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带钢跑偏现象分析和控制彭军（冷轧厂）摘要：对带钢受到各种因素的影响而出现跑偏的情况进行讨论，并针对酸轧机组在生产过程中出现的带钢跑偏问题进行分析、解决。
冷轧板厂酸洗连轧机组通过人口段的焊机将前后两卷带钢连接起来，使得生产线的带钢可以连续运行，但是从人口的开卷机到出口的卷取机，全长约有1000多米，途中要经过各种设备，很容易发生带钢跑偏现象。
尽管在生产线上共设有8套CPC纠偏装置，可以自动对带钢进行纠偏，但在实际运行中发现，活套内的带钢常常跑偏严重，无法通过纠偏装置进行纠正，迫使生产线不得不降低速度，甚至停机，严重影响了生产产量、产品质量和设备安全，为此需要对带钢的跑偏现象进行分析，并采取有效的方法予以控制。
1 带钢跑偏的原因带钢在运行中自行偏离生产线的中心，向辊子的一边移动，称为“带钢跑偏”。
带钢在输送辊上运行，只要带钢和辊子表面有接触，并在一定的磨擦阻力界限内，那么带钢上各点就会和辊子的中心线成直角行走。
假设带钢板形良好，断面厚薄均匀，则作用在带钢上的张力分布均匀，同时各辊子保持平行，并与带钢运行方向保持垂直，那么，带钢在辊子上运行就不会跑偏，即带钢时刻运行在生产线的中心上。
但在实际的生产过程中，会有各种各样的因素影响带钢的正常运行轨迹，因此使带钢产生跑偏现象。
1．1带钢本身缺陷的影响如果带钢两边厚薄不一时，带钢本身就构成了镰刀弯形状，当带钢如图1(a)所示运行时，理想的带钢运行情况如图1(b)，假设带钢具有左凸镰刀弯，则会出现图1(e)的情形，CD线为A’C段带钢初人转向辊时，带钢与辊子的相切接触线，当A’B’运行到辊子处时，左侧的A’点会落在C点的左边，此时A’C段带钢进入转向辊后的左移跑偏距离为f= A’C×sinβ，同理，当带钢具有右凸镰刀弯时，会使带钢在转向辊上产生右移跑偏。
跑偏量的大小与镰刀弯的程度、转向辊的间距以及带钢张力的大小有关。
还有其他各种板形缺陷，如中浪、边浪、纵弯、横弯等，再加上各处宽度、厚度、硬度、表面粗糙度均有差异，使得带钢不能均匀贴绕在转向辊上，这些不对称因素会在与转向辊接触的带钢表面上产生垂直于运行方向的侧向力。
带钢跑偏控制摘要：本文对带钢连续处理机组的带钢跑偏机理进行了详细的分析，并指出一些常用的防跑偏对策；对“卷效应”的原理及其可能对带钢表面产生的影响进行了说明；对带钢自动纠偏控制装置的各种形式进行分析，并指出在应用中应注意的问题；并对硅钢机组的纠偏辊布置的合理性进行了分析。
关键词：带钢 跑偏 摩擦 扰动 机理1 前言众所周知，在带钢连续作业线上，带钢的跑偏几乎是不可避免的，带钢跑偏不仅会影响带钢质量，甚至会严重损坏机组设备，对机组的稳定运行带来严重影响。
特别是随着涂镀、连续退火及酸轧联合机组的发展，机组处理的带钢长度长、厚度薄及机组速度高和活套量的增加，为了保证机组的稳定运行及获得边部整齐的带卷，对带钢的跑偏进行研究和控制显得越来越重要。
2 带钢跑偏的机理在带钢连续作业线上，除开卷机及卷取机外，带钢在传输过程中主要与各种辊子接触，从力的角度来说，带钢稳定传送过程中所受的横向扰动主要来自开卷机、卷取机及带钢与辊子之间的摩擦力，以及带卷错边的影响。
为了便于分析，可取带钢连续作业机组中常用的一些辊子与开卷机及卷取机组成一个简易机组模型来进行带钢跑偏机理的分析。
图1 机组模型图1 开卷机2 夹送辊 3.4.5.6 转向辊 7 支撑辊 8 转向夹送辊 10.11 压辊 9 卷取机2.1 各种辊子与带钢的摩擦接触状态带来的扰动如图1所示的辊子为绝对圆柱形、辊子轴线与机组中心线垂直、夹送辊及压辊两端的压力相等、板形平直（断面为矩形），则辊子不会对带钢产生横向扰动，带钢不跑偏。
但是，由于辊子的制造及安装误差、辊面及轴承的磨损、轴承座的松动等，特别是带钢板形的影响，将不可避免对运行中的带钢产生横向扰动。
2.1.1 辊子轴线与机组中心不垂直如图2所示，辊子中心线与机组中心不垂直，偏转了α角，其中阴影部分为带钢与辊子接触区域。
图2 辊子轴线与机组中心不垂直时的跑偏 图3 速度矢量分析当带钢刚绕进辊子5时，在AB 上取一点m ，则m 点处的带钢速度V s 与辊面线速度V r 有一夹角α，两者必然有一速度差ΔV sr ，于是辊子对带钢产生一个与ΔV sr 方向相反的摩擦力F ，使带钢跑偏，跑偏方向与FAV srV sr方向一致。
冷轧热镀锌带钢炉内跑偏因素分析及控制摘要：带钢炉内跑偏不但会对产品质量和生产产量造成影响，还可能会因带钢刮蹭炉墙衬板而造成严重的停车事故。
文中对带钢炉内跑偏的主要影响因素进行了分析，并提出了带钢炉内跑偏的主要控制措施，旨在为冷轧生产实践提供参考依据。
关键词：热镀锌；带钢；炉内跑偏；因素1前言在冷轧连续退火及连续热镀锌生产线中，带钢跑偏是日常生产中常见的故障，其中带钢在炉内发生跑偏后常会造成不良后果，严重时会引发炉内断带事故，并造成停车。
带钢发生跑偏后，为防止停车，生产线不得不降速运行，而速度不稳定会导致退火温度波动，从而影响产品质量。
跑偏严重时，纠偏框架达到极限位置，触发停车，或为防止刮蹭炉墙主动停车，停车直接影响产量。
跑偏严重、纠偏装置未能及时反应或纠偏能力不足时，带钢会刮蹭炉墙衬板，导致断带。
２带钢炉内跑偏的主要影响因素在冷轧热镀锌生产过程中，引发带钢在退火炉内跑偏的因素有很多，并且通常多为多种因素综合影响。
因此，在对带钢跑偏原因进行分析时要对实际生产情况进行综合考虑，并对每一种可能因素进行校验、分析。
2.1炉体安装精度的影响炉体在设计、制造及安装时，应充分考虑热膨胀对炉体精度的影响，并提前预留合适的热膨胀量。
在炉子的实际安装过程中，安装及校验均是在冷态下进行的，当炉子温度升至工作温度时，预留的热膨胀量使得炉体的位置精度符合热态下的设计精度要求。
但若热膨胀预留量不合理，就会使得热态下炉体精度不够，炉内辊子的水平度及相对于生产线中心线的垂直度降低，最终便会导致带钢在炉内发生跑偏现象。
2.2来料板形质量的影响冷轧板原料板形质量较低是造成带钢炉内跑偏的主要因素之一，但并不是所有的板形质量缺陷均会导致跑偏。
不对称的板形质量缺陷（如单侧边浪、单侧１/４浪等）均会引起带钢炉内跑偏，而中浪、两侧对称边浪、两侧１/４浪等对称质量缺陷不会引起带钢跑偏。
此外，不对称的两侧边浪及两侧１/４浪同样会引起带钢跑偏。
2.3带钢温度的影响为了对带钢进行有效纠偏，炉内辊子通常带有一定凸度，在带钢张力的作用下，利用带钢在运行过程中的“爬坡”原理，使带钢保持在辊子中心线位置，从而实现纠偏。
带钢热轧时的跑偏与控制措施我跟你说啊，这带钢热轧的时候跑偏，那可真是个让人头疼的事儿。
我在那轧钢厂里待着的时候，就瞅着那带钢啊，有时候就像个调皮捣蛋的孩子，不好好走正道，偏要往一边跑。
你看啊，那车间里，到处都是热腾腾的。
大机器轰隆隆地响着，就像一群巨兽在咆哮。
工人们呢，一个个都忙得满头大汗的。
我就站在那儿，眼睛紧紧盯着那带钢。
带钢在轧辊之间穿行，那轧辊也是亮闪闪的，透着股子金属的寒光。
我旁边有个老师傅，脸黑黑的，眼睛特别有神，就像两颗黑宝石嵌在脸上。
他皱着眉头，看着那跑偏的带钢，嘴里嘟囔着：“这玩意儿，咋又跑偏了呢？”我就凑过去问他：“老师傅，这带钢为啥就跑偏了呢？”老师傅看了我一眼，叹了口气说：“这事儿啊，原因多着呢。
有时候是这带钢本身就有点歪歪扭扭的，就像一个人走路，本来腿就有点毛病，那肯定走不直溜啊。
还有时候呢，是这设备有点问题，轧辊之间的压力不均匀，就好比路不平，那带钢能走好吗？”我听了老师傅的话，就点着头。
我想啊，这得想办法控制啊。
我就又问老师傅：“那咱咋控制它不跑偏呢？”老师傅挠了挠头，然后指了指旁边的一个设备说：“你看那个，那是个侧导板，这东西可重要了。
要是调整好了，就能把带钢给管住，就像给调皮的孩子立个规矩一样。
但是啊，这调整也是个技术活，调大了不行，带钢会被夹得太紧，就像被人掐着脖子一样，走不动；调小了呢，又管不住它，它还是会跑偏。
”还有啊，那张力控制也很关键。
我就看到有个年轻的小伙子在那捣鼓着张力控制的设备。
那小伙子长得挺精神的，眼睛里透着股子机灵劲。
我就走过去问他：“小伙子，这张力控制对带钢跑偏影响大不？”小伙子眼睛亮晶晶的，兴奋地跟我说：“大叔，这影响可大了呢。
这张力就像是牵着带钢走的一根绳子，如果这绳子的力不均匀，带钢就容易被拉偏了。
就像你牵着一头牛，你这边拉得紧，那边松，牛肯定就往松的那边走了呀。
”我就想啊，这带钢热轧跑偏这事儿，真不是个简单的事儿。
这里面的门道可太多了。
231管理及其他M anagement and other冷轧酸轧机组活套内带钢跑偏的控制简介王明超（河钢股份唐钢分公司，河北 唐山 063000）摘 要：本文在总结带钢跑偏原理的基础上，分析了带钢跑偏对生产的危害，提出了针对性的控制措施，供广大冶金行业从业人员借鉴参考。
关键词：带钢跑偏；原理；危害；控制措施中图分类号：TG333 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2020）12-0231-2收稿日期：2020-06作者简介：王明超，男，生于1991年，河北唐山人，汉族，本科，助理工程师，研究方向：冷轧酸洗，轧制工艺。
重工业是一个国家工业体系的核心组成，是衡量国家是否现代化的重要标志。
钢材是重工业生产中最基础、最关键的材料，其质量高低直接决定重工业整体产业水平。
因此，冶金轧钢生产能力与重工业建设成就息息相关，必须不断提高并突破创新。
在冶金轧钢的生产实践中，因多种原因产生的带钢跑偏是普遍存在的问题。
实践证明，采取针对性的措施控制带钢跑偏，既有助于提高产能，又能提升产品质量。
因此，深入研究带钢跑偏的控制问题，是冶金轧钢专业生产从业人员的必修课。
1 带钢跑偏的定义和原理（1）带钢跑偏的定义。
冷轧酸轧机组在生产运行时，活套内带钢出现偏向于辊子一侧的现象，称为“带钢跑偏”。
（2）带钢跑偏的原理。
理想状态下，带钢的运行轨迹呈直线，由始至终与辊子保持90°，按机械功计算公式：W=F×S×cosα，由于α呈90°并且F<静摩擦力，根据公式计算的结果，辊子对带钢做的功为0，既未做功。
表现出的物理状态就是带钢运动轨迹始终与机组中心线重合。
但现实生产过程中，受各种主、客观因素的影响，带钢在运行过程与辊子并不保持垂直，α≠90°并且F>静摩擦力，因此根据公式计算，W ≠0，既：辊子对带钢做功；也就是辊子对带钢产生一个沿辊子轴线（垂直于机组中心线）的作用力，正是该作用力，使带钢的运动轨迹逐渐偏离机组中心线，运动趋势偏向与辊子一侧，从而发生“带钢跑偏”的问题[1]。
浅析带钢的对中纠偏控制本文具体分析了带钢在运行过程中跑偏产生的缘由、特点及其类别。
针对带钢的跑偏现象，进行了深化讨论，提出了纠偏的措施，也探讨了各种设计方法的可行性和有效性，从而为选取最佳的设计方案供应依据。
带钢跑偏缘由分析工程设计和应用中，无论带钢外形的板形缺陷、塔形卷曲、处理线设备安装偏差及调整不当、处理工艺对带钢的影响等都会导致运动的带钢在生产线上发生偏移。
1.1.带钢的板形缺陷。
各种形式的板形缺陷主要有：带钢断面外形、平坦度、带头焊接没对齐或偏斜。
当带钢在运动过程中，它的外形并不能得到订正。
依照拱形的大小，会产生相应大小的跑偏。
1.2.设备精度。
包括转向辊、张力辊及活套车等安装精度、夹送辊压力不均、各种辊子辊面不匀称磨损等因素均会造成带钢横向跑偏。
依据带钢的运行行为，辊子上的带钢总是趋向于以90的夹角垂直辊子轴线方向运行。
事实上，辊子轴线不平行，甚至带钢拱形都会导致带钢进入辊子的角度偏离90。
偏离的大小，记为跑偏角。
<imgsrc=“file:///C:/Users/仲æ é¹ /AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image 014.png”/为带钢跑偏速度，mm/s；<imgsrc=“file:///C:/Users/仲æ é¹ /AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image 016.png”/为跑偏速度系数，其大小与辊子表面状态、带钢与辊子包角等有关，抱负状况下可取 1.0；<imgsrc=“file:///C:/Users/仲æ é¹ /AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image 018.png”/为辊子圆周线速度，mm/s；<imgsrc=“file:///C:/Users/仲æ é¹ /AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image 010.png”/跑偏角度。
带钢跑偏的调整方法
嘿，朋友们！今天咱就来讲讲带钢跑偏的那些事儿！你说这带钢跑偏啊，就像是一辆车在路上跑歪了一样，那可不行啊！
比如说，在生产线上，带钢“嗖”地往前跑，突然就跑偏啦！这时候咱就得赶紧想办法调整。
首先呢，咱可以看看是不是辊子的问题。
你想想啊，如果辊子不平整，那带钢能不跑偏吗？就好比走路的时候地不平，那肯定容易摔跤对吧！咱得把辊子调整好，让它平平整整的。
然后呢，张力也很重要呀！如果张力一边大一边小，这不就跟拔河似的，带钢肯定往一边跑啦！“哎呀，这张力咋就没调好呢！”咋办？赶紧把张力调整均匀呗。
还有导向装置也得检查检查呢！要是导向装置出了问题，那带钢就像没
了导航的船，能不跑偏吗？“咦，这导向咋不给力呀！”那就赶紧修好或者调整好呀。
再就是工艺参数啦！这可不能马虎，参数设置不对，带钢可不就跑偏啦！“哎呀，当初怎么就没设置好呢！”赶紧重新设置，找到最合适的参数。
嘿，你可别小看这些调整方法，每一个都很关键呢！就像一场比赛，每个环节都得做到位，才能取得好成绩。
咱对待带钢跑偏就得认真，不能马虎，不然会出大乱子的！所以啊，大家一定要重视带钢跑偏的调整，这可关系到生产的顺利进行和产品的质量呢！总之，咱得用心去调整，让带钢稳稳地跑，不出岔子！。
连退炉带钢跑偏的分析与控制摘要：目前科技高速发展进步，连续退火装置在一定程度上满足了高速、自动化、连续化的生产需求。
采用活套装置可以有效地控制带钢的张力，在保障科学、合理的速度基础上提高产量、提高高质量，这对于带钢的生产非常重要。
然而，在连续退火生产线中常会出现带材跑偏现象，如果带钢在炉膛中出现跑偏，很可能会造成停机，严重时会造成带钢断裂，给连铸生产造成很大的麻烦。
基于这一现状，针对连退炉带钢跑偏的原因进行分析，并提出相应的防治措施，以供相关人员参考。
关键词：连退炉；带钢跑偏；控制引言：目前，在高端生产中，全辐射管、H-Nx保护气体、全辐射管的连续退火炉，产品广泛用于汽车、家电、装潢等高档行业，是目前世界上最先进、最具竞争力的高强度钢制造设备。
由于连续生产，要求长期稳定运行，导致温度制度、钢种、规格等频繁变化，导致产品稳定性波动，特别是在气温系统发生改变的时候。
因此，采用科学合理的工艺转化技术对减少带材跑偏的影响是不可替代的。
一、连退炉带钢跑偏随着工业技术的进步与革新，退火炉逐渐应用于冷轧连回生产线，使生产的连续性大大提高，产量也大大提高。
虽然连续退火技术具有连续生产的特征，但生产线较长，钢种品种繁多，生产过程中，带钢很难沿着炉区中心线进行操作，在有缺陷的情况下，炉内带材的跑偏现象较为普遍，尤其是宽、薄、硬钢材更是如此。
如果带钢在炉膛中出现跑偏还可能会会造成带钢断裂，给连铸生产造成很大的麻烦。
在此基础上，针对连续退火带钢跑偏的问题，提出相应的改进方案。
采取适当的控制措施，可以有效地控制带钢的跑偏现象，增强设备的精度，从而在今后的先进工艺中，有效地解决了带钢跑偏的问题，从而减少了企业的成本，提高了生产的效率。
二、跑偏原因分析（一）来料板型单边浪型严重或存在镰刀弯在板条宽度方向上，轧辊表面与带材之间的接触较好，使带材沿宽度方向受力均匀，不会发生偏移。
在板宽方向上有对称波形时，尽管带材在宽度上的受力不均，但对称波形位置的应力互相抵消，使带材没有跑偏的情况。
冷轧硅钢连退机组带钢跑偏分析与处理措施一、引言连退机组是指在轧机出口端为现浇式飞剪切线结构的组合机组，是钢铁生产线上的重要设备之一。
而带钢跑偏是指在连续退火机组中，带钢在传动过程中因为某些原因导致偏离原有的轨道，影响设备的正常运转。
本文将针对冷轧硅钢连退机组带钢跑偏问题进行分析，并提出相应处理措施。
二、带钢跑偏的原因分析1. 传动系统故障连退机组的传动系统包括电机、齿轮、链条等组成的传动装置，如果其中任何一个部件出现故障，都有可能导致带钢跑偏。
比如电机故障导致传动不均匀，齿轮磨损导致传动失效等。
2. 带钢张力控制失效带钢在传动过程中需要保持一定的张力，否则容易造成带钢跑偏。
如果张力控制系统失效或者调整不当，都会导致带钢跑偏。
3. 设备不平衡连退机组本身的设备状态也会影响带钢的传动，比如轧辊磨损不均匀、轴承故障、轧辊间隙不均匀等，都会导致带钢跑偏。
4. 带钢自身问题带钢的宽度、厚度不均匀或者表面存在缺陷，都会导致带钢跑偏。
三、带钢跑偏的处理措施1. 定期检查传动系统针对连退机组的传动系统，需要定期进行检查和维护，确保每个部件的运转正常，特别是对于电机、齿轮、链条等部件的润滑和磨损情况要进行定期检查，发现问题及时处理。
2. 调整张力控制系统张力控制系统对带钢的传动起着非常重要的作用，需要根据带钢的规格和材质进行合理的调整，同时也要经常检查张力控制系统的工作状态，发现问题及时调整。
3. 维护和校准设备连退机组的设备需要定期维护和校准，包括轧辊的磨损情况、轴承的状态、轧辊间隙的调整等，保持设备的平衡和稳定，确保带钢的传动顺畅。
4. 提高带钢质量在生产带钢的过程中，需要加强对带钢质量的管理，确保带钢的宽度、厚度均匀，表面没有缺陷，减少带钢跑偏的可能性。
四、结论冷轧硅钢连退机组带钢跑偏问题是会影响设备正常运转的一个重要因素，必须引起足够的重视。
通过对带钢跑偏原因的分析，我们可以采取相应的处理措施，包括定期检查传动系统、调整张力控制系统、维护和校准设备，提高带钢质量等，来减少带钢跑偏的发生，保证设备的正常运转。
热轧带钢的跑偏与控制措施1.前言随着用户对热轧带钢产品的质量要求不断提高,对热轧带钢生产工艺和设备提出更高的要求, 为了稳定地确保带钢产品的厚度、宽度、凸度和平直度等断面形状要求,可以采用对断面形状控制功能强的液压弯辊、VC可变凸度轧辊、HC、CVC、UPC、PC和FFC轧机等技术和设备来保证板形要求,而对采用现有的轧机组轧制时, 通过控制跑偏,减少带钢的运行故障,提高带钢轧制过程的稳定性, 也是提高带钢产品质量, 降低生产成本的有效途径。
带钢轧制过程稳定性的高低, 直接影响到带钢产品的质量,在生产过程中热轧带钢端部的月牙弯缺陷,带钢的跑偏,带钢端部与导板装置的碰撞等造成的带钢运行故障, 导致生产过程的中断, 是产生带钢轧制过程稳定性低的重要原因。
通过对防钢1780热轧厂现场测定表明:有严重月牙弯的板坯运行时,与设备部件经常发生撞击,造成设备部件较大磨损, 当轧制速度加快时, 轧件与导板装置碰撞的机会增加,频频产生运行故障。
2．带钢热轧时跑偏原因及控制方法2.1带钢跑偏原因带钢在热轧过程中引起跑偏的原因很多, 例如:板坯对中不好、偏中心线轧制、带钢的厚度不均、板形波浪、横向弯曲、非对称轧制、设备磨损 (辊面不均匀磨损、上下辊磨损不一致、辊形变化、辊径锥度、张力不均等等)。
据统计,发生在粗轧区域的带钢废品和60%以上运行故障是由于具有端部月牙弯缺陷的带钢板坯造成的。
对精轧机组上带钢位置的测定表明:在第一个精轧机架进料导板的推动下,倾斜和有月牙弯缺陷的带坯很快地改变了它在精轧机组中的位置,造成带钢跑偏。
在粗轧有月牙弯缺陷的带坯时,由于带坯倾斜和偏心输入水平辊缝造成跑偏。
带坯不是垂直地输入水平辊缝,而是以某一角度进入第一轧制道次的。
如果带钢端部向轧机操作侧偏斜输入(图 1)，则在轧机操作侧的轧制力就大些,轧件就出现向操作侧的月牙弯缺陷,相反,轧件就出现向传动侧的月牙弯缺陷。
图1 第一道次轧前带坯位置与轧后带钢端部形成月亮弯缺陷关系由图1可见,带钢板形的月牙弯缺陷是由于中间坯偏心或倾斜进入水平辊缝进行轧制造成的。
酸洗连轧生产线带钢的跑偏控制及仿真分析的开题报告一、选题背景及意义随着钢铁工业的不断发展和技术的进步，现代钢铁生产中，酸洗连轧生产线已成为钢铁加工的重要工序之一。
酸洗生产线主要用于去除带钢表面的氧化皮、锈蚀物和油脂，同时还可改善钢材表面的质量和增加钢材的抗蚀性。
连轧生产线则负责将已经经过酸洗处理的钢带轧制成不同规格和厚度的钢板，广泛应用于汽车制造、冶金、航空等领域。
然而，在酸洗连轧生产线中，带钢的跑偏问题一直困扰着生产企业。
跑偏不仅会引起生产效率的降低，也会对钢带表面的质量和计量精度造成影响，甚至会对设备的使用寿命产生安全隐患。
因此，如何对酸洗连轧生产线带钢的跑偏进行控制和优化具有重要意义。
本项目旨在针对酸洗连轧生产线带钢的跑偏问题，研究控制策略及其仿真分析，为提高钢铁生产效率、提高钢材表面质量和增加设备使用寿命提供科学依据。
二、研究内容和方法2.1 研究内容（1）带钢跑偏原因分析通过调研和分析现有文献，总结和归纳可能导致带钢跑偏的原因，比如设备结构参数、工艺控制参数和材料影响等因素。
（2）带钢跑偏控制策略研究基于原因分析，结合现场试验和仿真分析，研究酸洗连轧生产线带钢跑偏的控制策略，包括传感器的选择、信号传输和控制算法等方面。
（3）带钢跑偏仿真分析利用MATLAB/Simulink等软件，建立酸洗连轧生产线带钢跑偏仿真模型，验证控制策略的有效性，为进一步优化系统提供依据。
2.2 研究方法（1）文献资料收集和分析通过收集国内外钢铁工业和控制领域相关文献资料，了解和掌握酸洗连轧生产线和带钢跑偏控制的研究进展和最新技术。
（2）现场试验和数据采集在实际生产环境中，利用传感器等设备采集必要的数据，分析带钢跑偏的规律和原因。
（3）基于MATLAB/Simulink的仿真模拟利用MATLAB/Simulink等软件，建立带钢跑偏的仿真模型，验证控制策略的有效性。
三、项目进度安排本项目的研究工作将在4个月内完成，具体进度如下：第1-2个月：文献资料收集和分析，现场试验和数据采集。
带钢跑偏控制摘要：本文对带钢连续处理机组的带钢跑偏机理进行了详细的分析，并指出一些常用的防跑偏对策；对“卷效应”的原理及其可能对带钢表面产生的影响进行了说明；对带钢自动纠偏控制装置的各种形式进行分析，并指出在应用中应注意的问题；并对硅钢机组的纠偏辊布置的合理性进行了分析。
关键词：带钢 跑偏 摩擦 扰动 机理1 前言众所周知，在带钢连续作业线上，带钢的跑偏几乎是不可避免的，带钢跑偏不仅会影响带钢质量，甚至会严重损坏机组设备，对机组的稳定运行带来严重影响。
特别是随着涂镀、连续退火及酸轧联合机组的发展，机组处理的带钢长度长、厚度薄及机组速度高和活套量的增加，为了保证机组的稳定运行及获得边部整齐的带卷，对带钢的跑偏进行研究和控制显得越来越重要。
2 带钢跑偏的机理在带钢连续作业线上，除开卷机及卷取机外，带钢在传输过程中主要与各种辊子接触，从力的角度来说，带钢稳定传送过程中所受的横向扰动主要来自开卷机、卷取机及带钢与辊子之间的摩擦力，以及带卷错边的影响。
为了便于分析，可取带钢连续作业机组中常用的一些辊子与开卷机及卷取机组成一个简易机组模型来进行带钢跑偏机理的分析。
图1 机组模型图1 开卷机2 夹送辊 3.4.5.6 转向辊 7 支撑辊 8 转向夹送辊 10.11 压辊 9 卷取机2.1 各种辊子与带钢的摩擦接触状态带来的扰动如图1所示的辊子为绝对圆柱形、辊子轴线与机组中心线垂直、夹送辊及压辊两端的压力相等、板形平直（断面为矩形），则辊子不会对带钢产生横向扰动，带钢不跑偏。
但是，由于辊子的制造及安装误差、辊面及轴承的磨损、轴承座的松动等，特别是带钢板形的影响，将不可避免对运行中的带钢产生横向扰动。
2.1.1 辊子轴线与机组中心不垂直如图2所示，辊子中心线与机组中心不垂直，偏转了α角，其中阴影部分为带钢与辊子接触区域。
图2 辊子轴线与机组中心不垂直时的跑偏 图3 速度矢量分析当带钢刚绕进辊子5时，在AB 上取一点m ，则m 点处的带钢速度V s 与辊面线速度V r 有一夹角α，两者必然有一速度差ΔV sr ，于是辊子对带钢产生一个与ΔV sr 方向相反的摩擦力F ，使带钢跑偏，跑偏方向与FAV srV sr方向一致。
如果辊子5前后的设备对带钢的约束较小或没有约束，带钢将一直跑偏到其运行方向与辊子5轴线垂直为止，如图2虚线所示，这种现象我们称之为“卷效应”。
当约束较大时（近距离内有S 辊、转向辊等），约束力大于F ，则在接触区域内带钢与辊面之间产生相对滑动，损伤带钢表面及辊面，这一点可这样解释：如图3所示，辊面上的m 点沿着mn 运动，带钢上的m 点有沿着ml 运动的趋势，若带钢无约束，则在静摩擦力的作用下，带钢上的m 点也将沿着mn 运动，随着带钢逐渐绕进辊子，带钢产生跑偏；若约束较大时，随着带钢在接触区域的运行，带钢与辊子刚接触时的某点m 将产生相对位移Δ，随着进入接触区域的程度，Δ越来越大，根据摩擦学的预位移理论[1]，当Δ大于极限预位移时，带钢与辊面产生相对滑动。
由于带钢的约束总是存在的，故实际上“卷效应”无法使带钢完全与辊子垂直，即实际跑偏量总是小于理论跑偏量。
2.1.2 辊子锥度辊子在加工时呈锥形或由于单边不均匀磨损而呈锥形，如图4所示。
在带钢的带动下，辊子以转速n转动，而辊面上各点的线速度是不同的，从小端到大端辊面的线速度由小于带钢速度V 过渡到大于V ，于是在带钢上产生摩擦力矩M ，同时带钢张应力分布也变的不均匀，产生偏载，在T(x)及M 的联合作用下，带钢总是向大端跑偏。
锥度越大，M 越大，T(x)分布越不均匀,带钢跑偏速度越大.图4２.1.3 夹送辊两端压力不均及两辊轴线交叉带钢在通过夹送辊时，如果两端的压力不均，则会产生与锥形辊相类似的效应，带钢向压力小、开口度大的一端跑偏；若两辊的轴线交叉，也会产生“卷效应”使带钢跑偏[3]。
２.2 辊子的轴向窜动传输带钢的辊子在运行过程中，由于轴承的磨损、破坏及轴承座的松动或破坏，辊子将会在垂直于机组中心线方向窜动（也有一定的摆动）。
转向辊及S 辊与带钢有较大的包角，会“抓住”带钢跑偏，跑偏量与窜动量一致。
对于支撑辊而言，由于包角较小，对带钢跑偏的“贡献”也较小，但是，在带钢与辊面之间可能会产生互相擦伤。
２.3 带钢来料自身的扰动 ２.3.1 带钢板形的扰动带钢来料的板形是多种多样并随机变化的，故其对带钢与辊子之间的摩擦状态的影响相当复杂，对带钢跑偏的影响很大。
例如，带钢单边浪会引起辊子的不均匀磨损，产生“锥形辊”，使带钢跑偏；带钢的镰刀弯会使带钢向曲率中心的反方向跑偏，如图5所示，从理论上讲，跑偏量与镰刀弯的程度相一致，但是，带钢张力大小和两辊之间的距离大小对实际跑偏量有影响。
２.3.2 卷形 来料带钢由于上道工序的卷取不良，产生塔形、错层、松卷等缺陷及本机组的上卷定位不准，带钢在进入机组时就偏离了中心线。
２.4 流体的扰动 在某些机组中，带钢由气体支撑传送或喷吹冷却、加热，侧向气流的不均匀会引起带钢跑偏。
３ 机组工艺参数对带钢跑偏的影响从带钢的跑偏机理来讲，带钢与辊子之间的摩擦状态影响带钢的跑偏行为，提高带钢张力，其静摩擦力变大，有利于带钢的稳定运行及抗横向扰动能力；张力的稳定也有利于抑制带钢的跑偏，若张力波动较大将破坏带钢与辊子之间的摩擦平衡，引起带钢跑偏。
机组速度对带钢跑偏的影响较大，当机组速度提高时，从“卷效应”分析可知，带钢横向扰动大，跑偏速度也大，易产生跑偏。
带钢的自由运送长度较长时，带钢的约束较小，跑偏量较大，适当布置转向辊，缩短带钢自由运送长度，可减小带钢的可能跑偏量。
４ 常用的带钢跑偏控制对策T(x)图5 带钢镰刀弯的跑偏引起带钢跑偏的因素较多，要在数量上精确确定某机组带钢的跑偏量和跑偏方向是困难的，随着工艺参数、来料情况及机组设备状态的变化，带钢的跑偏也随之变化。
但是，我们可以利用带钢的跑偏机理，抑制和纠正带钢的跑偏（采用人为方式抑制或使带钢反方向跑偏而回到机组中心线）。
1) 采用侧导板（辊）装置。
这种装置通过对带钢两边的钢性限制，使带钢运行在机组中心，用于带钢较厚、机组速度及张力较低的场合以及带钢的穿带对中。
否则，将损伤带钢边缘。
2) 在机组中适当设置定心辊。
所谓定心辊就是以带钢中心为界线，在两边对带钢产生指向其中心线的横向摩擦力的、有自动定心作用的一类辊子。
其原理可用2.1.1节中的方法进行分析，其常用形式有以下几种：A. 如图6所示，两根锥形辊（或圆柱形辊）中间铰接，另一端支撑在调节螺丝上，辊子被动，这样会产生图示方向的摩擦力。
当带钢跑偏时，与带钢接触较多的辊子对带钢产生较大的摩擦力，使带钢向辊子中部移动，起到自动定心作用[2]。
可用于活套摆动门、托辊或支撑辊。
B. 如图7所示，在辊子包胶层上刻有斜向沟槽，当带钢在辊子上有一定包角时，在张力的作用下，使这些斜沟槽压缩而产生指向辊子中部的横向摩擦力，起到自动定心作用[2]。
由于需要一定的包角，一般应用于带钢转向位置。
C. 如图8所示，以辊子中心为界，两边加工有对称的螺旋线槽，辊子被动，带钢沿图示方向运行，则辊子两边对带钢都将产生指向辊子中部的摩擦力，起到自动定心作用。
而当辊子主动运转时，则产生反向的摩擦力，无法自动定心。
故应用该辊子时，应根据辊子的主、被动情况，选择不同的螺旋线方向。
某厂热镀锌机组的气刀沉没辊应用了这种形式。
D. 如图9所示，用两根辊子在水平方向（带钢运行方向）倾斜一夹角布置，带钢沿图示方向运行，则有自动定心作用，可用于摆动门或托辊（也可与A 组合，在水平及垂直两个方向倾斜）。
若带钢反方向运行，则会增大带钢的跑偏，故应用该辊子时，要注意倾角方向与带钢运行方向的关系：辊子沿带钢运行方向倾斜。
必须清楚的是，自动定心辊的定心能力是有限的，若跑偏量及跑偏速度较大时，则不能保持良好的定心作用。
故而在机组中布置定心辊的主要作用是抑制带钢的跑偏而不是纠偏。
3) 采用带钢自动纠偏装置。
这种装置是机、电、液一体化的完善的系统，其具体形式很多，在保证带钢连续生产线的稳定运行方面起着非常重要的作用。
５ 带钢自动纠偏控制装置带钢自动纠偏控制装置的具体形式很多，但是，它们的控制方式及液压系统构成却是一致的：由带钢位置检测装置测量带钢的偏移量，将测量信号放大并处理后送给电液伺服阀，控制液压缸动作，驱动纠偏辊或开、卷取机运动，从而使带钢始终运行在机组中心线附近，它是一个闭环控制系统，其控制框图如图10所示。
从纠偏行为上讲，带钢自动纠偏控制装置分为P 型纠偏辊装置、I 型纠偏辊装置、P —I 型纠偏辊装置、开卷机纠偏系统及卷取机纠偏系统，前四中简称CPC 系统，后一种简称EPC 系统。
图6 分段锥形定心辊 图7 刻有斜向沟槽的定心辊图8 双螺旋线定心辊20 图9 水平倾斜式定心辊５.1 P 型（比例调节型）纠偏辊装置如图11所示，是一种P 型纠偏辊装置的结构简图，固定纠偏辊的活动框架以液压缸为动力，绕位于进带平面内的转轴转动，依靠带钢与辊子之间的静摩擦力带动带钢横向移动，使带钢运行在机组中心线附近。
由于带钢始终与辊子轴线垂直，无“卷效应”存在，故能精确计算其纠偏量：C=±(H+d)*sin θ，式中符号的含义见图12。
由于纠偏量与sin θ（当θ<5-80时，θ≈sin θ）成比例，故称比例调节型纠偏辊。
P 型纠偏辊并不纠正进带的跑偏，而是使出带回到机组中心线位置。
也由于无“卷效应”存在，不会由于带钢的约束过大而使带钢与辊面打滑，故可用于较狭小的空间，对纠偏辊的进、出带距离（纠偏辊距第一根邻近的转向辊的距离L ）的要求较短，见图2，L 可由下式确定：L>0.00356θW(EWt/T)1/2--------(A)式中：θ---旋转角，弧度 W---带钢宽度，mmE---带钢屈服极限，kgf/mm 2t ---带钢厚度，mmT---带钢张力，kgf P 型纠偏辊转动后会使进、出带产生扭曲，导致带钢内部张应力分布发生变化，张应力分布形式见图12。
故在设计及使用P 型纠偏辊时，不能使带钢中部有较大范围的无张应力，而带钢边缘却有较大的张应力，使带钢边部有残余变形而影响带钢板形，上式正是基于这一思想而推导出的。
由上面的两个公式可知，P 型纠偏辊装置的纠偏能力与H 、θ相关联，故在设计和使用时，应使它们相互协调，以达到对于给定的最大纠偏量有一个最佳解决方案。
我们可用下述方法确定C 、H 、θ及L ：首先确定纠偏辊装置的纠偏量C （根据机组速度与类似机组类比）；然后确定合适的H 及θ，使之满足C ，一般取θ<50（可用类比法确定H 及θ）；最后利用（A ）式计算进、出带距离L 。
若安装位置无法满足L 的要求，可适当增大H ，使θ变小，从而缩短进、出带距离L 。
