。单位穿带张力t根据公式（2）计算：t=k0k1k2μ0σs（2）；公式（2）中，所述设备能力系数k0取优选值0.52；所述设备状态系数k1取优选值：状态优1，一般0.97，差0.94；根据公式（3）计算横截面积系数k2：k2=1.1-0.4*(h*b-110)/540（3）；则，带钢1的k2=1.028，带钢2的k2=0.833。层间最大静摩擦系数μ0通过对典型表面的钢板实验测得。如：取一小块典型表面带钢，用弹簧秤称得重量mg=8.0n，缓慢加力牵引其在另一段带钢上开始水平滑动，记下刚开始滑动时最大牵引力f0=1.8n，根据公式f0=μ0mg,有μ0=0.225。查表1有：带钢1的单位设定张力t=33.8mpa；带钢2的单位设定张力t=26.5mpa。则相关穿带张力t和硬芯张力倍数k的计算结果如下表2所示：表2硬芯张力倍数计算表步骤2，根据卷筒直径dreel和钢卷外径d确定设定张力起始点的规定卷径dt。本步骤中，根据公式（4）计算设定张力起始点的规定卷径dt。（4）；本步骤中，为了便于生产控制，常取钢卷外径d值为一段时间内拟生产（或已生产）钢卷外径的平均值。进一步地，每个钢卷的外径可以根据公式（5）计算（5）；公式（5）中w为所述钢卷的卷重，ρ为所述钢卷材料密度，b为所述带钢宽度，dreel为所述卷筒直径。如：取机组前一个月生产的钢卷外径的平均值为钢卷外径值：d=1.186m,则根据公式（4）有=0.675m。步骤3，根据所述硬芯张力倍数和设定张力起始点钢卷直径控制卷取张力。由于步骤1中确定了硬芯张力倍数k和穿带张力t值，步骤2中确定了设定张力起始点钢卷直径dt，只要如附图1所示，在卷径[dreel,dt]范围内，卷取单位张力由t到t匀速减少；从卷径达到dt时刻开始，按单位设定张力t进行恒张力卷取即可。本实施例给出的冷轧带钢卷取张力控制方法，具有穿带张力设定值兼顾带钢屈服强度、表面摩擦系数、设备能力、设备状态和带钢截面积多因素的特点，使得穿带张力设定更加精细化，并对这些因素的变化更具适应性，最终使得卷取张力控制更加优化，减少心形卷、塌卷和松卷缺陷的发生。实施例2：相对于实施例1，本实施例还提供了一种冷轧带钢卷取张力控制装置。如图3所示。所述装置包括：第一确定单元21，第二确定单元22，控制单元23。其中，第一确定单元用于根据所述带钢的屈服强度σs、最大静摩擦系数μ0、带钢横截面积（即：厚度h*宽度b）、卷取机能力和状态确定单位穿带张力和硬芯张力倍数k。该确定单元综合考虑了设备能力、设备状态、带钢截面积、摩擦系数和带钢屈服强度因素对穿带张力设定值的影响。使得穿带张力设定更加精细化，并对这些因素的变化更具适应性，最终使得卷取张力控制更加优化，减少心形卷、塌卷和松卷缺陷的发生。第一确定单元，用于根据公式（1）计算硬芯张力倍数k=t/t（1）；公式（1）中的设定张力t值，根据品种、规格在生产调试时确定，并建立设定张力表。第一确定单元内存储有所述设定张力表。第一确定单元，用于根据公式（2）计算穿带张力t：t=k0k1k2μ0σs（2）；公式（2）中带钢层间最大静摩擦系数μ0通过对典型表面的钢板实验测得后输入第一确定单元；带钢屈服强度σs通过产品设计或检验获得。所述k0（张力系数）取值区间[0.5,0.55]，优选值0.52和0.53，主要根据设备能力选取；所述k1（设备状态系数）取值区间[0.94,1]，优选值：状态优1，一般0.97，差0.94；所述k2（带钢截面系数）取值区间[0.7,1.1]，对应带钢厚度h(mm)*宽度b(mm)范围[110,650]，当h(mm)*b(mm)=110时，k2取1.1；当h(mm)*b(mm)=650时，k2取0.7；当h(mm)*b(mm)为其他值时在k2取值区间[0.7,1.1]内均匀插值确定k2值。第一确定单元，用于根据公式（3）计算k2：k2=1.1-0.4*(h*b-110)/540（3）；如：对实施例1中的带钢1和带钢2，根据实验测得最大静摩擦系数μ0=0.225，根据生产信息获得带钢屈服强度σs，并根据设备能力、设备状态和带钢截面积选定k0（取优选值0.52）、k1和k2后，算得设备状态一般时穿带张力t分别为46.67和35.9mpa；设备状态较差时，穿带张力t分别为45.22和34.8mpa。相应地，设备状态一般时，所述带钢1和带钢2的张力倍数为1.38和1.36；设备状态劣化时，所述带钢1和带钢2的张力倍数为1.34和1.31。当第一确定单元21确定出穿带张力或张力倍数后，第二确定单元用于根据卷筒直径及钢卷直径确定设定张力起始点的规定卷径dt。第二确定单元22根据公式（4）计算设定张力起始点的规定卷径dt。（4）；这里，第二确定单元根据公式（5）计算钢卷直径（5）；在公式（5）中，w为所述钢卷的卷重，ρ为钢卷材料密度，b为带钢宽度，卷筒直径dreel。为了便于生产控制，常取钢卷外径d值为一段时间内拟生产（或已生产）钢卷外径的平均值。如：取机组前一个月生产的钢卷外径的平均值为钢卷外径值：d=1.186m,则根据公式（4）有=0.675m。控制单元23，用于根据硬芯张力倍数k和设定张力起始点钢卷直径dt控制卷取张力。由于第一确定单元21算得了硬芯张力倍数k和穿带张力t（t=kt）值，第二确定单元22算得了设定张力起始点钢卷直径dt，只要如附图1所示，在卷径[dreel,dt]范围内，卷取单位张力由t到t匀速减少；从卷径达到dt时刻开始，按单位设定张力t进行恒张力卷取即可。实际应用中，所述的第一确定单元21、第二确定单元22和控制单元23可以由该装置中的中央控制器（cpu，centralprocessingunit）、数字信号处理器具（dsp，digitalsignalprocessor）、可编程逻辑阵列（fpga，fieldprogrammablegatearray）、微控制单元（mcu，microcontrollerunit）实现。本实施例给出的冷轧带钢卷取张力控制装置，其第一确定单元21，综合考虑了带钢屈服强度、表面摩擦系数、设备能力、设备状态和带钢截面积5个因素的影响，具有穿带张力设定更加精细化，同时便于在影响因素变化时，迅速给出较优穿带张力设定值的特点。最终使得卷取张力控制更加优化，减少心形卷、塌卷和松卷缺陷的发生。需要说明的是上述实施例，并非用来限定本发明的保护范围，在上述技术方案的基础上所作出的等同变换或替代均落入本发明权利要求所保护的范围。当前第1页12