张力控制对冷轧轧机带钢厚度控制的影响
冷轧机自动厚度和张力控制系统的张力目标值优化
本 钢技 术
２ １ 年第 ２ ０１ 期
冷 轧 机 自动 厚 度 和 张力 控 制 系统 的 张力 目标 值 优 化
村 上 晃 ， 中 山 万 希 志 ，前 田 恭 志 （ 日本 神 户 制 钢 技 术 开 发 总 部 ）
１ 绪 言
冷轧轧制是要提高轧制板材 的板厚精度及板
形质 量 。特别是 在轧机加 减速 时 ，随着轧 制速度 的
４ 轧制模 型
冷轧 机轧 制时不仅 要考虑 到板厚精 度 ，而且 还 要考 虑操作 的稳定 性及板 形质 量 ，所 以需要 考虑各
机架 的轧制力 。
各机架 的轧制力 模 型公式如 下
Ｐｉ （ ，Ｈｉ ｉ ｔ ｂ，ｋ，Ｐ ，Ｗ） ＝ Ｈ１ ，ｈ ，ｑｉ ，ｑ ｉ ｉ ｉ
．
速运行时，张力 目标值与高速运行为同一值时 ， 是
系数 等的轧 制模型 的误差 。
５ 阶段 张力 曲线的优化
张力 曲线 的优 化分两步 进行（ ５。 一 阶段 临 图 ）第 时 确定 包 含 板 厚 变动 及 轧 制力 变 动 的 目标 函数 的
重量 ， 在各个类别 中对应摩擦系数等的变化求得张
力 曲线 。
第二阶段 ， 为满足整个类别的张力曲线所定的
：
基
±
，
前方 张力 ；
．
ｑｆ：后 方张力 ； ６
轧 制速 度
ｋ ｆ： 变形 阻 抗 ；
图 ３ 张 力 曲 线
１ ３ ：摩擦 系数 ；
Ｗ：板 宽。
３ 张力 曲线类别
张力 曲线如图 ４ 所示 ，分别为按板厚及板宽分 类的图表汇总。具体说来 ，张力曲线的横轴 、 纵轴
制系统用 来控制板 厚及机 架 问的张力 。进行 张力 控
冷连轧机张力控制
一、冷连轧机的工作原理四机架冷连轧机的机械组成是由开卷机、四个连轧机架、卷取机等组成。
轧钢的轧制分穿带、建张、正常轧制和出钢四个阶段。
带钢经过开卷机后经酸洗、水洗到达第一机架，第一机架轧辊的带动电机通过电动使带钢穿过，依此法使带钢穿过二、三、四机架到卷取机，卷取机咬住带钢后，穿带结束。
在张力闭环控制投入之前，通过手动调节开卷机、四个机架轧辊及卷取机的速度来建立各机架间及开卷机与第一机架间第四机架与卷取机间的张力建张结束后，在不进行张力闭环控制情况下，靠各机架速度的搭配给定进行轧制。
当张力达到设定张力的100% 时，张力闭环控制投入运行，进入正常张力轧制阶段。
张力是联系各个机架参数的桥梁和纽带，在较大的张力条件下进行轧制是带钢冷连轧生产的一个重要特点，这就要求张力的控制要合理，而张力控制系统是一个在高实时性要求下的变参数系统，所以对它进行实时快速的控制就显得非常必要了。
轧机张力的产生与测量张力是连轧过程的一个重要现象，各机架通过带钢张力传递影响，传递能量而相互发生联系，张力是由于机架间速度不协调而造成的，以两个机架为例，由于某种原因(外扰量或调节量变动时)而使1#轧机带钢出口速度减小(可以是轧辊速度减小，也可能由于压下率等其他工艺参数变动，造成前滑量减小)或使2#轧机带钢入口速度加大(原因也可以是轧辊速度变大或后滑量减小)，结果使1#~2#机架间的带钢产生拉拽，从而产生张力。
张力问题是连轧中的核心问题，大张力轧制是带钢冷连轧生产的一个重要特点，合理的张力制度，可以保证轧制过程稳定而且对成品带钢质量及带卷质量的控制有着重要的影响。
张力在轧制过程中的主要作用有如下几点：(1)防止轧件跑偏防止轧件跑偏是保证冷连轧能否正常轧制的一个重要问题。
在实际的生产过程中，轧件跑偏将破坏正常板形，引起操作事故甚至设备事故,特别是在开坯时，需耗费很多时间，甚至采用停机、抬辊等办法来纠正，直接影响生产效率，因此，在轧制过程中必须尽量地防止轧件跑偏现象的发生。
冷轧后带钢处理线卷取张力控制
冷轧后带钢处理线卷取张力控制杨光（迁安市思文科德薄板科技有限公司，河北064400）内容摘要：主要介绍了在冷轧后带钢处理线卷取作业中张力控制系统的原理及应用，适用于脱脂、连续退火线、重卷、镀锌、镀锡等机组。
关键字：张力控制、带钢处理线Coiling tension control of strip steel after cold rollingYang guang(Qian'an City SWKD Co. Ltd. cod sheet,hebei 064400,China)Content summary: mainly introduces the principle and application of tension control system in coiling process of cold rolledstrip,Apply to degreasing, continuous annealing line, heavy coil,zinc plating, tin plating and other units.Keywords: tension control, strip processing line引言：目前就轧后带钢处理线卷取方式多采用张力控制，较之速度控制系统，张力控制系统能保证产品质量及工艺的连贯性，所以张力控制系统开发的是否完善，不仅会影响到机组工艺的连贯性，还会导致产线产品质量出现问题，因此张力控制系统是否完善也成为了机组自动化开发维护人员值得研究的课题。
我公司现阶段除已建成一条80万吨酸连轧机组外，还有电解脱脂、罩式退火炉、平整机组及电镀锡机组，近期的产品升级改造项目——连续热镀铝锌项目也将于年底投入生产，这其中除了罩式退火炉外，其他机组卷取均采用间接张力控制系统。
而对于因卷取张力控制不完善造成的问题也是本文研究的主要课题。
一、张力控制系统概述张力控制系统在控制方式上分为直接张力控制和间接张力控制，在工艺控制上分为恒张力控制和非恒张力控制。
张力对冷轧板带变形的干预作用
张力对冷轧板带变形的干预作用摘要：在轧制生产的过程当中会对板带施加张力，这是保证轧制过程当中能够顺利进行的主要方式。
在70年代末，意大利的一位相关学家提出了张力改变后，能够改变冷轧板的形状，这个理念一经提出，就得到了许多的实验，在实验的过程当中发现张力的改变，确实能对冷轧板的厚薄程度造成影响。
本次研究基于这一理论，探讨张力对冷轧板带造成的影响。
关键词：张力；冷轧板带；变形复杂的板带材通常无法用简单的板凸度来进行表述，比如1/4边浪，中浪，和边浪以及复合浪等都是无法用简单的板凸度来进行阐述的。
而影响板带的形状的因素也较多，通常来说有轧辊辊形、工艺以及板带材构成。
在冷轧板制作的过程当中，如果张力不均匀，就会导致冷轧板出现边缘断裂。
一旦出现边缘断裂，很容易造成危险事故，这类危险事故会对工作人员的生命安全造成威胁，因此为了防止冷轧板带的边缘断裂，就必须要增加冷轧板带的制作工程，使得张力均匀施加。
一、张力张力是指物体在受到一定的拉力作用时，存在于物体内部但是垂直于物体与张力面接触两点的一种相互牵引的力量。
比如被拉伸的绳段，绳段内部就有张力，绳段内部和绳段的两端形成了相互作用力。
张力也存在于弦的内部，如果把弦考虑成两个部分，那么张力就会对这两个部分产生一种相互拉扯的力量。
在弦被拉扯的过程当中，如果张力过大，就会导致弦的断裂，如果张力小且能够控制，就会产生弦的震颤。
通过张力的大小，就能够调整弦发出的声响和发出声响的频率，因此许多演奏者在进行演奏时，通常是靠张力来调整弦的音高的。
通常来说，如果将弦紧绷那么张力也会随之增加，拉的长度较小时，需要采用胡克定律来描述这个张力是否大或者小。
张力的含义具有以下几点。
1.张力是一对互相平衡的力量，能够引起物体的身长，在物体的身长过程当中，维持物体的平衡。
2.在一些富含弹性的物体被拉伸时产生的力叫做张力。
3.在哲学当中张力的含义指的是矛盾和不相融合的意思。
4.小提琴弦在波动时产生的力量[1]。
冷轧连续镀锌机组带钢张力控制算法研究
冷轧连续镀锌机组带钢张力控制算法研究摘要：张力是工业生产过程中的重要参数。
在带钢连续镀锌过程中，带钢张力的波动是造成带钢产品质量下降及制约连续镀锌机组高速运行的重要原因。
关键词：冷轧，张力控制。
Strip Tension Control in Continuous Galvanizing Process Abstract: Tension is the importance parameter for the industrial production. In continuous galvanizing process, strip tension is an important factor that decides whether the continuous galvanizing line works steadily and promptly or not.Key words: cold-rolling, tension control引言连续镀锌机组是生产高质量冷轧带钢的关键设备，带钢在该机组中进行再结晶退火处理，以完善带钢的微观组织，提高带钢的塑性和冲压成形性。
经过镀锌的带钢防腐性能大大提高。
带钢具有合适的张力是带钢高速运行及防止带钢跑偏和热瓢曲，获得良好带钢板形的重要条件之一。
张力的波动不仅会影响带钢产品的质量，严重时会导致带钢断带，造成连续镀锌机组停产。
镀锌机组一旦停产，将会产生废品和协议品。
因此，掌握带钢张力的动态特性，保证带钢在连续镀锌过程中具有合适、稳定的张力，是提高带钢产品质量和产量的重要手段。
连续镀锌机组工艺过程十分复杂，设备众多，自动化控制系统所涉及的范围非常广泛，但控制方法和应用的理论并不像冷连轧机那样复杂。
各个工艺段存在共同的自动化控制功能，分别为：物料跟踪功能，带钢速度控制，带钢张力控制，设备的顺序动作控制，急停连锁控制；数据采集与处理，二级数据库管理，炉区数学模型控制，气刀测厚镀层控制。
冷连轧张力控制的优化
— ｎｌ
（ 直接影响轧机 的 Ａ Ｃ张力控制 系统 ，并 间 Ｔ 机架或第 １ 机架乳化液润滑不足 ； （ ４ ）第 机架 或第 １ 机架 电机传动出现故障； （ ５ ）第 ｉ 机架和 第 ｌ 机架间坝辊或测张辊旋转不 良或测张计 出现 故障； （）带钢原料存在厚度波动等 。 ６ 接影 响 Ａ Ｃ厚度控制 系统 ，进而影响带钢板形 和 Ｇ 厚度精度 。同时 ， （ 也影 响各机架 电机 的电
ｗｅ ｅ ａ ａｙ ｅ ｒ ｎ ｌ ｚ ｄ． Ｋｅ ｏ ｄｓ Ｃｏ ｄ Ｔ ｄ ｍ ｌｉｇ； Ｔｅ ｓｏ ｙＷ ｒ ： ｌ ａ ｅ Ｒｏｌｎ ｎ ｎ ｉ ｎ； Ｂｅｗｅ ｎ Ｓ ｒ ｎ ｓ； ＥｘｔＣｏ ｌｎ ｔ ｅ ｔａ ｄ ｉ ｉｉ ｇ
１ 前 言
张力 是冷 连 轧 生产 过程 中控 制 的重 要 参数 ， 能 否实 现 高 精 度 的张 力 恒 定控 制 ，不 仅 关 系到
波动出现堆钢 、断带 、跑偏事 故目 而导致生产 ，从 节奏缓慢 、产 量低 ；在质量方面 ，出现因张力 波动 导致带钢厚度超差 、局部浪形等 。 （ Ｔ ）波动 主 要分为 ： （ １ ）上下游机架 间张力波动 ； （）单一 ２
则 导 致 第 ｉ 架 和第 １机 架 间 出 现堆 钢 事 故 。 机
２ 张力对冷连轧生产 的影 响与优化
２１ 原理 分析 ．
向延 伸 ，使 之 均匀 化 ，改 善板 形 ； （） 张力 可 ２ 消 除 轧制 过程 中 出现 的带 钢 跑偏 、撕 裂 、断 带 张 力 轧 制 ，即带 钢 在 轧 辊 中变 形 是 在 一 定 等 现象 。 （） 张 力轧 制 可降 低轧 制力 ，有利 于 ３ 轧 制更 薄产 品１ ３ １ 。
生 产 是 否 稳 定 、顺 利 ，更 影 响 到 带 钢 的 质 量 。
冷轧生产线中张力检测信号的处理策略研究
冷轧生产线中张力检测信号的处理策略研究摘要：文章首先从操作原理与公式表达两个角度出发，对冷轧生产线中张力检测信号处理的技术原理进行了探讨。
其后，以湛江三高炉系统冷轧工程连退机组三电系统为案例分析对象，阐述了冷轧生产线中张力检测信号处理的应用背景，并由此提出了相关处理条件与处理要点。
最后，结合滤波处理、角度补偿处理、平滑处理、风险处理四个部分，研究了冷轧生产线中张力检测信号处理的主要技术方法。
关键词：冷轧生产线；带钢张力；张力检测信号；信号处理技术引言：在冷轧生产过程中，带钢张力控制是极为关键的技术环节。
若带钢张力控制的效果不佳，不仅会对产品的生产质量造成负面影响，还会引发设备、经济、安全等多方面的生产风险。
进一步来看，带钢张力的直接控制是以张力检测信号作为主要依据的。
所以，为了保证冷轧生产线的安全稳定运行，有必要对张力检测信号的处理策略展开研究分析。
1 冷轧生产线中张力检测信号处理的技术原理在冷轧生产线中，对生产系统张力信息的检测采集主要是依靠张力仪实现的。
通常情况下，张力仪主要由压头和信号处理单元两部分组成。
其中，压头数量多为2个，用于通过物理作用感知带钢张力，并生成相应的压力信号。
在冷轧生产系统中，压头的安装位置通常在张紧辊的轴承座与机械框架之间。
信号处理单元主要由控制模块、接线端子箱以及隔离放大器三个部分组成。
当压头受力后，其生成的压力信号便会自动传输给信号处理单元，并经过过滤、放大、转换等处理后，输出为用于表示冷轧生产中带钢张力的数字信息。
其后，数字处理系统再将动态获取的张力信息发送给自动化生产控制系统，便可实现钢带张力的精准控制与风险监测。
最后，钢带张力在系统控制下完成调整后，张力仪仍会将新的张力信息反馈给自动化生产控制系统。
由此，便会形成持续性的控制闭环，从而为冷轧生产线的良性运转提供保障[1]。
在张力检测信号处理技术的公式表达方面，主要按照压头所受作用力类型的差异分为两种：若压头所受作用力为水平向，则公式为；若压头所受作用力为垂直向，则公式为。
轧制厚度及板型控制
轧制厚度及板型控制导读：就爱阅读网友为您分享以下“轧制厚度及板型控制”资讯，希望对您有所帮助，感谢您对的支持! 厚度自动控制和板形控制项目1 板带材轧制中的厚度控制项目2 横向厚差与板形控制技术项目1板带材轧制中的厚度控制一、厚度自动控制的工艺基础 1.p-h图的建立（1）轧制时的弹性曲线轧出的带材厚度等于理论空载辊缝加弹跳值。
轧出厚度：h=S0 +P/K―――轧机的弹跳方程S0 ――空载辊缝P――轧制压力K――轧机的刚度系数根据弹跳方程绘制成的曲线（近似一条直线）――轧机弹性变形曲线，用A 表示。
A（2）轧件的塑性曲线根据轧制压力与压下量的关系绘制出的曲线――轧件塑性变形曲线，用B表示。
B（3）弹塑性曲线的建立将轧机弹性变形曲线与轧件塑性变形曲线绘制在一个坐标系中，称为弹塑性曲线，简称P-h图。
注意A线与B线交点的纵坐标为轧制力A线与B线交点的横坐标为板带实际轧出厚度2. p-h图的运用由p-h图看出：无论A线、B线发生变化，实际厚度都要发生变化。
保证实际厚度不变就要进行调整。
例如：B线发生变化（变为B‘），为保持厚度不变，A线移值A＇，是交点的坐标不变。
C线――等厚轧制线作用：板带厚度控制的工艺基础板带厚度控制的实质：不管轧制条件如何变化，总要使A 线和B 线交到C线上。
p-h图二、板带厚度变化的原因和特点影响板带厚度变化的因素：1、轧件温度、成分和组织性能不均匀的影响温度↑→变形抗力↓→轧制压力↓→轧机弹跳↓→板厚度变薄↓变形抗力对轧出厚度的影响2、来料厚度不均匀的影响来料厚度↓→压下量↓→轧制压力↓→轧机弹跳↓→板厚度变薄↓来料厚度对轧出厚度的影响3、张力变化的影响张力↑→变形抗力↓→轧制压力↓→轧机弹跳↓→板厚度变薄↓张力对轧出厚度的影响4、轧制速度变化的影响通过影响摩擦系数和变形抗力来改变轧制压力。
摩擦系数↓→变形抗力↓→轧制压力↓→轧机弹跳↓→板厚度变薄↓摩擦系数对轧出厚度的影响5、原始辊缝的影响原始辊缝减小，板厚度变薄。
张力控制
因轧制规程异常,每道次不能控制时(材料异常等)
压下过小
轧制油喷射量极少时轧制油的喷射集中在板面中部,减少两边的喷射量,相对于边部降低中部的温度
轧制规程的调整
最大限度调整压下量(轧制规程变更)
轧制油异常浓度与温度过高时
工作辊的冷却效果不良时将浓度及温度降低至规定管理值,调整润滑性并提高工作辊的冷却效果
有误等。
席纹
缺陷特征：钢板表面的连串人字形印迹，呈树枝
状。多出现在薄带钢的两肋部位，与轧制方向斜
交，严重的出现亮色勒印。（如下图）
产生原因：
1）带钢平整中不均匀延伸产生的金属流动
印迹。
2）平整辊型曲线小。
3）平整辊长度方向温度不均。
极限压下纹
缺陷特征：板面出现锯齿形折光率不同的纹路。
产生原因：冷轧带钢轧至极限压下率时，变形区
在板型 边部良好的情况下 张力给大~! 适当 一般在8-12KG/mm2
带钢表面粗糙度大能减少带钢退火粘钢吗？
我一般用T=qbh为依据来计算,不过只能作为参考,实际操作中需根据来料及设备特性等情况随机应变。
具体来讲，我总结了这样几个经验公式：
轧制厚度在0.3~1.0时：T=（13-6h）bhσs/137；
4.酸洗卷取不良、直角度不良及钢卷边部产生局部浪形
5.发生撞痕时（在搬运时钢卷和钢卷之间相互碰撞导致）1.如果成品是薄料时改变用途为厚板
2.因间隙量及重叠量调整不良导致原料边部损伤时调整规格
3.在第1道次时以最低速度作业并加宽侧导装置的宽度
4.在酸洗及轧钢做好对行车的信号,防止发生撞痕
设备缺陷1.侧导装置不良(棍子与轴承的旋转不良)
(3)在导板上有异物咬入出来的时候。*
过程控制工程冷连轧张力控制
的实际张力值与给定的张力参考值相比较，将形成的偏差信
号传给张力控制器，张力控制器的输出作为下游机架轧辊线
速度的附加调节量。如果机架间的张力低，则增加轧辊线速
度，反之亦然。
1/2/2024
13
Vref
数字
A/D
速度
滤波器
转换器
测量值
速张度力调调节节器器
Vact 速度调节器
+
－
+ 计算附加 +
－
速度值
结果使第i和i+1机架间的带钢拉伸而张力增大。
第i机架
第i+1机架
Vi
Vi+1
Ti-1
Ti
Ti+1
1/2/2024
4
l
张力的自然调节特性
带钢拉伸后速度不协调将产生张力变化，这只是问题的 一个方面，张力的变化反过来又将影响前后机架带钢的出口 和入口速度，而且其影响的方向是使速度趋向于新的协调。 例如当张力增大反过来使第i机架的前滑量加大，使i机架带 钢出口速度增大，同时又使i+1机架后滑量增大，使带钢入 口速度减小。机架间带钢张力的这种特性又被称之为“张力 的自然调节”。由于机架带钢张力具有自然调节的能力，因 此如果相邻两机架的速度出现小幅度的不协调，张力会自然 的减小或增大，从而使速度趋向新的协调，达到一个新的平 衡状态，这就使轧制过程中机架间速度的匹配调节变得相对 容易了。
的具
体公式代入。 vi v0i 1 fi
v' i1
v0i1
1 i1
i
E l
v0i1 1 i1 v0i 1 fi dt
❖ v0i、v0i1 ——第i机架和第i+1机架轧辊转速；
冷轧薄板生产中带钢张力的控制研究及应用
环球市场/施工技术-170-冷轧薄板生产中带钢张力的控制研究及应用齐 乐河北省唐山市唐钢冷轧部摘要：当前冷轧生产中的带钢张力问题已经越来越引起重视，带钢及轧制张力的控制好坏对薄板产品的板型、表面质量、尺寸精度、力学性能都起到了至关重要的作用。
随着国际冷轧设备技术的发展和进步，我国在高精度轧制技术方面做了大量的研究开发，冷轧薄板工艺设备水平大幅提升，但是冷轧生产中带钢张力的控制技术还需要进一步加强研究。
基于此本文分析了冷轧薄板生中带钢张力的控制。
关键词：冷轧薄板；带钢张力；控制1、概述现代钢铁工业向着多品种，高质量，深加工，清洁生产的方向发展。
随着市场对板材，尤其是薄板宽板需求的增加，轧钢产品对品种质量的要求越来越高。
现代轧钢机都安装了板材自动厚度控制(AGC)，自动张力控制(ATC)以及板形检测与控制等自动化系统。
轧机装备水平的提高对传动系统提出了高精度和高动态性能的技术要求。
为了适应现代轧钢工业的发展，我国钢铁企业轧机在近期都进行了大规模电气自动化系统的技术更新改造。
从生产的情况来看，炼出的钢有很大一部分要轧制成板带钢，冷轧薄板成品板一般厚度范围在0.3~3mm，宽度多为1250mm、1500mm，可以直接外销，也可以进一步深加工，如退火、镀锌、彩涂等，好的最终产品可以做家电板、汽车板等，前景广阔，因此进一步加强对其的研究非常有必要。
2、冷轧薄板生产中带钢张力的控制的意义在带钢冷连轧生产过程中，由于开卷、卷曲机与主机以及主轧机之间存在速度偏差而产生了带钢张力。
张力轧制是冷连轧生产的一个重要特点。
机架间带钢所受的张力分为前张力和后张力两种。
作用方向与轧制方向相同的张力叫做“前张力”，而作用方向与轧制方向相反者则称之为“后张力”。
张力在冷连轧生产中的作用主要体现在以下几个方面。
(1)稳定轧制过程，防止轧件跑偏；在轧制过程中，若轧件出现不均匀延伸，则沿轧件宽度方向上的张力分布将会发生相应的变化，及延伸较大的一侧张力减少，否则反之。
冷连轧机张力控制
一、冷连轧机的工作原理四机架冷连轧机的机械组成是由开卷机、四个连轧机架、卷取机等组成。
轧钢的轧制分穿带、建张、正常轧制和出钢四个阶段。
带钢经过开卷机后经酸洗、水洗到达第一机架，第一机架轧辊的带动电机通过电动使带钢穿过，依此法使带钢穿过二、三、四机架到卷取机，卷取机咬住带钢后，穿带结束。
在张力闭环控制投入之前，通过手动调节开卷机、四个机架轧辊及卷取机的速度来建立各机架间及开卷机与第一机架间第四机架与卷取机间的张力建张结束后，在不进行张力闭环控制情况下，靠各机架速度的搭配给定进行轧制。
当张力达到设定张力的100% 时，张力闭环控制投入运行，进入正常张力轧制阶段。
张力是联系各个机架参数的桥梁和纽带，在较大的张力条件下进行轧制是带钢冷连轧生产的一个重要特点，这就要求张力的控制要合理，而张力控制系统是一个在高实时性要求下的变参数系统，所以对它进行实时快速的控制就显得非常必要了。
轧机张力的产生与测量张力是连轧过程的一个重要现象，各机架通过带钢张力传递影响，传递能量而相互发生联系，张力是由于机架间速度不协调而造成的，以两个机架为例，由于某种原因(外扰量或调节量变动时)而使1#轧机带钢出口速度减小(可以是轧辊速度减小，也可能由于压下率等其他工艺参数变动，造成前滑量减小)或使2#轧机带钢入口速度加大(原因也可以是轧辊速度变大或后滑量减小)，结果使1#~2#机架间的带钢产生拉拽，从而产生张力。
张力问题是连轧中的核心问题，大张力轧制是带钢冷连轧生产的一个重要特点，合理的张力制度，可以保证轧制过程稳定而且对成品带钢质量及带卷质量的控制有着重要的影响。
张力在轧制过程中的主要作用有如下几点：(1)防止轧件跑偏防止轧件跑偏是保证冷连轧能否正常轧制的一个重要问题。
在实际的生产过程中，轧件跑偏将破坏正常板形，引起操作事故甚至设备事故,特别是在开坯时，需耗费很多时间，甚至采用停机、抬辊等办法来纠正，直接影响生产效率，因此，在轧制过程中必须尽量地防止轧件跑偏现象的发生。
带钢生产过程中张力问题研究和对策
钢板轧制过程中张力控制的分析和对策张守兴<海口经济学院信息工程学院海南海口 571127〕摘要：本文介绍了武钢集团海南有限责任公司单机架四辊可逆式轧机机组张力控制系统的应用研究，通过精准调整相关参数，提高轧机张力控制精度，解决了轧制和平整极薄带钢过程中出现的带钢鼓包和拉皱现象。
关键词：冷轧；张力控制；精度The Analysis and countermeasuresOf Tension Control In TheSteel MiLL's ProcessZHANG SHOU XING<Haikou College of Economics，The Institute of Information Engineering，Haikou，Hainan 571127〕Abstract:This paper introduces the hainan wisco group limited liability company leveling unit motor applied research, through the motor related parameter calculation and replace domestic motor, solve the stability of motor, make the unit production get more powerful guarantee.Key word:cold mill；tension controls；accuracy一概述武钢集团海南有限责任公司目前逐步形成了国内精密极薄带钢的生产基地，公司冷轧机组为单机架四辊可逆式轧机，完成带钢的冷轧轧制和平整两道工序，机组由美国综合工业I2S公司设计制造，主要设备全部从美国引进，具有90年代国际先进水平。
该轧机设计年产量10万吨，产品的厚度范围是0.2mm-2.0mm。
浅谈冷轧机电气控制中的张力控制
通过前面的分析我们可以看出： 磁场控制部分的工作原理
是通过对电动机励磁电流的调节，使磁通与卷材料卷 D 之间呈
正比变化，从而保持 / D 比值的恒定； 电枢电流控制部分的工
作原理是通过对电动机电枢电压的调节维持 Ia 的恒定。 由于电枢电阻 Ｒ 的值很小，所以当电势量 E 和电枢电压 μ
发生变化时，即使变化量很细微，电枢电流 Ia 也会发生较大的 变化，因此通过电枢电流控制部分是主要的，磁场控制部分的
机械化工 DOI： 10．19392 / j．cnki．1671－7341．201914119
科技风 2019 年 5 月
浅谈冷轧机电气控制中的张力控制
彭湘建
华菱涟钢薄板有限公司冷轧板厂 湖南娄底 417009
摘 要： 在卷材卷取与开卷的时候，随着卷径的变化，其张力也将随之发生变化，为冷轧机的正常运行造成不利影响。本文主 要阐述了冷轧机生产过程中张力波动的影响因素，以及张力控制的基本原理和张力的基本概念等，希望通过本文的研究为冷轧机 生产过程中的张力控制提供有益的借鉴。
代表电动机磁通； Ia 代表电动机电枢电流 ； M0 为电动机空转 时的转矩； Md 代表电动机运转速度增加与降低时的动态转矩。
根据上式我们可以推导出张力 T 的计算公式：
T=2来自CmiIa D
=
Km
Ia D
由上式可以看出，通过使 Ia 正比 D / 而变化或维持 Ia 等 于常数，同时使 / D 等于常数均能维持张力 T 的恒定。
关键词： 冷轧机； 电气控制； 张力控制
一、冷轧机运行过程中张力控制的意义 在冷轧机正常运转的过程中，对张力进行有效控制具有非 常重要的意义。 （ 一） 降低电机负荷 在冷轧机正常运转的过程中，卷材变形区的应力状态受到 张力变化的影响也将发生相应的变化，使卷材的纵向压应力降 低，从而降低了卷材的变形抗力和轧制压力，使冷轧机运转能 耗大幅降低。在冷轧机正常运转过程中，前后张力均会改变冷 轧机的轧制力矩，当前张力大于后张力的时候，道次的加工率 将会增大，主电机的负荷也将会降低。 （ 二） 有效控制基材厚度 根据弹跳方程轧出厚度 H = 轧辊辊缝 S+轧制压力 P /刚度 系数 K，冷轧机轧出厚度与轧制压力存在着直接关系，因此，通 过改变轧制压力的办法可以有效高速轧出厚度，而轧制压力的 改变又可以通过对张力的控制来实现，因此通过对冷轧机张力 的控制可以有效控制基材的厚度。 （ 三） 防止基材跑偏 影响带材生产 稳 定 性 的 因 素 非 常 多，如 设 备 的 精 密 度、基 材的均匀程度、设备运转的稳定性等。由于冷轧机受到各种不 利因素的影响，将会产生一系列的问题，其中最为常见的问题 是冷轧机运行过程中的带材跑偏。针对带材跑偏问题，目前较 为常用的解决措施主要是增加偏导辊和开卷对中等措施，而这 两种措施的局限性非常的明显。而通过对张力值的适当调节， 保持张力的稳定性，对冷轧机的跑偏问题进行调整，具有无时 滞、反应迅速的特点，是一种非常有效的调整方法。 （ 四） 有效控制成品尺寸
带钢厚度变化对张力测量精度的影响及修正方法
2010年第1期宝 钢 技 术上海宝钢工程技术有限公司专栏带钢厚度变化对张力测量精度的影响及修正方法潘 仲(上海宝钢工程技术有限公司,上海 201900) 摘要:根据张力辊测量冷轧机组带钢张力的原理,分析冷连轧机组带钢厚度变化导致张力测量值偏离实际值的原因,给出两种测张辊系统布置形式下,带钢厚度与测张辊张力角的数学关系,以及对张力测量值的影响。
通过实例,分析计算冷连轧机组1#机架前后,不同带钢厚度条件下,张力测量值与实际值的偏差,介绍了张力测量修正系数的使用和计算方法,应用该方法可以有效改善冷连轧机组张力测量精度。
关键词:测张辊;张力角;张力测量中图分类号:TF777 文献标志码:B 文章编号:1008-0716(2010)01-0001-04Effect of Va r i a t i o n in Str ip Th i c kn ess on theTen sion M ea sur e m en t Accura cy and C o m pen s a t ion M ea s uresPAN Zh ong(Shangha i Ba osteel Eng i neer i ng&Techn ology C o.,L td.,Shan gha i201900,C h i na) Ab stra ct:B ased on the p rinciple of the tensi on r oll m ea suring syste m,the paper analyzes the cause of the deviati on bet ween the measured value and the virtual value.This deviation results fr om the varia ti on in stri p thickne ss f or the tande m c old m ill.The pape r gives out a m athe m atica l relati on bet ween the r oll’s tensi on angle and the strip thickness in t w o ways of configurati on of the stri p ten2 sion m etering system,and its effec t on the measured value of tension.W ith som e exa mple s,the pa2 per ana lyze s and wor ks out the devia tion bet ween the m easured value and the virtual value ar ound the No.1stand of the tande m cold m ill with different thickness of strips.It a lso intr oduces the appli2 ca tion of the correcti on fact or f or tensi on m easur ement.This me thod can be used t o i m pr ove the m ill’s tensi on m easure m ent accuracy.Key word s:tensi on m easuring r oll;tension angle;tensi on measure m ent1 带钢张力测量原理冷连轧机组的张力测量通常是通过测张辊进行的。
带钢冷连轧机的机架间张力控制系统
对每 … 个机 架 问 的 张力 控制 器 ，均 设 有 两 个 函数 发 生 器 来 计算 与 速度 有 关 的 张 力极 限 死 ．
如 图 ４所 示 。 极 限值 Ｔ Ｈ Ｌ １和 Ｔ Ｌ Ｌ １是投入辊 缝 式 张力 调
机 架 间张 力控 制 有两 种 方 式 ， 一种 是 按 张 力 偏 差值 调 节下 一机架 的辊 缝 匮 餐 ．称为辊缝 式 凋 张 法 ； 另一 种 是按 张 力偏 差值 阑 １相应 机 架 的速 度 称为速度 式调张法 。辊缝 式调张 法主要用 在带 钢 较 厚 的机 架上 ，特 别 是 冷连 轧 机 的前 可几 个机 架 ；速度式 调张法主要 川在 带钢较薄 的机絮 上，恃 别 是冷连轧机 的后面 几个机架 速度 式 峒张法 违经 常蠲在穿带 、甩尾等过程 进 行张力控制 ２ Ｉ辊缝 式 漏张法 的基 本 原理 辊缝 式 调张 法就 是利 ｆ第 ｉ机 架 后 的强力仪 Ｈ 直接检 测 出张 力实 际值 ｆ，然 后 张 力 的 设定值 ． Ｔ． 行 比较 求 ｆ 张力 偏 差 墟Ａ 最 后将 张 力 进 上 ： Ｔ
定 值厦 张 力 极 限值 的选 取 原 则 ，描 述 了速 度 戒调 张 法和 辊 缝 式调 张法 的 拄 幸原 理 丰 实现 方法 。 哇 口 【 键 词 】冷 连 轧 杌 杌 槊 间 张 力控 制 速 度 式 调 张 法 景缝 式调 张 击 关
１ 是 冷 连 轧 过 程 中 的 一 个 极 其 重 要 的 参 数 ．机架 间带钢 所 承受 的张 力 Ｔ Ｃ （ － 常数 ）是连 轧 过程 处 于平 衡 状 态下 的基 本条 件 之 一 ， 当冷连
张． 打设定值
节量 △ 给 ‘ 机架 的压 系统 ．通 过控 制 Ｆ ｓ 一
机架 的辊缝 Ｓ．来 调 节机 架 间的带 钢 张 力 ｆ。 ， ．
冷连轧机自动厚度控制的调节
冷连轧机自动厚度控制的调节随着冷连轧机速度和质量要求的不断提高，冷连轧机上都装设了冶金机械设备自动厚度控制装置(简称AGC系统）。
自动厚度控制是通过测厚仪或传感器对带钢实际厚度进行连续地测量，并根据实测值与给定值比较得出的偏差信号，借助检测控制回路和装置或计算机功能程序，改变压下位置、张力或轧制速度，把厚度控制在允许偏差范围内的调节方法。
AGC系统是由许多直接或间接影响轧件厚度的系统构成的。
为了消除各种原因造成的厚差，可采用各种不同的厚度调节方案和措施，具体有如下几种厚度控制方式：(1)轧辊压下控制方式。
调节压下是厚度控制最主要的方式，常用来消除由于轧件和工艺方面的原因影响轧制压力而造成的厚差。
调节压下控制方法包括采用测厚仪直接反馈式、厚度计式、前馈式、秒流量法液压式等自动厚度控制系统。
(2)轧制张力控制方式。
调节张力控制是指利用前、后张力的变化来改变轧件塑性变形线的斜率，以控制厚度。
但目前在冷轧厚度控制时不单独应用此法，往往采用调节压下与调节张力互相配合的联合方法。
(3)轧制速度控制方式。
轧制速度的变化可影响张力和摩擦系数等因素的变化，故可通过调速来调张力，从而改变厚度。
冷连轧生产是一个复杂的多变量非线性控制过程，各种因素的干扰都会对冶金机械设备带钢的厚度精度造成影响。
造成冷轧成品厚差的原因有以下三类。
(1)由热轧钢卷(来料)带来的扰动，属于这类的有：1)热轧卷带厚不匀，这是由于热轧设定模型及AGC控制不良造成的（来料厚度波动）；2)热轧卷硬度（变形阻力）不匀，这是由于热轧终轧及卷取温度控制不良造成的（来料硬度波动）；其中，来料厚差将随着冷轧厚度控制而逐架或逐道次变小；但来料硬度波动却具有重发性，即硬度较大（或较小）的该段带钢进入每一机架都将产生新的厚差。
(2)冷连轧机本身的扰动，属于这类的有：1)不同速度和压力条件下，油膜轴承的油膜厚度不同（特别是加、减速时油膜厚度的变化）；2)轧辊椭圆度（轧辊偏心，为一高频扰动）；3)冶金机械设备轧辊热膨胀和轧辊磨损。
张力在冷轧过程中对板带材压下量的影响
（ ｔ ｉｌ ｎ ｔ ｌｒ ｃｏｌＩｎｒ ｎｏｉ Ｕ ｉｅｓｙｏ ｃ ｎｅａｄＴ ｃｎｌｇ ，ａｔｕ １００，ｈｎ ） Ｍａ ｒ ｄＭｅ ｌ ｇ Ｓｈｏ， ｅ ｇｌ ｎｖｒ ｔ ｆ ｉ ｃ ｎ ｅｈｏｏ Ｂ ｏ ４ １ Ｃ ｉ ｅ ａａ ａｕｙ ｎ Ｍｏ ａ ｉ Ｓ ｅ ｙ ｏ０ ａ
关键 词 ： 冷轧 ； 有限元 ； 力 张
中 图分 类 号 ：Ｇ ３ ．２ Ｔ ３５ １ 文献标识码 ： Ａ
摘
要： 以四辊轧 机为例 ， 研究张力 的设 定值对压 下量 的影 响． 用 Ａ Ｓ Ｓ Ｌ — Ｙ Ａ软 件 ， 于显 式动 力学有 限 采 Ｎ Ｙ ／ ＳＤ Ｎ 基
元法 ， 模拟厚度为 ５ｍ ｍ板带钢的冷轧过 程． 讨论 了固定前张力、 固定后张 力和固定张 力差三种 情况 下压 下量 的变 化． 单独改变 前张力和 后张 力时， 都能增加 轧件 的压 下量 ， 而且 单独 改变 后 张力的效 果更 明显 ． 固定前后 张力 差对
Ｆｉ Ｒｏｌ ｎｇ ｍ ｏ ｌ ｇ．１ ｌ ｄｅ ｉ
在 轧制 模 型 中 ， 存在 轧件 和工 作辊 辊身 的接 触 、 工 作 辊辊 身 和支撑 辊 之 间 的接 触两 种 接 触 ， 两 种 这
接 触 服从 库仑 摩擦 定律 ， 摩擦 因数恒定 ， 据实 际情 根 况， 取动摩 擦 系数 为 ０ ０ ， ． ８ 静摩 擦 系数 为 ０ ０ ． ．９ 在 轧 制过 程 中 ， 力 的施 加 是模 拟 中必 不 可 少 张 的条件 Ｊ在 对 轧 制 模 型 施 加 初 始 条 件 时 ， 轧 件 ， 将 建 立 为一个 集合 体 ， 加初 速度 ； 轧件 模型 前部 节 施 对 点 建立 一个 集合 ， 加 ２ ａ的前 张 力 ， 力 的 方 施 １ＭＰ 张 向与 轧制 方 向相 同 ； 轧件 模 型 尾 部 节 点建 立 一 个 对 集 合 ， 加 ９Ｍ ａ的后 张力 ， 施 Ｐ 张力 的方 向与 轧制方 向 相反 ． 件施 加 的张力 如 图 ２所 示． 轧
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张力控制对冷轧轧机带钢厚度控制的影响
摘要：在冷轧产线中带钢厚度偏差是轧机厚度控制面临的一个主要问题，是影响产品质量的重要因素，而根据经验发现厚度偏差主要表现在带头带尾以及轧机提速和降速过程中。
通过长时间对厚度偏差规律的摸索和总结，重点要对轧机的速度控制和张力控制进行优化，从而使带钢的厚度偏差问题得到很好的解决。
关键词：厚度偏差张力控制速度控制
五机架六辊冷轧连轧轧机作为当今世界上比较先进并且技术比较成熟的轧机系统，普遍应用于各大行钢铁企业，而其设备的强大功能以及复杂的控制系统也使得此类轧机需要极高的控制水平才能生产出预期的高质量冷轧板材，而厚度控制作为影响冷轧带钢产品质量的一项重要指标，直接决定着轧机能否发挥其最大的生产潜力，创造更多的效益。
此类轧机在具备高精度控制水平情况下轧制的成品厚度可覆盖0.15mm-2.5mm。
精确的厚度控制对设备精度及控制精度要求极高，轧机系统中的任何一环不论是现场硬件设备还是软件控制程序出现问题都会直接影响产品质量。
而带钢厚度不符，偏差达不到产品要求就是影响冷轧带钢质量的一个重大难题，厚度控制不稳定，就会导致产线出现大量的协议品和废品，严重影响带钢质量，造成大量经济损失。
通过对某机组长时间的厚度偏差规律的摸索和大量数据的分析，
发现厚度偏差主要出现在以下两个过程中，这就为问题的定性提供了一个基本的方向。
首先是轧机起停车阶段，轧机的起停车情况主要发生在轧机换辊和发生事故时的非计划停车。
由于机组当时处于调试阶段，设备故障率比较高，轧机起停车的次数和频率比较高，在生产过程中，通过轧机出口测厚仪监控发现，在轧机停车后再次启车时，成品厚度波动比较大，当成品厚度小于1mm时，厚度偏差范围在±80um；当成品厚度大于1mm小于1.5mm时，厚度偏差范围在±120um；当成品厚度大于1.5mm时，厚度偏差范围在±150um；其次是轧机加减速阶段。
轧机的加减速主要包括轧机过焊缝时的升降速和酸洗段出现异常情况降速时，轧机随之降速。
在生产过程中观察发现，在轧机加减速阶段，轧机出口成品带钢的厚度波动也比较大，当成品厚度小于1mm时，厚度偏差范围在±10um；当成品厚度大于1mm小于1.5mm 时，厚度偏差范围在±14um；当成品厚度大于1.5mm时，厚度偏差范围在±20um；虽然在轧机加减速阶段，厚度波动没有超出公差允许范围，但是对于通板目标厚度命中率，特别是对焊丝钢等对厚度精度要求比较高的板材影响比较大，对产品厚度精度控制有很大影响。
通过以上数据摸索与总结，轧机厚度控制和张力控制是解决厚度波动的突破口。
现阶段此类轧机通用的厚度控制方法就是AGC液压辊缝控制以及精确的带钢张力控制。
而经典的AGC控制包括监控AGC、前馈AGC以及秒流量AGC。
监控AGC是利用轧机某一机架后设置的测厚仪测量得到的厚度数据与目标厚度进行对比，得到的偏差用于计算轧机辊缝的补偿量，以达到减小厚度偏差，保证厚度精度，
这种方式属于反馈调节方式；前馈AGC是利用轧机某一机架前设置的测厚仪测量得到的厚度数据与目标厚度进行对比，提前计算出本机架的辊缝补偿量，已达到纠正厚度偏差的目的，这种方法属于预防调节方式，能够预先对厚度进行调节；秒流量AGC则是根据轧机前后带钢金属体积不变原理，在不考虑带钢宽度的微小变化的前提下，利用带钢在轧机前后速度反馈和厚度的反馈数据实时对机架辊缝进行补偿调节，以实现本机架带钢厚度的精确控制。
而轧机另外一项重要的控制功能就是带钢张力控制，带钢的连续生产以及精确的厚度的控制都离不开机架间精确的张力控制，而机架间的张力控制是通过调节轧机运行速度和轧机辊缝实现的，精确的轧机速度调节和辊缝调节是保证张力稳定的基础。
为消除轧机产生的带钢厚度偏差，通过对轧机控制系统中影响到带钢厚度控制的主要因素包括AGC自动厚度控制系统和TLC张力控制系统的分析和总结，发现张力控制中的速度控制存在调节过快不稳定的现象，同时速度补偿值会出现非正常的积累现象。
可以通过对控制系统采取以下措施达到对张力控制的优化。
1、张力控制主要是速度控制和辊缝控制，本机组通过数据分析发现个别机架速度调解过程中存在跟随不同步现象，导致张力调节不稳，此现象可通过调整轧机主传动速度环比例系数，使各机架的响应速度和响应时间能够同步，从而消除由于个别机架调节过快或者过慢导致的速度不匹配现象。
2、二、三、四机架TLC控制中增加了补偿清除功能。
TLC张力控制中的TLC（S）速度控制只在低速过程中使用，当提速到设定值以上后会转换为TLC（G）控制，但原程序中当TLC（S）速度转换为TLC（G）辊缝控制后，TLC（S）速度控制中的速度补偿值会被锁定到系统当中，不被清除，这时就会影响到TLC（G）辊缝控制。
现将程序中加了一个TLC（G）辊缝控制连锁，即当TLC（S）速度转换为TLC（G）辊缝控制后就将原速度补偿值清除，而这个补偿值的清除是经过一个斜坡功能完成的，并不是突然就将补偿值消除，这就减小了参数切换过程中对系统的冲击性。
经过本程序的完善和修改，以及主传动的系数的修改，现四五机架间的张力反馈有了很大的改善。
通过完成以上的控制系统优化工作，成品带钢的厚度控制精度得到了很大的提高，极大的降低了厚度超差现象。
结语
冷轧轧机的厚度控制属于高精度控制，影响控制稳定的因素也很多，除了上述所述的张力和速度因素外，轧辊的粗糙度、硬度、温度、乳化液的浓度、温度还有设备的安装精度和轧制线等因素都是影响到厚度控制的因素，当出现厚度控制不稳定的情况时，要对多方面影响因素进行分析，并对大量数据进行积累处理才有可能真正找到问题所在，而往往找问题都是一个艰苦分析和不断验证的过程，一项一项的排除各种影响因素才能最终确认问题原因，并对症下药。
参考文献：
1．孙一康，带钢冷连轧计算机控制冶金工业出版社2002 2．孙一康，童朝南，彭开香，冷轧生产自动化技术，冶金工业出版社，2006
3．丁修堃，轧制过程自动化，冶金工业出版社，2005。