基于秒流量不相等的連軋張力測定方法研究

宋 濤，程勇剛，張蘭飛

（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定方法研究

宋 濤，程勇剛，張蘭飛

（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定公式：Fn=k×ΔVn=k×（Si+n×vi+n-Si-1×vi-1），結合測徑儀面積測算和軋輥線速度可以直接獲取軋機之間鋼的張力大小，能夠實現實時監控張力的目的，防止堆鋼和鋼因張力過大而拉斷。

連軋；張力；秒流量；測定

現代軋鋼技術中，同一軋件在相同時間內以相同流量通過數架軋機的工藝稱為連軋，連軋技術具有生產效率高、產品質量好等優點。理論上來說，穩定的連軋過程中應該保持各架軋機之間秒流量相等。但是在實際生產中，由于鋼坯溫度、鋼質、環境等因素的影響導致秒流量并非完全一致，由此導致軋機間張力發生變化，張力的變化就會直接導致軋機間的堆鋼或者拉鋼。

張力在連軋過程中起著重要的紐帶作用和保持產品尺寸的作用，因此張力控制是棒材、高線連軋生產中關鍵的工藝技術，張力太小容易產生堆鋼，而張力太大容易將鋼拉斷。參考國內外文獻，目前關于張力大小測量方法的技術并不多，張進之早在上個世紀就提出了區別于秒流量相等的動態張力計算公式，張志宏提出了利用壓頭測量張力的ABB張力測量儀，但是這些并未能直接在工程中應用。本文提出了一種基于秒流量不相等的直接測定張力的研究方法。

1 方法分析

如圖1所示為第i架軋機和第i+1架軋機連軋示意圖。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架軋機與第i+1架軋機連軋示意圖

根據秒流量相等的原理，穩定態連軋狀態下，應滿足：

但在實際生產過程中并不能總保持（1）式的穩態，當 Si×vi＞ Si+1×vi+1時會堆鋼，當 Si×vi＜ Si+1×vi+1時會拉鋼，而理想的連軋狀態是Si×vi＜Si+1×vi+1時的拉鋼情形，可是當張力過大時會將軋制中的鋼拉斷從而影響生產。因此，為防止鋼因為張力過大而造成軋鋼拉斷的事故，控制軋機之間的張力大小就很有必要。軋機之間秒流量的不相等產生張力，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存在著必然的聯系，此種關系可以表征為：

式（2）中的k值為一個與鋼質、鋼坯溫度有關的常數。

在現場環境中，鋼通過軋機后的截面面積可以通過測徑儀直接獲得，鋼的速度與軋輥線速度一致，也可以直接獲取，當常數k值確定之后便可輕易的直接獲取軋機張力值的大小。當需要知道數架軋機之間的張力時，可將這幾架軋機看成一個整體，之間獲取進入軋機的秒流量和出軋機秒流量即可計算得出這幾架軋機之間的張力：

式（3）即為一個可以直接再生產中應用的方案，通過參數和鋼截面面積、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）這個公式，通過獲取常數k值和鋼截面面積、鋼的軋制速度，可以快速計算出數架軋機之間的張力大小，信息反饋至操作人員從而幫助指導生產工藝調整，減少因張力不當導致的不必要的生產事故，保障生產的穩定性。理論上來講，利用秒流量不相等的軋機張力計算公式引入工藝設計，可以有效拉近理論設計與實際生產之間的誤差。

3 結束語

綜上內容，我們研究了：

（1）動態秒流量不相等時軋機間張力大小的計算方法：

（2）計算方法利用測徑儀和軋機軋輥速度監控即可實時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。

該研究對實際生產和工藝設計都具有指導意義和參考價值。

[1]汪凌云.張力對軋鋼機機架強度和剛度的影響[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中的應用[J].山東冶金，2007，28(6):25-27.

[3]張進之，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.連軋張力的運動力學穩態方程[J].鋼鐵研究學報，2005，17(6):39-42.

[5]張進之，趙厚信，王 喆，等.連軋張力公式的實驗驗證和分析[J].中國工程科學，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，江西萍鄉人，助理工程師，碩士，主要從事軋鋼工藝技術研究。