基于秒流量不相等的連軋張力測(cè)定方法研究

宋 濤，程勇剛，張?zhí)m飛

（武鋼股份有限公司條材總廠大型分廠，湖北 武漢 430083）

基于秒流量不相等的連軋張力測(cè)定方法研究

宋 濤，程勇剛，張?zhí)m飛

（武鋼股份有限公司條材總廠大型分廠，湖北 武漢 430083）

利用連軋生產(chǎn)中“秒流量不相等”的原理研究確定了一種直觀的連軋張力測(cè)定公式：Fn=k×ΔVn=k×（Si+n×vi+n-Si-1×vi-1），結(jié)合測(cè)徑儀面積測(cè)算和軋輥線速度可以直接獲取軋機(jī)之間鋼的張力大小，能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控張力的目的，防止堆鋼和鋼因張力過大而拉斷。

連軋；張力；秒流量；測(cè)定

現(xiàn)代軋鋼技術(shù)中，同一軋件在相同時(shí)間內(nèi)以相同流量通過數(shù)架軋機(jī)的工藝稱為連軋，連軋技術(shù)具有生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)。理論上來說，穩(wěn)定的連軋過程中應(yīng)該保持各架軋機(jī)之間秒流量相等。但是在實(shí)際生產(chǎn)中，由于鋼坯溫度、鋼質(zhì)、環(huán)境等因素的影響導(dǎo)致秒流量并非完全一致，由此導(dǎo)致軋機(jī)間張力發(fā)生變化，張力的變化就會(huì)直接導(dǎo)致軋機(jī)間的堆鋼或者拉鋼。

張力在連軋過程中起著重要的紐帶作用和保持產(chǎn)品尺寸的作用，因此張力控制是棒材、高線連軋生產(chǎn)中關(guān)鍵的工藝技術(shù)，張力太小容易產(chǎn)生堆鋼，而張力太大容易將鋼拉斷。參考國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)，目前關(guān)于張力大小測(cè)量方法的技術(shù)并不多，張進(jìn)之早在上個(gè)世紀(jì)就提出了區(qū)別于秒流量相等的動(dòng)態(tài)張力計(jì)算公式，張志宏提出了利用壓頭測(cè)量張力的ABB張力測(cè)量?jī)x，但是這些并未能直接在工程中應(yīng)用。本文提出了一種基于秒流量不相等的直接測(cè)定張力的研究方法。

1 方法分析

如圖1所示為第i架軋機(jī)和第i+1架軋機(jī)連軋示意圖。其中，第i架線速度為vi，第i+1架線速度為vi+1，第i架出口鋼截面積為Si，第i+1架出口鋼截面積為 Si+1。

圖1 第i架軋機(jī)與第i+1架軋機(jī)連軋示意圖

根據(jù)秒流量相等的原理，穩(wěn)定態(tài)連軋狀態(tài)下，應(yīng)滿足：

但在實(shí)際生產(chǎn)過程中并不能總保持（1）式的穩(wěn)態(tài)，當(dāng) Si×vi＞ Si+1×vi+1時(shí)會(huì)堆鋼，當(dāng) Si×vi＜ Si+1×vi+1時(shí)會(huì)拉鋼，而理想的連軋狀態(tài)是Si×vi＜Si+1×vi+1時(shí)的拉鋼情形，可是當(dāng)張力過大時(shí)會(huì)將軋制中的鋼拉斷從而影響生產(chǎn)。因此，為防止鋼因?yàn)閺埩^大而造成軋鋼拉斷的事故，控制軋機(jī)之間的張力大小就很有必要。軋機(jī)之間秒流量的不相等產(chǎn)生張力，因此在第i架和第i+1架之間鋼的張力F與第i-1架和第i+1架之間的秒流量ΔV=Si+1×vi+1×vi-1存在著必然的聯(lián)系，此種關(guān)系可以表征為：

式（2）中的k值為一個(gè)與鋼質(zhì)、鋼坯溫度有關(guān)的常數(shù)。

在現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境中，鋼通過軋機(jī)后的截面面積可以通過測(cè)徑儀直接獲得，鋼的速度與軋輥線速度一致，也可以直接獲取，當(dāng)常數(shù)k值確定之后便可輕易的直接獲取軋機(jī)張力值的大小。當(dāng)需要知道數(shù)架軋機(jī)之間的張力時(shí)，可將這幾架軋機(jī)看成一個(gè)整體，之間獲取進(jìn)入軋機(jī)的秒流量和出軋機(jī)秒流量即可計(jì)算得出這幾架軋機(jī)之間的張力：

式（3）即為一個(gè)可以直接再生產(chǎn)中應(yīng)用的方案，通過參數(shù)和鋼截面面積、鋼的軋制速度確定直觀獲取鋼的軋制張力大小。

2 研究意義

利用 Fn=k×ΔVn=k×（Si+n×vi+n-Si-1×vi-1）這個(gè)公式，通過獲取常數(shù)k值和鋼截面面積、鋼的軋制速度，可以快速計(jì)算出數(shù)架軋機(jī)之間的張力大小，信息反饋至操作人員從而幫助指導(dǎo)生產(chǎn)工藝調(diào)整，減少因張力不當(dāng)導(dǎo)致的不必要的生產(chǎn)事故，保障生產(chǎn)的穩(wěn)定性。理論上來講，利用秒流量不相等的軋機(jī)張力計(jì)算公式引入工藝設(shè)計(jì)，可以有效拉近理論設(shè)計(jì)與實(shí)際生產(chǎn)之間的誤差。

3 結(jié)束語

綜上內(nèi)容，我們研究了：

（1）動(dòng)態(tài)秒流量不相等時(shí)軋機(jī)間張力大小的計(jì)算方法：

（2）計(jì)算方法利用測(cè)徑儀和軋機(jī)軋輥速度監(jiān)控即可實(shí)時(shí)獲取張力的大小變化，可有效防止堆鋼和鋼因張力過大而拉斷。

該研究對(duì)實(shí)際生產(chǎn)和工藝設(shè)計(jì)都具有指導(dǎo)意義和參考價(jià)值。

[1]汪凌云.張力對(duì)軋鋼機(jī)機(jī)架強(qiáng)度和剛度的影響[J].四川冶金，1985（1）:4.

[2]李澤光，郝 莉，倪 楓.微張力控制在高速線材生產(chǎn)中的應(yīng)用[J].山東冶金，2007，28(6):25-27.

[3]張進(jìn)之，張小平.連軋張力公式[J].南方金屬，2007(1):4-10.

[4]鄭申白，韓靜濤，王 江.連軋張力的運(yùn)動(dòng)力學(xué)穩(wěn)態(tài)方程[J].鋼鐵研究學(xué)報(bào)，2005，17(6):39-42.

[5]張進(jìn)之，趙厚信，王 喆，等.連軋張力公式的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和分析[J].中國(guó)工程科學(xué)，2008，10(4):73-77.

Study on a Measure Method of Tension Force in Tandem Rolling based on UnequalofMass Flow

SONG Tao，CHENGYong-gang，ZHANG Lan-fei
（RodsMainWorkshop Large Branch ofWISCO，Wuhan Hubei430083，China）

A visual tension force formula of tandem rolling in productive process is determined by unequalofmass flow,the formula is:Fn=k×ΔVn=k×（Si+n×vi+n-Si-1×vi-1）.Combine the data ofarea calculated by gauging arrangements and liner speed of roller,the tension force betweenmillers can be obtained directly.Thiswill realize the tension force real timemonitored to preventpiling-up ofsteeland steelbe fractured due to overlarge tension force.

tandem rolling；tension force；mass flow；measure

TG331

B

1672-545X（2014）04-0130-02

2014-01-05

宋 濤（1989—），男，江西萍鄉(xiāng)人，助理工程師，碩士，主要從事軋鋼工藝技術(shù)研究。