摘要：拉矫机自动控制类型有两种，一种是张力控制，一种是延伸率控制。一般现场多采用延伸率控制，通过拉矫

  机前后张力辊速差，达到设定延伸率，使得带钢在拉矫机2组弯曲单元及1组矫直单元的作用下充分拉矫破鳞，从

  而获得良好的酸洗效果。重点对拉矫机工作原理、内部两弯一矫单元结构、延伸率控制及前后张力辊转矩控制、常

  酸轧原料带钢缺陷常因内应力引起，带钢内部存系统根据每卷带钢的厚度、宽度、屈服强度自动

  在的横向内应力，使得带钢在宽度方向上有很小的长计算出合适的拉矫机啮合量，当焊缝经过拉矫机时自

  度差。为消除酸轧原料带钢缺陷，可以在带钢纵向上动调整。拉矫机内安装有3套挡块，对应着2个弯曲

  施加超过带钢屈服强度的外力，使得带钢产生一定的辊单元和1个矫直辊单元。调整啮合量时，通过电机

  塑性变形，在应力解除后，带钢内部应力大小和方向带动涡轮涡杆机构旋转，带动挡块到达设定的位置，

  趋于一致,达到了矫直的目的。拉矫机就是基于此原以此来实现啮合量的调整，电机安装有编码器，可计算

  理，使用2个弯辊单元和1个矫直单元，在两弯一矫出啮合量数值，并配备上下限位开关，限制啮合量调

  的联合作用下改善带钢板型。整范围。在更换拉矫机啮合量调整编码器或者更换拉

  带钢在拉矫机内部拉矫破鳞过程中需要较大张矫机辊后，需要对编码器重新标定，保证拉矫机啮合

  力,因此在拉矫机前后各配备1组张力辊,以提供拉量数值准确。标定拉矫机啮合量时，需要将标定块塞

  矫机区域张力,共有4根张力辊。拉矫机张力辊结构人拉矫机内部，将拉矫机压下，手动将3组挡块调到

  形式有两种，一种是各自独立，电机功率相差不大；另标定块的位置，分别标定零位。

  一组张力辊作为减速辊使用，拉矫机前电机功率较拉矫机前后共有4根张力辊，包含2套高低张力

  小,拉矫机后电机功率较大。本篇论文重点讨论后者，辊，每组张力辊采用同步轴结构连接（见图2），一号

  即同步轴形式的拉矫机张力辊的控制原理。辊与四号辊之间有同步轴，二号辊与三号辊之间有同

  拉矫机包括2个弯曲单元和1个矫直单元（见图轴结构设计比较巧妙，以一号辊与四号辊为例,四号

  1)。每个弯曲单元包括2个弯辊，分别安装在带钢上辊电机提供的动力一部分用于本身张力辊转动，另外

  下表面。弯辊嵌人支撑辊里，支撑辊安装在辊箱中。其一部分动力通过伞齿轮传递到一号辊上，达到同步转

  中上辊箱可以上下打开、关闭，下辊箱固定位置不变。动的目的。一号辊与二号辊减速比较大，三号辊与四

  矫直单元包括位于带钢上方的2个矫直辊，上矫直辊号辊减速比较小，两者减速比差10倍左右。拉矫机出

  安装在摆动架内，通过液压缸对摆动架做定位啮口电机采用较大功率电机，提供主动力，拉矫机人口

  合。固定矫直辊位于带钢下方，安装在支撑辊座上。带采用较小功率电机，通过入口电机的调节，在入口和

  第一作者简介：闫利臣（1988一），男，工程师，主要是做自动化设备维护工作。

  率的目的。当二号辊的速度为V1,三号辊的速度为V2在生产强度较高且宽度较窄的带钢时，会出现

  时,延伸率为(v2-vi)/vi。这种设计张力辊组结构比较一号辊超速报警问题，一号辊的电机速度超过电机最

  紧凑,每个张力辊速度独立控制,在拉矫机前有张力高速度的110%，系统报一号辊电机轻故障，直接停

  计，实时检测带钢张力。通过闭环控制，减少张力波机；发生问题时，一号辊电机速度确实超过了最高速，

  动,降低张力辊与带钢打滑频率,延长张力辊寿命，防由于一号辊电机是减速电机，实际一号辊的辊速比产

  图2拉矫机前后张力辊组同步轴结构以适当降低拉矫机延伸率,增加拉矫机三个单元的插

  带钢经过拉矫机前后张力辊时,采用“S形包裹人量，降低拉矫机人口张力，以此来缓解超速问题的

  递到带钢上，张力辊辊面一定要使用耐磨性能比较好的拉矫机断带是每个酸轧产线都会遇到的难题，大

  增大拉矫机张力有助于增加延伸率，但是这会使曲和矫直单元的作用下，焊缝开裂导致断带，少部分

  得带钢与张力辊胶层加速磨损，对于带钢的机械性能原因是带钢表面缺陷导致，因此保证带钢焊缝质量尤

  和板带质量也有影响,因此必须将拉矫机张力控制在为重要。由于拉矫机出口紧邻3个酸洗槽和漂洗槽，

  一定的范围内。实际生产中以拉矫机出口速度为基准没有张力辊提供动力，断带后往往只能靠人力将带钢

  速度，通过拉矫机人口张力辊减速来控制延伸率。拉到一起，采用人工焊接的方式焊接前后带钢，再将

  张力辊转矩设定值包括转矩给定、转动惯量、摩矫机断带大概需要3~6h,停机时间较长；处理拉矫机

  擦补偿等，系统自动算出每个电机的设定转矩和设定断带过程中，需要人力较多，安全风险较高。断带后如

  速度，通过变频器进行调节，控制电机转速。电机控制果带钢速度快，还有可能损坏设备。拉矫机断带一般

  分为转矩控制和转速控制,转矩控制按照系统给定转为恶性事故,影响较大,为防止拉矫机断带,提高拉矫

  矩直接控制电机转矩，不做调节；转速控制按照系统机断带处理速度,能采用以下措施：

  给定的转矩加上速度调节器的输出，两者之和为电机1)在拉矫机人口增加带钢表面检验测试仪器(表检

  的设定转矩，当设定速度与实际速度有变化时,速度仪），焊缝质量有问题或者带钢表面有较大缺陷时可

  调节器的输出会随之增大或减小，保证电机速度与系以自动检验测试识别，系统自动停机，防止由于焊缝质量

  统设定速度一致。拉矫机张力辊一号辊为转矩控制，问题或者带钢表面缺陷导致拉矫机断带。

  其他三个辊为速度控制。一号辊转矩设定由两部分组2)将焊缝通过拉矫机过程设置成三个模式，即正

  成，一部分是系统分配张力换算的转矩，另一部分是常模式、卸力模式、空过模式。带钢焊缝没问题时，

  二号辊的速度调节器输出值，直接给到一号辊作为转使用正常模式，焊缝正常通过拉矫机；当焊缝质量有

  矩设定，其目的是稳定拉矫机前带钢速度，获得良好问题时,能够正常的使用卸力模式或者空过模式，此模式下

  酸轧产线拉矫机都会安装在酸槽入口，若发生起拉矫机，当焊缝顺利通过拉矫机后，拉矫机液压缸

  问题会导致酸洗停机，给酸轧产线带来质量隐患和产压力回到正常状态，并且产线提速。

  量损失。下面列举拉矫机区域常常会出现的问题以及解3)增加焊缝过拉矫机自动降速功能，根据带钢

  2024年第5期闫利臣，等：酸轧产线拉矫机工作原理及普遍的问题解析·241·

  自动降速，防止拉矫机断带后带尾甩至酸洗槽,增加轴承座上增加测温测振系统，实时监测轴承座温度振

  到断带后立即停机。该程序有两种识别方法,拉矫机拉矫机的2个弯辊单元和1个矫直单元啮合量

  区域张力过低时，系统判断拉矫机断带，触发停机；拉靠编码器检测，根据每卷钢的宽度、厚度及屈服强度，

  矫机前后张力辊速差过大时，触发停机。在实际应用设置不同的数值，换卷时做调整。拉矫机啮合量调

  过程中,张力辊速差报警比较及时,也比较准确。整失败后，会影响拉矫破鳞效果,导致带钢表面氧化

  使用电机拉拽带钢,提高处理拉矫机断带效率,降低常见拉矫机啮合量调整失败的原因：啮合量极限

  如果拉矫机内张力太大，会对拉矫机内部弯辊及整失败问题时,可根据以上原因,逐项排查。

  机构的严重问题。此问题主要受钢种结构影响,在生加强拉矫机设备及控制原理研究分析，对于拉矫

  产热成型钢、超高强钢时，由于带钢硬度高，屈服强度机区域控制精度、设备维护及故障处理有着十分重要

  大，拉矫机张力经常超限，可以适当减小拉矫机延伸的意义。今后应加强拉矫机相关理论知识学习,并采

  率，增大2个弯曲单元及1个矫直单元的插人量，限取有效措施，保证拉矫机区域设备正常运行稳定。

  5.4拉矫机两弯一矫单元轴承抱死[1]王建兵.破鳞拉矫机工艺参数在线设定方法[J].冶金设备,2021

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