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CN105955220B - 一种控制带钢卷取张力的方法及装置 - Google Patents

一种控制带钢卷取张力的方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种控制带钢卷取张力的方法及装置，所述方法包括：根据所述带钢表面的涂油量、屈服强度及所述带钢的厚度确定硬芯张力倍数；根据卷筒直径及钢卷直径确定卷取过程中硬芯段长度；根据所述硬芯张力倍数及所述硬芯段长度控制硬芯段卷取张力；如此，在确定硬芯张力倍数时，考虑到带钢的屈服强度可以有效避免屈服强度低的钢种出现翘曲的现象；并且根据钢卷重量来确定硬芯段长度，避免重量轻的钢卷出现塌卷的现象。

Description

一种控制带钢卷取张力的方法及装置
技术领域
本发明属于钢铁冶炼技术领域，尤其涉及一种控制带钢卷取张力的方法及装置。
背景技术
卷取技术作为钢铁冶炼生产工艺中的最后一道工序，如果卷取张力控制不好的话则直接影响产品的质量。
现有技术中，由于缺少直接检测和分析的手段，只能通过对卷取过程的张力分析，设计最优的卷取策略满足钢材的外观质量与表面质量的要求。一般来说，镀锌产线的卷取张力通常采用的是硬芯张力控制技术，通过在一级基础自动化系统中设定硬芯张力倍数、硬芯段长度和斜坡段长度(硬芯部分与稳定部分之间的长度)来满足生产的需要。其中，硬芯张力倍数设定值只与涂油量和厚度相关，硬芯段长度的参数设定值是固定的。这种设定方法对于产线的多样化产品显然是不适宜的。对于性能较低的带钢，过高的硬芯张力倍数会引起带钢翘曲的缺陷；卷重较小的带钢，过长的硬芯段长度会带来塌卷缺陷的风险。
基于此，本发明提供一种控制带钢卷取张力的方法及装置，以能解决上述技术问题。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明实施例提供了一种控制带钢卷取张力的方法及装置，用于解决现有技术中在对带钢进行卷取时，不能根据带钢的性能及卷重实时调整硬芯段卷取张力，导致带钢翘曲或塌卷的技术问题。
本发明提供一种控制带钢卷取张力的方法，所述方法包括：
根据所述带钢表面的涂油量、屈服强度及所述带钢的厚度确定硬芯张力倍数；
根据卷筒直径及钢卷直径确定卷取过程中硬芯段长度；
根据所述硬芯张力倍数及所述硬芯段长度控制硬芯段卷取张力。
上述方案中，所述屈服强度不大于A值，所述A值的取值区间为[140MPa， 150MPa]。
上述方案中，所述根据卷筒直径及钢卷直径确定卷取过程中硬芯段长度包括：
根据公式L＝(D-Dreel)*k计算所述硬芯段长度L；其中，所述Dreel为所述卷筒直径，所述D为所述钢卷直径，所述k为所述硬芯段长度占总卷取段的比例值。
上述方案中，根据公式计算所述钢卷直径D；其中，所述W为所述钢卷的卷重，所述b为带钢宽度，所述ρ为带钢密度，所述n为钢卷分出的子卷数。
上述方案中，根据公式F＝F1*Q确定所述硬芯段卷取张力F：其中，所述 F1为预设的初始张力值，所述Q为所述硬芯张力倍数。
本发明还提供一种控制带钢卷取张力的装置，所述装置包括：
第一确定单元，用于根据所述带钢表面的涂油量、屈服强度及所述带钢的厚度确定硬芯张力倍数；
第二确定单元，用于根据卷筒直径及钢卷直径确定卷取过程中硬芯段长度；
控制单元，用于根据所述硬芯张力倍数及所述硬芯段长度控制卷取张力。
上述方案中，所述屈服强度不大于A值，所述A值的取值区间为[140MPa， 150MPa]。
上述方案中，所述根据卷筒直径及钢卷直径确定卷取过程中硬芯段长度包括：
根据公式L＝(D-Dreel)*k计算所述硬芯段长度L；其中，所述Dreel为所述卷筒直径，所述D为所述钢卷直径，所述k为所述硬芯段长度占总卷取段的比例值。
上述方案中，根据公式计算所述钢卷直径D；其中，所述W为所述钢卷的卷重，所述b为带钢宽度，所述ρ为带钢密度，所述n为钢卷分出的子卷数。
上述方案中，根据公式F＝F1*Q确定所述硬芯段卷取张力F：其中，所述 F1为预设的初始张力值，所述Q为所述硬芯张力倍数。
本发明提供了一种控制带钢卷取张力的方法及装置，所述方法包括：根据所述带钢表面的涂油量、屈服强度及所述带钢的厚度确定硬芯张力倍数；根据卷筒直径及钢卷直径确定卷取过程中硬芯段长度；根据所述硬芯张力倍数及所述硬芯段长度控制硬芯段卷取张力；如此，在确定硬芯张力倍数时，考虑到带钢的屈服强度可以有效避免屈服强度低的钢种出现翘曲的现象；并且根据钢卷重量来确定硬芯段长度，避免重量轻的钢卷出现塌卷的现象。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的控制带钢卷取张力的方法流程示意图；
图2为本发明实施例二提供的控制带钢卷取张力的装置结构示意图。
具体实施方式
为了对带钢进行卷取时，避免出现带钢翘曲或塌卷的现象，本发明提供了一种控制带钢卷取张力的方法及装置，所述方法包括：根据所述带钢表面的涂油量、屈服强度及所述带钢的厚度确定硬芯张力倍数；根据卷筒直径及钢卷直径确定卷取过程中硬芯段长度；根据所述硬芯张力倍数及所述硬芯段长度控制硬芯段卷取张力。
下面通过附图及具体实施例对本发明的技术方案做进一步的详细说明。
实施例一
本实施例提供一种控制带钢卷取张力的方法，如图1所示，所述方法包括以下步骤：
步骤111，根据所述带钢表面的涂油量、屈服强度及所述带钢的厚度确定硬芯张力倍数。
本步骤中，如果只根据带钢表面的涂油量及所述带钢的厚度确定硬芯张力倍数时，那么当低屈服强度的带钢使用大张力值进行卷取时易产生翘曲现象，因此，本实施例在确定硬芯张力倍数时，根据带钢表面的涂油量、屈服强度及所述带钢的厚度这三个参数来确定；带钢的屈服强度不大于A值，所述A值的取值区间为[140MPa，150MPa]，优选地，A可以取值为140MPa、141MPa、 142MPa、143MPa、144MPa、145MPa、146MPa、147MPa、148MPa、149MPa、150MPa；本实施例中，当带钢的屈服强度不大于A值时，那么硬芯张力倍数可以设置为1～1.3；当带钢的屈服强度大于A值时，那么硬芯张力倍数可以设置为1.3～1.5。
例如，当带钢的屈服强度为140MPa、涂油量为1200mg/m2、带钢厚度为 1.0mm、带钢宽度为1200mm时，那么硬芯张力倍数可以设置为1～1.3，优选地，为1.2或1.25。而当带钢的屈服强度为160MPa、涂油量为1200mg/m2、带钢厚度为1.0mm、带钢宽度为1200mm时，那么硬芯张力倍数可以设置为1.3～1.5，优选地，为1.35或1.4或1.45。
步骤112，根据卷筒直径及钢卷直径确定卷取过程中硬芯段长度。
本步骤中，以所述卷筒直径为初始点，硬芯段结束时的钢卷卷径为终点，两者之间的距离即为硬芯段长度L。
这里，可以根据公式(1)计算硬芯段长度L：
L＝(D-Dreel)*k (1)
在公式(1)中，所述Dreel为所述卷筒直径，所述D为所述钢卷直径，所述k为所述硬芯段长度占总卷取段的比例值；其中，所述k值可以取1/3。
进一步地，所述钢卷直径D可以根据公式(2)计算得出：
在公式(2)中，所述W为所述钢卷的卷重，所述b为带钢宽度，所述ρ为带钢密度，所述n为钢卷分出的子卷数。
步骤113，根据所述硬芯张力倍数及所述硬芯段长度控制卷硬芯段卷取张力。
本步骤中，当所述硬芯张力倍数确定之后，根据公式(3)计算硬芯段卷取张力：
F＝F1*Q (3)
其中，在公式(3)中，所述F为硬芯段卷取张力，所述F1为预设的初始张力值，所述Q为所述硬芯张力倍数。其中，所述初始张力值F1是根据带钢的宽度和厚度来确定的。
以本实施例中的两种带钢为例，两种带钢的厚度和宽度都相同，所以根据预设的张力值表格可以确定初始张力值F1为32kN。
当硬芯段卷取张力值F确定之后，在所述硬芯段长度L上以F对带钢进行卷取，在剩下的卷取段上以初始张力值对带钢进行卷取即可。
本实施例提供的控制带钢卷取张力的方法，根据所述带钢表面的涂油量、屈服强度及所述带钢的厚度三个参数确定硬芯张力倍数，可以有效避免屈服强度低的钢种出现翘曲的现象；并且根据钢卷重量来确定硬芯段长度，避免重量轻的钢卷出现塌卷的现象。
实施例二
相应于实施例一，本实施例还提供了一种控制带钢卷取张力的装置，如图2所示，所述装置包括：第一确定单元21、第二确定单元22及控制单元23；其中，
第一确定单元21用于根据所述带钢表面的涂油量、屈服强度及所述带钢的厚度确定硬芯张力倍数；具体地，如果第一确定单元21只根据带钢表面的涂油量及所述带钢的厚度确定硬芯张力倍数时，那么当低屈服强度的带钢使用大张力值进行卷取时易产生翘曲现象，因此，本实施例在确定硬芯张力倍数时，第一确定单元21根据带钢表面的涂油量、屈服强度及所述带钢的厚度这三个参数来确定；所述带钢的屈服强度不大于A值，所述A值的取值区间为[140MPa， 150MPa]，优选地，A可以取值为140MPa、141MPa、142MPa、143MPa、144MPa、 145MPa、146MPa、147MPa、148MPa、149MPa、150MPa；本实施例中，当带钢的屈服强度不大于A值时，那么硬芯张力倍数可以设置为1～1.3；当带钢的屈服强度大于A值时，那么硬芯张力倍数可以设置为1.3～1.5。
例如，当带钢的屈服强度为140Mpa，涂油量为1200mg/m2、带钢厚度为 1.0mm时，那么硬芯张力倍数可以设置为1～1.3，优选地，为1.2或1.25。而当带钢的屈服强度为160MPa、涂油量为1200mg/m2、带钢厚度为1.0mm时，那么硬芯张力倍数可以设置为1.3～1.5，优选地，为1.35或1.4或1.45。
当第一确定单元21确定出硬芯张力倍数后，第二确定单元22用于根据卷筒直径及钢卷直径确定卷取过程中硬芯段长度；具体地，以所述卷筒直径为初始点，硬芯段结束时的钢卷卷径为终点，两者之间的距离即为硬芯段长度L。
这里，第二确定单元22可以根据公式(1)计算硬芯段长度L：
L＝(D-Dreel)*k (1)
在公式(1)中，所述Dreel为所述卷筒直径，所述D为所述钢卷直径，所述k为所述硬芯段长度占总卷取段的比例值；其中，所述k值可以取1/3。
进一步地，所述钢卷直径D可以根据公式(2)计算得出：
在公式(2)中，所述W为所述钢卷的卷重，所述b为带钢宽度，所述ρ为带钢密度，所述n为钢卷分出的子卷数。
当所述第二确定单元22确定出硬芯段长度L后，所述控制单元23用于根据所述硬芯张力倍数及所述硬芯段长度L控制硬芯段卷取张力。具体地，所述控制单元23根据公式(3)计算硬芯段卷取张力：
F＝F1*Q (3)
其中，在公式(3)中，所述F为硬芯段卷取张力，所述F1为预设的初始张力值，所述Q为所述硬芯张力倍数。其中，所述初始张力值F1是根据带钢的宽度和厚度来确定的。
以本实施例中的两种带钢为例，两种带钢的厚度和宽度都相同，所以根据预设的张力值表格可以确定初始张力值F1为32kN。
当硬芯段卷取张力值F确定之后，所述控制单元23在所述硬芯段长度L 上以F对带钢进行卷取，在剩下的卷取段上以初始张力值对带钢进行卷取即可。
实际应用中，所述第一确定单元21、第二确定单元22及控制单元23可以由该装置中的中央处理器(CPU，Central Processing Unit)、数字信号处理器 (DSP，Digtal SignalProcessor)、可编程逻辑阵列(FPGA，Field Programmable Gate Array)、微控制单元(MCU，Micro Controller Unit)实现。
本实施例提供的控制带钢卷取张力的装置根据所述带钢表面的涂油量、屈服强度及所述带钢的厚度三个参数确定硬芯张力倍数，可以有效避免屈服强度低的钢种出现翘曲的现象；并且根据钢卷重量来确定硬芯段长度，避免重量轻的钢卷出现塌卷的现象。
实施例三
在实际应用中，以材质为DX56D+Z和材质为DX51D+Z为例，尽管两种材质的带钢的厚度、宽度、重量以及涂油量相同，但是两种带钢的屈服强度不同，因此两种带钢的硬芯张力倍数也不同。同时，由于分卷不同，使得硬芯段的长度也所有改变，两种带钢的具体参数如表1所示：
表1
如表1所示，DX56D+Z钢的屈服强度为145MPa，则硬芯张力倍数为1.3， DX51D+Z钢的屈服强度为210MPa，则带钢硬芯张力倍数1.5。
另外，即使DX56D+Z钢和DX51D+Z钢的厚度、宽度、重量、涂油量、密度都相同，但是由于分出的子卷数目不同，那么各自的硬芯段长度也会不同。
具体地，对DX56D+Z钢来说，其重量为25，带钢宽度为1.2，密度为7.9，分出的子卷数目为3，将这些参数代入公式(2)中可以得出钢卷直径为1.668m。
当卷筒直径为0.610m时，将钢卷直径及卷筒直径代入公式(1)中得出硬芯段长度为0.353m。
对DX51D+Z钢来说，其重量为25，带钢宽度为1.2，密度为7.9，分出的子卷数目为1，将这些参数代入公式(2)中可以得出钢卷直径为2.443m。
当卷筒直径为0.610m时，将钢卷直径及卷筒直径代入公式(1)中得出硬芯段长度为0.611m。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种控制带钢卷取张力的方法，其特征在于，所述方法包括：
根据所述带钢表面的涂油量、屈服强度及所述带钢的厚度确定硬芯张力倍数；
根据卷筒直径及钢卷直径确定卷取过程中硬芯段长度，所述根据卷筒直径及钢卷直径确定卷取过程中硬芯段长度包括：
根据公式L＝(D-Dreel)*k计算所述硬芯段长度L；其中，所述Dreel为所述卷筒直径，所述D为所述钢卷直径，所述k为所述硬芯段长度占总卷取段的比例值；
根据公式计算所述钢卷直径D；其中，所述W为所述钢卷的卷重，所述b为带钢宽度，所述ρ为带钢密度，所述n为钢卷分出的子卷数；
根据所述硬芯张力倍数及所述硬芯段长度控制硬芯段卷取张力；
其中，当所述带钢的屈服强度不大于A值时，所述硬芯张力倍数设置为1～1.3；当所述带钢的屈服强度大于A值时，所述硬芯张力倍数设置为1.3～1.5，所述A值的取值区间为[140MPa，150MPa]。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据公式F＝F1*Q确定所述硬芯段卷取张力F：其中，所述F1为预设的初始张力值，所述Q为所述硬芯张力倍数。
3.一种控制带钢卷取张力的装置，其特征在于，所述装置包括：
第一确定单元，用于根据所述带钢表面的涂油量、屈服强度及所述带钢的厚度确定硬芯张力倍数；
第二确定单元，用于根据卷筒直径及钢卷直径确定卷取过程中硬芯段长度，所述根据卷筒直径及钢卷直径确定卷取过程中硬芯段长度包括：
根据公式L＝(D-Dreel)*k计算所述硬芯段长度L；其中，所述Dreel为所述卷筒直径，所述D为所述钢卷直径，所述k为所述硬芯段长度占总卷取段的比例值；
根据公式计算所述钢卷直径D；其中，所述W为所述钢卷的卷重，所述b为带钢宽度，所述ρ为带钢密度，所述n为钢卷分出的子卷数；
控制单元，用于根据所述硬芯张力倍数及所述硬芯段长度控制卷取张力；其中，
当所述带钢的屈服强度不大于A值时，所述硬芯张力倍数设置为1～1.3；当所述带钢的屈服强度大于A值时，所述硬芯张力倍数设置为1.3～1.5，所述A值的取值区间为[140MPa，150MPa]。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，根据公式F＝F1*Q确定所述硬芯段卷取张力F：其中，所述F1为预设的初始张力值，所述Q为所述硬芯张力倍数。
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