利用電氣參數查找連續退火機組爐輥缺陷的方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于連續退火機組爐輥電氣自動化控制領域。
【背景技術】
[0002]冷乳娃鋼連續退火涂層機組是保證冷乳娃鋼產品質量的關鍵機
組，直接影響到硅鋼產品的性能和表面質量。退火爐的長度一般在300米左右，共有爐輥150根左右，分布在不同的爐溫區間，承擔著同步傳輸鋼帶和爐內張力控制的作用，直接影響著硅鋼產品的性能和鋼帶的表面質量。所有的爐輥控制是由西門子S7-400 PLC系統和西門子6SE70系列變頻器共同控制。
[0003]由于硅鋼連續退火機組的爐體不但長度長而且是全封閉的，因此無法觀察到爐輥的實際運行狀態，只能通過質檢工發現最終的質量缺陷后，倒推去查找問題的原因。這種做法，不但對硅鋼的質量已經造成了影響，而且在查找問題原因的時候缺少手段，沒有可靠的數據依據和視覺觀察做為支撐，造成查找問題時間長，準確性不高等問題，嚴重影響和制約了產品的產量和質量。
[0004]硅鋼連續退火機組一般采用單輥傳動方式，由PLC控制系統通
過網絡通訊的方式對變頻器進行速度控制，每個爐輥都配有編碼器，采用雙閉環控制系統對轉速進行調節，同時參與爐內張力控制。理想狀態下，爐輥只承擔鋼帶的同步傳輸作用，和鋼帶的摩擦越小越好。但是由于不同的爐溫區間鋼帶的熱膨脹系數是不同的，在張力的作用下導致其延伸的長度也是不同的。所以，采用同步的爐輥速度去控制鋼帶的運行，實際上在不同的爐溫區間已經導致了相對的速度差。這就有可能導致鋼帶的性能發生變化，或者對鋼帶表面造成劃傷、八字弧和折印質量缺陷。而在實際生產中發現，造成速度差的主要原因是爐輥芯軸變形、爐輥直徑發生變化和鋼帶的熱膨脹系數把握不準造成的。因此、如果能夠通過電氣參數和數學模型解決上述的三個問題，那么就可以有效地保證硅鋼的性能和表面質量。

【發明內容】

[0005]本發明目的是為了快速發現問題爐輥，預先采取解決措施，從而減少維修時間。
[0006]利用電氣運行參數查找連續退火機組爐輥缺陷的方法，包括下述內容:
(1)同一爐溫區段內的正常爐輥轉速誤差<2轉，波動范圍< 7轉；不同爐溫區段的正常爐輥轉速滿足下述數學模型:
機組線速度=爐輥電機轉速(N/min) X減速比(325/1410) X爐輥的周長(Π *D) X補償系數；補償系數=1.550-1.556 ;
(2)按照爐溫區間和爐輥的材質對爐輥電機進行分組，對轉矩為負值和正負變化的爐輥視為問題爐輥；
(3)爐輥電機轉矩<5%認為正常、速度波動范圍< 3%的認為正常。
[0007]本發明能夠及時發現爐輥運行不良狀態，預先采取處理措施，使成組爐輥運行規律穩定，同時同組內轉速不同步的情況基本上消除。
【具體實施方式】
[0008]1、數據采集并形成速度趨勢表、張力趨勢表、爐溫趨勢表、板溫趨勢表、電流趨勢表；
2、分析各趨勢表的規律，制定數學模型:機組線速度=爐輥電機轉速(單位是:N/min) X減速比(325/1410) X爐輥的周長(單位是cm) X補償系數，獲得爐輥的補償系數；
3、同步對照電氣參數的變化和爐輥的運轉狀態變化，尋找其對應關系，并通過實際從爐內抽出的爐輥進行驗證；
(1)正常爐輥轉速:同一爐溫區段內的爐輥轉速誤差<2轉，波動范圍< 7轉，不同爐溫區段的爐輥轉速按照上述數學模型的規律調整；
(2)爐輥轉矩:首先、對爐輥電機的轉矩按照爐輥的材質和安裝方式進行分組，因為不同的材質和安裝方式，爐輥的空載轉矩是不同的，所以檢查和判定標準是無法確定的。其次、對爐輥轉矩為負值的和正負變化的爐輥視為問題爐輥，進行轉速、轉矩和電流的綜合記錄和分析；轉矩為正值且波動范圍< 5%視為正常；
(3)爐輥電流:首先，要明確爐輥電流的組成。爐輥電流是由電機本體的勵磁電流和轉矩電流按照矢量關系計算得來的。勵磁電流本身不能反映爐輥的運行狀態，轉矩電流才可以反映爐輥的運行狀態。其次、對轉矩電流進行觀察，波動范圍< 5%的認為正常。
【主權項】
1.利用電氣運行參數查找連續退火機組爐輥缺陷的方法，包括下述內容: (1)將爐輥運行參數進行統計并繪制速度趨勢表、張力趨勢表、爐溫趨勢表、板溫趨勢表、電流趨勢表；同一爐溫區段內的正常爐輥的轉速誤差< 2轉，波動范圍< 7轉；不同爐溫區段的正常爐輥轉速滿足下述數學模型: 機組線速度=爐輥電機轉速X減速比X爐輥的周長X補償系數；補償系數=1.550-1.556 ； (2)對爐輥電機的轉矩按照爐輥的材質和安裝方式進行分組，相同材質且安裝方式相同的為同等條件，同等條件下爐輥轉矩為正值且波動范圍< 5%的為正常爐輥； (3)對爐輥轉矩電流進行觀察統計，爐輥轉矩電流波動范圍<3%的為正常爐輥。
【專利摘要】利用電氣運行參數查找連續退火機組爐輥缺陷的方法，屬于連續退火機組爐輥電氣自動化控制領域，它包括下述內容：（1）同一爐溫區段內的正常爐輥轉速誤差＜2轉，波動范圍＜7轉；（2）不同爐溫區段的正常爐輥轉速滿足下述數學模型：機組線速度=爐輥電機轉速×減速比×爐輥的周長×補償系數；補償系數=1.550~1.556；（3）正常爐輥轉矩為正值且波動范圍＜5%；（4）正常爐輥電流波動范圍＜3%。本發明能夠及時發現爐輥運行不良狀態，預先采取處理措施，使成組爐輥運行規律穩定，同時同組內轉速不同步的情況基本上消除。
【IPC分類】C21D9/56, C21D11/00
【公開號】CN105002350
【申請號】CN201510421436
【發明人】羅冉杰, 耿亮
【申請人】山西太鋼不銹鋼股份有限公司
【公開日】2015年10月28日
【申請日】2015年7月17日