王彦辉
宝钢湛江钢铁有限公司 广东湛江 524000
摘要：现代工业化生产过程中，造纸与冶金行业等的张力控制问题逐渐凸显出来，而恒张力是提升产品质量，发挥其应用成效的重要因素。但是在实际生产中，张力问题始终没有得到有效控制，进而导致因其出现的产品质量问题频频出现。对此，本文以金属压力加工张力控制为出发点，针对其常出现的问题提出一些可行性对策。
关键词：金属压力加工；张力控制；问题；对策
引 言
根据大量的实践经验总结分析，金属压力加工产生效果非常好，实践应用价值很高，但是在具体的生产中应该做好张力参数的控制，必须要让该参数在合理的范围内，达到精确度的标准，才能保证加工效果合格，以提升生产的质量水平。但是结合目前的实际情况，金属压力加工环节，张力控制还有着一系列的问题无法解决，导致加工质量出现严重的问题，因此，需要深入研究存在的问题，总结出有效的应对措施，以更好的提升金属压力加工的效果。
1 张力控制系统及管件技术分析
1.1 张力控制系统
张力控制系统即为张力控制器与传感器所组成的系统化集成部分，其被广泛应用在薄膜、造纸与冶金等机械设备的生产加工流程中，保证设备恒张力。通常作业中，恒张力系统结构主要面对的问题是：建张过程中，卷取机运行速度和主机运行速度的一致性，对机械的加速或减速产生动态力矩减量产生一定的补偿；钢材的厚度、卷径模型系统的参数发生变化，需要及时解决这个问题；生产阶段，钢材厚度、卷径调节等张力波动方面，需要强化张力的控制。对此，保障金属工业生产运行效率，以及产品生产质量，张力的控制则显得非常重要。对此，技术人员应着重考虑以上三方面问题，而张力控制分为测速发电机、传感器、自动控制系统、夹送辊、卷取机等系统结构所组成，应从分部与总体两个维度进行考虑。
1.2 张力控制系统作用
金属压力的加工，是保障工业生产产品质量的关键系统与技术，需要严格把关金属材料质量，而张力控制系统为较好的生产材质金属控制技术。为提升金属材料加工质量，控制成本且提升金属压力质量中，加工或技术生产人员需要充分掌握金属性能，全面分析与评价金属属性，不仅要保障工业金属的性能符合压力加工张力的控制条件，且能够按照金属属性来进一步确定张力控制切入点。与此同时，确保张力控制精确性与可靠性维度，是金属压力加工质量应首先做好的工作。自然地，金属压力生产加工，张力控制对于生产率的保障具有不可替代的作用。
2 金属压力加工张力控制的问题
（1）钢材质量不过关。目前市场中所交易的金属制品种类、数量都在急剧增多，所以对于工业生产原料的质量要求也在逐步的提升，很多工业产品根本不能达到技术标准，特别是精密加工领域内，对于产品的要求在逐步的提高。金属压力加工张力控制时，钢材是极为重要的组成结构部分，一旦这一部分存在有质量的问题，或者不能达到各项技术标准，就会使得其结构质量不能符合技术标准。比如带钢生产环节中，材质相对是比较弱的，因此，就要适当的减小张力参数，以更好的预防出现严重的损坏问题。
（2）张力控制精确度较低。众所周知，现阶段加工过程中金属压力加工张力控制环节难度还在不断提升，对于加工技术和工艺要求标准也随之加大，所以，必须严格把控精度控制环节。如果在参数设置方面存在的偏差大于标准范围，就会导致张力失控，影响整个加工环节的正常运行。
3 金属压力加工张力控制的对策
3.1 金属压力加工张力控制方法
张力控制是冷轧带钢生产环节的重要控制方面，利用张力控制方法，能够使得轧制压力在合理的范围内，提升钢板板型。利用可逆式单机冷轧机进行张力控制的过程中，主要是通过轧机和卷取机来实现同时控制，要确保卷取机的工作运行正常进行，利用张力参数的控制来提升产品质量，提升系统的稳定性。张力计算过程中，要做好实际张力参数的控制，要做好闭环控制。如果是进行闭环张力控制，开卷与卷取机的电流控制有效落实能够实现张力的恒定控制，然后就是确保设备达到稳定的运行状态。卷取机设定参数过程中，要根据限幅值来进行，要从右到左逐步运行，确保二者存在必要的速度差，就可以达到张力参数的正确控制。
3.2 合理选择金属材料
针对金属压力加工张力控制的问题，为了确保最终加工质量得到提升，需要在金属材料上严格把控。在控制金属材料的过程中，加工人员必须全面掌握金属各项性能，并对金属性能作出全面分析与评价，保证其可以达到金属压力加工张力控制的要求。同时要从实际金属性能出发，制定行之有效张力控制方法，特别是在金属压力加工张力控制操作的过程中，深入调查与掌握金属性能具备更为重要的作用，将促使后续张力控制精确度与可靠性得到提升，这是减少故障与问题出现的有效手段。
3.3 恰当选择加工机械设备
就现阶段的金属压力操作过程进行分析，对于机械设备的有效利用属于技术核心部分，特别是在具体加工的时候，不同工序需要运用到不同的设备类型，而多种设备之间也存在很大的关联性，所以，在进行张力控制的过程中，对于机械设备要点的把控就显得非常重要。想要保证机械设备的选择与加工标准要求相一致，需要从以下要点进行努力：第一，明确张力控制的核心要点—卷取机。如何选择最为合适的卷取机是非常重要的，必须保障设备的使用功率和型号满足加工要求，从而保证加工效率的得到有效提升，产品质量得到保障。第二，合理应用夹送辊。在加工操作中合理选择夹送辊的主要目的是保证钢材开卷准确有效的对发电机的运行速率进行准确预测。第三，合理运用测厚仪。在金属加工中想要做好对张力要点把控，还需要合理运用测厚仪，可以准确测量和处理加工过程中运用到的材料精度，保证加工处理过程的安全可靠性。第四，在加工中运用自动化技术。在工业中逐渐推广使用自动化管理技术，实现远程控制和监测，对控制系统不断优化和升级，保证设备的使用价值和利用效率。
3.4 控制原理
3.4.1 间接张力控制法
就现阶段的发展而言，最常见的运用方法为最大力矩法。此方法的使用优点表现在以下几个方面：①电动机磁场变化范围不再受卷径变化制约，可以任意选择，以利于电动机制造的标准化；②低速而卷径又未达到最大值时，电枢电流不会达到最大值，因此可以减少机械应力和损耗；③采用先升压后弱磁控制，使电动机经常处于满磁启动，减少了无功功率冲击；④因为电动机经常处于全电压下工作，因此功率因数大为提高。在轧制过程中，为保证控制的精度，应考虑卷取机在加减速过程中力矩的变化。
3.4.2 直接张力控制法
①当卷取机在点动、启动、停车时，速度调节器投入运行，此时系统处于转速电流双闭环调速系统；②在系统运行过程中，如果卷取机始终保持正常工作水准，那么在建立张力控制系统后，此时需要运用限幅方法控制速度调节器，并及时切除速度环，通过有效运用最大力矩控制方法，完成恒张力控制要求。③当金属在进行加工的时候突然出现张力不足的情况，就要及时启动调节装置，一切以保证加工正常进行为核心，要求此控制系统应有双向调节和跟踪技能。
4 金属压力加工张力控制的实例分析
张力控制为冷轧带钢的重要特征之一，运用各种张力控制方法，让轧制压力得到有效控制，从而彻底改善钢板的板型。在张力控制中如果利用可逆式单机冷轧机，张力一般为轧机和卷取机共同造成，在发生张力后，张力卷取机将维持工作状态，产品质量也主要取决于实际张力值，直接关系着产品的稳定性。通过对张力的准确计算，会让实际张力值得到精确控制，这个是还将产生闭环控制。在进行间接张力控制的时候，开卷与卷取机的电流控制对恒张力控制有着巨大的影响，实际工作中轧棍与轧机会处于正常工作状态，做卷取机将进行正饱和输入。这个时候卷曲力矩一般由限幅值决定，生产方向为从右到左运行。
两者之间将产生一定速度差，这个差值是引起张力的主要力量。在稳定运行过程中，张力也处于稳定状态，电力转矩公式如下所示：
.png)
其中：i是转动比，T是钢的张力。由上面两个公式能够得出，如果忽视空载转矩与摩擦转矩，Md与Mt会保持一致。通过直径D与系统磁通量φ的控制，会让电动机内电流得到间接控制。为了更好的探究金属压力加工张力控制方法，主要采用西门子公司生产的6RA7025全数字可逆直流调速器，通过安装SPC420软件，在T400控制板中进行转矩动态补偿、卷径计算及负饱和设定，卷取机总力矩计算公式为：
（3）MD=MO+Mf+Mt+Md
其中：MD是电动机总扭矩，MO是电动机空转力矩，Mf是电动机摩擦力矩，Mt是电动机张力力矩，Md是电动机动态力矩。在张力控制过程中，需要提前设置好带钢的张力值，其余力矩则是物理补偿。对6RA70调速器来说，通过优化将对空转力矩与摩擦力矩作出精确计算，T400参数可以设置摩擦力矩补偿。控制时卷取机速度会越来越快，这个过程中总力矩将获得一定加速分量，让张力值出现较大波动，波动幅度与加速率有着显著区别，要想让控制更加精准，需要及时作出补偿。生产期间要想提升张力控制的精准度，应该处理好速度和动态补偿上的平衡关系，卷径为静态张力会带来巨大影响，动态补偿精度与卷取机转动惯性量关系也很紧密，在张力控制的时候应该对卷取半径作出相应调整。当主机变速的时候应该施以相应的动态力矩补偿，从速度变化出发，准确计算其力矩。西门子T400工艺控制板能够提供动态力矩补偿，要想提升调试的规范性，要采取如下措施：把齿轮级别对应于600m/min的档位转变为0.6，对相反逻辑进行切换，将卷径计算参数设置为1，H222是0.235，根据卷径出现的偏差对H210参数作出相应调整。对于速度参数的设置，微分采样时间是5000ms，变动部分转动惯量计算方法如下：
.png)
温度补偿重点是要确保平滑，而不仅仅为精细，要以此为基础上提高0.3%的补偿。此外，在速度与料型控制中应该维持稳定，这样才能让轧制工作顺利开展，减少人为作出的调整与控制，不然将降低轧制工作的稳定。轧制期间很多时候需要对切分孔和立箱孔等料型尺寸进行控制，这需要对切分孔、立箱孔和精轧道次进行检测，要根据相关技术标准进行调整，从而提升切分孔与立箱孔等料型尺寸控制效果，提升产品的品质，保证达标。结束语当前阶段在实际的工业生产过程当中，张力控制已经是较为重要的问题，对产品的质量会产生严重的影响。在本文当中，笔者首先对张力控制系统及管件技术进行了分析，并以此为基础，结合自己的实际工作经验，总结了金属压力加工张力控制问题的策略，希望能对现阶段我国的金属加工行业的张力控制有所帮助。同时笔者在实际的工作过程当中发现，在经过调试之后，张力的控制呈现出明显的态势，控制质量也明显提高，产品的质量也更高。
参考文献
[1]金属压力加工张力控制问题及对策探讨[J]. 林涛.??中国金属通报.?2018（03）
[2]金属压力加工张力控制及对策浅析[J]. 杨雨浩.??中国设备工程.?2017（01）
[3]金属压力加工张力控制问题及对策研究[J]. 刘梅芳.??世界有色金属.?2017（17）
[4]金属压力加工张力控制问题及对策研究[J]. 阮加虎.??化工管理.?2016（08）
[5]论金属压力加工中的摩擦与润滑[J]. 林坤.??冶金管理.?2019（09）
[6]刍议金属压力加工中的摩擦与润滑[J]. 雷小洪.??中国金属通报.?2018（03）
[7]虚拟仿真技术在高职实践教学中的应用研究——以高职金属压力加工专业为例[J]. 孙彬斌，王振敏，卢艳青，李春福.??辽宁高职学报.?2014（04）