微张力控制在棒材连轧机中的应用
湘潭钢铁公司棒材厂圆钢中轧机组目前人工调节机架电机转速，机架间速度难以匹配，致使产品通条尺寸不一致，质量较差。为此决定在中轧机组的PLC程序中增加微张力控制。一、理论分析1微张力的引入棒材正常连续轧制遵循的基本原理是机架间金属秒流量相等，即：A
×V
A
－1x×V
－11
式中A
第
机架的轧件截面面积V
第
机架的轧件出口速度可见A
和V
决定金属秒流量，其中A
受制造工艺限制（诸如孔型道次、辊缝压下量、钢温等），一旦调整就固定不变，因此只能通过调整V
满足公式（1）。从公式（1）推出相邻机架间速度关系应当满足：E
V
V
－1A
－1A2
式中E一前后机架（
－l、
）的轧件面积比，也称金属延伸率实际生产中轧件受钢温、材质、坯料形状、孔型磨损等扰动因素影响，无法保证精确的截面积，造成轧机间金属秒流量出现偏差，
1
f使轧材产生张力，而且偏差严重会在轧机间产生堆、拉钢，影响产品质量甚至发生轧制事故，因此在轧制过程中需要对微张力进行控制。2轧制转矩计算棒材轧制过程张力变化直接影响轧机主传动电机负载转矩，因此可通过检测电机负载转矩间接监测张力。由直流电机运动方程推出电机轧制转矩为：MmMrMtMaMf式中Mm总轧制转矩Mr自由轧制转矩，即轧件金属压下量所需的轧制转矩Mt张力产生的转矩Ma加速转矩Mf摩擦转矩稳定轧制状态，Ma0，若忽略Mf，则公式3变为：MmMrMt进一步分解Mt，得到：Mt＝Mt1Mt256式中Mt1常数，希望轧件中存在的张力矩，用来补偿钢坯后温度下降而增加的金属秒流量，通过操作者在上位计算机设定σ值间接给出Mt2机架张力矩，即被控量，系统调节机架转速使其趋于
2
3
4
f0S机架出口截面积刀机架土作辊径σ机架间张力i传动比3Mr测算1根据轧件在S
－1机架出口速度V
－1和S
－1→S
机架间距离L，计算出此段轧件运行时间TLV
－1，其中t1为02T动态速降恢复时间，t2为01T065TS
－2→S
－1微张力控制时间，t3为07T08TS
－1机架Mr采样时间。2S
机架咬钢后，根据轧件在S
机架的出口速度和S
→S
1机架间距离，计算出此段轧件运行时间T
，其中t4为01T
S
机架动态时间恢复时间，t5为01T
065T
，程序在此时间段内采样S
－1机架Mm值并同Mr、Mt1值比较（公式4）PI调节器根据差值控制机架速度，使S
－1→S
机架间的轧件张力在允许范围内，系统在t6时间段，停止微张力调节，随后进行下一轮控制r