利用电气参数查找连续退火机组炉辊缺陷的方法

摘要

利用电气运行参数查找连续退火机组炉辊缺陷的方法，属于连续退火机组炉辊电气自动化控制领域，它包括下述内容：（1）同一炉温区段内的正常炉辊转速误差＜2转，波动范围＜7转；（2）不同炉温区段的正常炉辊转速满足下述数学模型：机组线速度=炉辊电机转速×减速比×炉辊的周长×补偿系数；补偿系数=1.550~1.556；（3）正常炉辊转矩为正值且波动范围＜5%；（4）正常炉辊电流波动范围＜3%。本发明能够及时发现炉辊运行不良状态，预先采取处理措施，使成组炉辊运行规律稳定，同时同组内转速不同步的情况基本上消除。

说明书

技术领域

本发明属于连续退火机组炉辊电气自动化控制领域。

背景技术

冷轧硅钢连续退火涂层机组是保证冷轧硅钢产品质量的关键机

组，直接影响到硅钢产品的性能和表面质量。退火炉的长度一般在300米左右，共有炉辊150根左右，分布在不同的炉温区间，承担着同步传输钢带和炉内张力控制的作用，直接影响着硅钢产品的性能和钢带的表面质量。所有的炉辊控制是由西门子S7-400 PLC系统和西门子6SE70系列变频器共同控制。

由于硅钢连续退火机组的炉体不但长度长而且是全封闭的，因此无法观察到炉辊的实际运行状态,只能通过质检工发现最终的质量缺陷后，倒推去查找问题的原因。这种做法，不但对硅钢的质量已经造成了影响，而且在查找问题原因的时候缺少手段，没有可靠的数据依据和视觉观察做为支撑，造成查找问题时间长，准确性不高等问题，严重影响和制约了产品的产量和质量。

硅钢连续退火机组一般采用单辊传动方式，由PLC控制系统通

过网络通讯的方式对变频器进行速度控制，每个炉辊都配有编码器，采用双闭环控制系统对转速进行调节，同时参与炉内张力控制。理想状态下，炉辊只承担钢带的同步传输作用，和钢带的摩擦越小越好。但是由于不同的炉温区间钢带的热膨胀系数是不同的，在张力的作用下导致其延伸的长度也是不同的。所以，采用同步的炉辊速度去控制钢带的运行，实际上在不同的炉温区间已经导致了相对的速度差。这就有可能导致钢带的性能发生变化，或者对钢带表面造成划伤、八字弧和折印质量缺陷。而在实际生产中发现，造成速度差的主要原因是炉辊芯轴变形、炉辊直径发生变化和钢带的热膨胀系数把握不准造成的。因此、如果能够通过电气参数和数学模型解决上述的三个问题，那么就可以有效地保证硅钢的性能和表面质量。

发明内容

  本发明目的是为了快速发现问题炉辊，预先采取解决措施，从而减少维修时间。

利用电气运行参数查找连续退火机组炉辊缺陷的方法，包括下述内容：

（1）同一炉温区段内的正常炉辊转速误差＜2转，波动范围＜7转；不同炉温区段的正常炉辊转速满足下述数学模型：

机组线速度=炉辊电机转速（N/min）×减速比（325/1410）×炉辊的周长（∏*D）×补偿系数；补偿系数=1.550~1.556；

（2）按照炉温区间和炉辊的材质对炉辊电机进行分组，对转矩为负值和正负变化的炉辊视为问题炉辊；

（3）炉辊电机转矩＜5%认为正常、速度波动范围＜3%的认为正常。

本发明能够及时发现炉辊运行不良状态，预先采取处理措施，使成组炉辊运行规律稳定，同时同组内转速不同步的情况基本上消除。

具体实施方式

1、数据采集并形成速度趋势表、张力趋势表、炉温趋势表、板温趋势表、电流趋势表；

2、分析各趋势表的规律，制定数学模型：机组线速度=炉辊电机转速（单位是：N/min）×减速比（325/1410）×炉辊的周长（单位是cm）×补偿系数，获得炉辊的补偿系数；

3、同步对照电气参数的变化和炉辊的运转状态变化，寻找其对应关系，并通过实际从炉内抽出的炉辊进行验证；

（1）正常炉辊转速：同一炉温区段内的炉辊转速误差＜2转，波动范围＜7转，不同炉温区段的炉辊转速按照上述数学模型的规律调整；

（2）炉辊转矩：首先、对炉辊电机的转矩按照炉辊的材质和安装方式进行分组，因为不同的材质和安装方式，炉辊的空载转矩是不同的，所以检查和判定标准是无法确定的。其次、对炉辊转矩为负值的和正负变化的炉辊视为问题炉辊，进行转速、转矩和电流的综合记录和分析；转矩为正值且波动范围＜5%视为正常；

（3）炉辊电流：首先，要明确炉辊电流的组成。炉辊电流是由电机本体的励磁电流和转矩电流按照矢量关系计算得来的。励磁电流本身不能反映炉辊的运行状态，转矩电流才可以反映炉辊的运行状态。其次、对转矩电流进行观察，波动范围＜5%的认为正常。