帶鋼活套控制算法淺析

1、液壓活套控制算法淺析三熱軋專檢站柴俊巍摘要：活套是熱連軋精軋機(jī)組的設(shè)備之一，在帶鋼的軋制過(guò)程中起著前后機(jī)架間 的過(guò)渡作用，活套的基本功能是進(jìn)行前后機(jī)架間帶鋼套量檢測(cè)和保證帶鋼通板過(guò) 程中的張力。通過(guò)張力和角度的相對(duì)穩(wěn)定，對(duì)上游機(jī)架速度進(jìn)行補(bǔ)償，達(dá)到保證 通板時(shí)機(jī)架間秒流量的穩(wěn)定。關(guān)鍵詞：活套 張力 角度 套量Abstract： Looper is the important equipment in the hot mill, transfer the border upon stand in the rolling. The basic function of the Looper is d

2、etect the length of the strip and make sure the tension of the strip during rolling. Depend on the stabilization of the tension and angle, then compensate the speed of the up stand, ensure the stabilization of the flux in second.Keywords: looper tension angle length1活套使用意義在現(xiàn)在熱軋技術(shù)日趨成熟的環(huán)境下，國(guó)內(nèi)外熱軋廠普遍使用熱

3、連軋精軋機(jī)進(jìn) 行聯(lián)合軋制，然而在多機(jī)架軋制中，需要保證帶鋼在同時(shí)處于多機(jī)架軋制時(shí)的穩(wěn) 定性。在帶剛流體軋制過(guò)程中，在相鄰兩機(jī)架間，下機(jī)架的流量大而上機(jī)架的流 量小，會(huì)造成帶鋼拉伸，容易產(chǎn)生瓶頸，導(dǎo)致帶鋼拉斷。反之，如果下機(jī)架的流 量小而上機(jī)架的流量大，會(huì)造成機(jī)架間大套量形成，如果套量不斷增大，會(huì)導(dǎo)致 帶鋼幾倍重疊，如果帶鋼幾倍重疊進(jìn)入下游機(jī)架，會(huì)導(dǎo)致軋輥或主軸的斷裂，可 見(jiàn)，保證機(jī)架間流量穩(wěn)定的重要性。在這里引入活套的使用目的是為了保證各個(gè)機(jī)架間帶鋼流量的穩(wěn)定性，同時(shí) 保持帶鋼以恒張力進(jìn)行軋制。帶鋼在相鄰機(jī)架咬鋼后，依照流體力學(xué)的原理，帶 鋼必須以相同的秒流量通過(guò)各個(gè)機(jī)架，如果某一軋機(jī)的輥縫或

4、速度發(fā)生變化，勢(shì) 必會(huì)造成此機(jī)架與其他的機(jī)架的流量不一致，這時(shí)就需要活套來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)，活套 為了保持張力和角度的相對(duì)穩(wěn)定，需要通過(guò)對(duì)上游機(jī)架進(jìn)行速度補(bǔ)償來(lái)平衡各機(jī)架之間的秒流量。2套量計(jì)算方法液壓活套機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖1所示:EPL通板線O活套旋轉(zhuǎn)支承點(diǎn)A液壓缸支承點(diǎn)C液壓缸活塞桿與活套連接桿連接點(diǎn)R活套臂，臂長(zhǎng)（mm）OC活套連接桿，連接桿長(zhǎng)（mm）12AC活塞桿伸出長(zhǎng)度（mm）11v活套架支點(diǎn)和液壓缸支點(diǎn)間的垂直距離（mm）h活套架支點(diǎn)和液壓缸支點(diǎn)間的水平距離（mm）0活套臂的實(shí)際位置（角度，。）q活套臂與連接桿之間的角度（49。）M活套機(jī)構(gòu)的設(shè)定轉(zhuǎn)矩矢量，分量包括源自帶鋼張力、帶鋼板重和活套輥重

5、形成的轉(zhuǎn)矩P液壓缸活塞桿作用力矢量s活套架支點(diǎn)和液壓缸支點(diǎn)間虛擬連線(OA)全液壓缸活塞桿與活套連接桿連接點(diǎn)(C)的距離CE ( mm)r活套輥半徑d活套旋轉(zhuǎn)支點(diǎn)與通板線間的垂直距離L液壓缸活塞桿作用力矢量的等效力臂OD(mm)，待求量L1活套旋轉(zhuǎn)支撐點(diǎn)到上游機(jī)架中心點(diǎn)的距離L2活套旋轉(zhuǎn)支撐點(diǎn)到下游機(jī)架中心點(diǎn)的距離L兩機(jī)架中心點(diǎn)間距離5.5m套量(LT)即為兩機(jī)架間帶鋼的長(zhǎng)度減去兩機(jī)架中心點(diǎn)間距離L。以帶鋼與活套輥接觸點(diǎn)分界，前半段帶鋼長(zhǎng)度計(jì)算為： TOC o 1-5 h z LT= (RXcosQ +L1) 2+(RXsin0 +r-d)2(1)后半段帶鋼長(zhǎng)度計(jì)算為：LT22=L- (RXc

6、osQ +L1) 2+(RXsin0 +r-d)2(2)則帶鋼長(zhǎng)度=lt1+lt2套量 LT=LT1+LT2-L(3)3帶鋼張力計(jì)算設(shè)活套機(jī)構(gòu)的設(shè)定轉(zhuǎn)矩為M,則當(dāng)平衡時(shí)液壓缸活塞桿的傳動(dòng)轉(zhuǎn)矩為：Mp = M(4)液壓活套的控制對(duì)象由活套機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)關(guān)系決定：液壓轉(zhuǎn)矩=液壓力X力臂，即Mp = P XL根據(jù)(5)式，將液壓缸的壓力P作為液壓活套的控制對(duì)象，即P=Mp/L(6)式中，如前述Mp是已知量，L則是待求量。以下根據(jù)圖1所示的幾何 結(jié)構(gòu)，求解L。首先，作活套旋轉(zhuǎn)支承點(diǎn)O和液壓缸支承點(diǎn)A之間的連線x，則x與過(guò)O 點(diǎn)的垂直線之間的夾角為：(7)a 2 = arctan (h / v ) TOC

7、o 1-5 h z a 1 = ( 900 - a2)- ( q - e )(8)s = l2XSin(a )(9)又x2 = ( v2 + h2 )(10)根據(jù)余弦定理112 = x2 + 122 -2XxXl2XCos(a )(11)由于三角形ADO與三角形AEC相似，所以L / s = x / 11(12)即L = xX s / l1=xX12XSin( a ) / x2 + 12 2 - 2 x x x 12 x cos( a )(】3)實(shí)際工程中，將(6)式表達(dá)的壓力P作為PI調(diào)節(jié)器的給定值P戶在液壓缸的 缸側(cè)和桿側(cè)分別安裝壓力傳感器，檢測(cè)實(shí)際壓力，作為反饋值P，通過(guò)對(duì)壓力 (P)的

8、自動(dòng)調(diào)節(jié)(壓力閉環(huán)控制)，達(dá)到調(diào)節(jié)活套張力恒定的目標(biāo)。帶鋼張力產(chǎn)生的轉(zhuǎn)距為：Mstrip_tension=2*PZ*R*cos(e+B /2-a /2)*sin(a /2+p /2)(14)ia =arctan(R*sine-d)/(L1+R*cose)+arcsin(r/ 淑l1 + R * cos e )2 + (r * cos e - d)2 )(15)p = arctan(R*sine-d)/(L2-R*cose)+arcsinr/l2 - r * cos e )2 + (r * cos e - d)2 (16)a ：帶鋼與上游機(jī)架間的角度P :帶鋼與下游機(jī)架間的角度PZ；活套待求張力值帶鋼自重產(chǎn)生轉(zhuǎn)距為：Msrtip-weight=b*h*(L1+L2+LT)*Y *g*cose(17)b 帶鋼寬度h帶鋼厚度Y帶鋼密度活套自動(dòng)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)距為：(18)Mlooper_weight=R*G *cos0G:活套自重帶鋼彎曲度產(chǎn)生轉(zhuǎn)距為：Mbending=2*kf*b*h2*R* cos0/L(19)Kf:帶鋼拉伸強(qiáng)度 則通過(guò)上述可以看出MP=