连轧时的张力设定计算和张力的自动控制

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1、连轧时的张力设定计算和张力的自动控制一、张力的产生1.张力的产生：由于在轧件长度方向上存在着速度差，使得轧件上不同部位处的金属有相对位移而产生张应力⇒张力2.大小表示：以平均单位张力σTm乘以所作用的横截面积A就是作用在轧件上的张力T，即：而σTm＜σs时，张力作用使轧件产生弹性变形。二、张力的种类和张力1.张力种类前张力：与轧制方向一致的张力后张力：与轧制方向相反的张力2.张力的作用：6个作用3.连轧过程中机架之间张力与其他工艺参数的关系（1）连轧秒流量相等⇒流量方程（2）连轧机组中，制约连轧关系的因素有4个，即：（取i、i+1机架）第i机

2、架轧辊入口处带钢的后张力与其给定值之间的偏差第i机架轧辊入口处带钢厚度与其给定值之间的偏差第i+1机架轧辊出口处带钢的前张力与其给定值之间的偏差第i和i+1机架轧辊中的金属变形抗力与其计算值之间的偏差上述的这些干扰和调节作用量的反作用，同样地会对第i机架、第i+1机架以及活套支持器产生干扰作用，在该两相邻机架之间又对应有8个增量产生⇒必须找寻并建立与这些量有关的8个独立的线性方程⇒计算机相关计算模型控制张力的基本方法及其原理控制张力的基本方法有：直接法、间接法和混合法三种。一、间接法控制张力的基本原理基本思路（1）卷取机卷取带钢而建立张力时，

3、电机的转矩为：⇒（2）公式分析：要维持张力T恒定（即使=C）有两种方法：方法一：维持=C1和=C2：用得较多方法二：使∝而变化，即按最大转矩原则进行张力恒定的控制。2.方法一的讨论（1）控制系统的组成——二部分构成电枢电流控制部分：它是通过调节电动机电枢电压来维持Ia恒定。磁场控制部分：它是通过调节电动机的励磁电流，使磁通Φ随着钢卷直径D成正比例变化，从而使Φ/D的比值保持恒定。（2）控制系统的调节∵，而Ia较小，U或E的微小变化都会引起Ia的很大变化。∴通过U来调节，很灵敏，并且反应快⇒电枢电流控制部分是主要的，而磁场控制部分仅在卷径D变化

4、时才起作用，变化较慢。（3）系统控制原理Ia的调节控制磁场控制（4）优缺点I∝T和Φ∝D，控制直观。由于Φ∝D，故只要不在最大卷径情况下，不论是高速还是低速，电动机都处于弱磁工作状态，所以电动机转矩得不到充分利用。3.方法二讨论（1）控制原理U=E+IaRa=nCMΦ+IaRa⇒n=(U-IaRa)/CMΦ①在基速以下时，电动机按满磁工作②在基速以上时靠电枢电压U（或电势E)再通过调节器ΦGT，使电动机在弱磁状态下工作③在正常卷取工作时转速调节器ST处于饱和状态（2）优缺点不论卷径大小，基速以下电动机均满磁工作，因此便可合理地利用电动机的功率

5、⇒选择电动机时，可选用弱磁倍数小的电动机。电枢电流与张力无对应关系，若无张力计显示张力值，操作人员难以确认实时张力值。二、直接法控制张力的基本原理1.基本原理：由张力计或活套量给出实际张力信号，并反馈给张力计算机控制系统，从而进行张力恒定的控制。2.方法——有二种利用张力计测量实际的张力，并将它作为张力反馈信号，使张力达到恒定利用活套建立张力，由活套位置发送器给出信号，改变卷取机的速度，维持活套大小不变，从而控制张力恒定3.优缺点控制系统简单，避免了卷径变化、速度变化和空载转矩等对张力的影响，控制精度高。不易稳定。尤其是用张力计反馈的系统，在

6、建立张力的过程中，有时容易出现“反弹”现象而影响控制效果⇒采用直接法张力控制系统都要设法先建立张力，待建立稳定的张力之后，再将张力闭环系统投人工作。三、混合法张力控制系统即采用直接法和间接法的系统，通常是把间接张力控制系统作为粗调，而把直接张力控制系统作为张力的细（精）调。热连轧无（微）张力自动控制一、无（微）张力自动控制的提出在连轧过程中，由于：各机架的压下量和速度设定值不合适轧件咬入时的冲击而引起的一定速度降轧件沿长度方向上其厚度和宽度的波动轧件沿长度方向上有水冷黑印和头尾温差轧件头部温度降低轧辊热膨胀、磨损和轴承中油膜厚度的变化加减速时

7、的过渡速度响应性差等因素上述诸因素都会在轧件上产生一定张力（或压力）作用⇒如何保持恒定，大小又如何？对于热轧，张力会引起轧件宽度、厚度和尺寸形状等的波动，而同时作用于轧件上的压力又会出现异常活套和折叠而轧废⇒提出了将张力自动地控制为零或在一定的最小张力值范围内进行轧制的思想，构成无张力自动控制的基本出发点由此可见：热轧时所谓的“无张力自动控制”，其实质为微张力控制，以达到轧件尺寸、形状准确，轧制过程稳定的目的。应用：无张力自动控制技术主要应用于难以形成活套的场合，如：热轧带钢的粗轧连轧机、大中型型钢轧机、线材棒材的粗轧和中间轧机，得到广泛地采

8、用二、无张力自动控制的方式方式——通常有三种电流记忆方式（简称为AMTC）力矩记忆方式轧制力矩-轧制压力记忆方式（简称为CFTC)其中，电流记忆方式陈旧，力矩记忆方