книги из ГПНТБ / Баимов, Н. И. Оптимизация процессов прокатки на блюминге

чении b2 рассматриваются варианты, полученные таким же уменьшением скорости пп и т. д., как показано в табл. 33.

Т а б л и ц а 33

Сетка возможных вариантов и данные по вариантам режимов скоростей

при данном варианте режима обжатий и по соответствующим оптимальным вариантам прокатных двигателей

О учетом R вариантов режимов обжатий общее число рассматри­ ваемых вариантов режимов прокатки будет равно

V = JIR,

где

Режим прокатки каждого варианта рассчитывают по методике, описанной в гл. II (см. с. 37). При этом расчет осуществляется в таком объеме, который можно получить, не имея данных о про­ катном двигателе. В табл. 1 этот объем отмечен границей а—а, включающей расчет статистических моментов Mz по пропускам г, и определение среднего значения статического момента за цикл прокатки по формуле

■Мср Ъ zм* •

где Z — число пропусков в рассматриваемом режиме прокатки. Таким образом получается множество возможных вариантов

режимов прокатки, рассчитанных в указанном объеме.

из-за отсутствия данных по прокатному двигателю. Поэтому после расчета вариантов режимов прокатки в указанном объеме начинается определение оптимальных параметров и мощности прокатного двигателя для каждого варианта режима прокатки.

Определение оптимальных потребных параметров и мощности прокатного двигателя для данного варианта режима прокатки.

Определение оптимальных потребных параметров и мощности прокатного двигателя для данного рассматриваемого варианта режима прокатки начинается после расчета режима в объеме, включающем определение среднего значения статического момента прокатки за цикл Л4ср (табл. 1, граница а—а). Расчет проводится следующим образом.

Анализ фактических режимов работы реверсивных обжимных станов и проведенные расчеты показали, что динамический момент на валу прокатного двигателя составляет для этих станов в сред­ нем около 50% от среднего статического момента прокатки за цикл Л4ср. На основании этого в первом приближении, имея для данного режима прокатки значение М ср, можно определить сред­ ний максимальный момент на валу двигателя за цикл по формуле

Мм. ср = 1,5Мср1 (III. 1)

По этому моменту в первом приближении можно принять по­

где А,дв — допускаемая перегрузка двигателя («Ам дв). Для рас­ сматриваемых электроприводов обычно принимается ^дв = 2,5.

Известно, что между номинальным моментом двигателя и ма­ ховым моментом якоря двигателя существуют определенные за­ висимости. Для рассматриваемых двигателей постоянного тока

мощностью 10— 10000 кВт на основании величин М н. дв и GD2rb выполненных двигателей указанная зависимость выражается следующей эмпирической формулой [88]:

Формула (II 1.4) охватывает весьма широкий диапазон двига­ телей постоянного тока, применяемых в различных электропри­ водах, и использование ее в нашем случае будет не совсем пра­ вильно. Дело в том, что режимы работы двигателей реверсивных обжимных станов отличаются повышенной динамикой, а двига-

166

тели этих станов изготовляются в индивидуальном порядке. Поэтому при проектировании и изготовлении этих двигателей

Рис. 54. Зависимость между маховым моментом и номинальным моментом реверсивных прокатных двигателей постоянного тока, применяемых для блюмингов и слябингов

зрения динамических качеств двигателей, а сплошной линией

Формула (И 1.5) применяется для расчета GD\Bв случае груп­ пового привода рабочих валков стана.

При индивидуальном приводе валков, когда один двигатель заменяется двумя, работающими каждый только на один валок.

Формула (III.5) для двух двигателей примет вид

GD\B= 0,710-0,320MiV.5ab (т с -м) =

где G D № и М н. дВ — суммарные величины двух двигателей. Формулы (II 1.5) и (II 1.6) независимо от типа привода можно

записать в общем виде

167

Таблица 34

Технические показатели крупных реверсивных прокатных двигателей постоянного тока

168

Продолжение табл. 34

1 2 3 4 5 в

по мере накопления данных по рассматриваемой группе двига­ телей.

Используя формулу (III.7) и зная величину Мндв1, можно определить значение GD\ 3ь

! = /СдвЛГн?дв X-

Так как для рассматриваемого варианта режима прокатки скорость известна, а номинальная скорость двигателя прини­ мается равной этой скорости, т. е.

Таким образом, определены все искомые параметры прокатного двигателя для рассматриваемого варианта режима прокатки по предварительно определенному среднему максимальному моменту на валу двигателя за цикл прокатки М и ср.

Затем проверяют и корректируют параметры предварительно определенного двигателя в следующем порядке.

Определяют полный маховой момент рабочей линии стана

169

С учетом последних определяют максимальные моменты на валу двигателя по всем пропускам

ивыделяют из них самый большой момент Мм1.

Видеальном случае, когда предварительный двигатель опре­

делен удачно, должно получиться равенство

Мм1 — ^М. ДБ 1-

В действительности же это равенство сразу не получается, и поэтому требуется провести корректировку параметров предва-

рительно принятого двигателя. Параметры корректируют до получения наперед заданной точности бм следующим образом.

После расчета М и1 определяют разность Мм1 — Мм дв1 и сравнивают с ем (рис. 55).

Если окажется, что

то предварительно принятый двигатель 'является не подходящим и его корректируют. Корректировка осуществляется одинаково как в случае Мм1 > Мм.дв1, так и в случае Мы1 < Мм.дв1.

При этом принимается другой вариант двигателя с другим значением максимального момента, равным

•^м . дв 2 = М ц 1 ,

и описанным выше способом, по формулам (III.3), (III.7)—(III.9) определяют другие параметры нового варианта двигателя:

Затем по формулам (ШЛО)—(III.12) определяют значения

G D p. л2, М а2, М в2, М ыг2, УИМ2 И рЭЗНОСТЬ М „ 2 М м. дв2-

170

Если окажется, что

I 2 Мм> дв 21 вм > О,

то принимается третий вариант двигателя с максимальным мо­ ментом, равный

М м . д в 3 = М м 2,

и расчеты снова повторяются.

При каждом новом варианте двигателя разность М к — Мм до уменьшается и становится равной или меньше заданной точ­ ности ем, т. е. будет

|Мм- М м.дв| — е, : 0.

При достижении последнего условия двигатель будет являться минимально необходимым по мощности для рассматриваемого момента двигателя, т. е. из условия максимально допускаемой перегрузки двигателя. На рис. 55 параметры двигателя, опреде­ ленные из указанного условия, получились равными М м дв3,

Мн. двЗ| GDдвЗ» -Л^н. двЗ*

Далее выбранный двигатель проверяется на нагрев, и при не­ обходимости его параметры снова корректируются. Для этого

ваемого режима прокатки. Полученное при этом значение Мкв3 сравнивается с номинальным моментом принятого двигателя Мн дв3.

мальный двигатель для рассматриваемого режима прокатки.

На этом расчет рассматриваемого варианта режима прокатки и соответствующего ему оптимального варианта двигателя закан­ чивается. При полученных результатах будет обеспечено необхо­ димое условие задачи Мм — Мм.дв (с заданной точностью ем) при Мн.дв > Мкв.

Если же окажется, что

Мквз Мн.двЗ^О,

то принятый двигатель подвергают дальнейшей корректировке. Корректировка двигателя из условий нагрева осуществляется также до получения заранее заданной точности ем. Для этого принимается новый вариант двигателя с новым значением номи­

нального момента, равным

и описанным выше способом по формулам (II 1.7)—(II 1.9) опреде­ ляют другие параметры двигателя нового варианта:

G D ^ B 4> АД. дв 4-

171

Затем по формулам (ШЛО)—(II 1.12) определяют значения GDр. м, Ма4, Мв4, Ммг4, Мм4, Мкв4, разность Мкв4 — Мн.дв4 и сравни­

вают с ем.

Если окажется, что

I М кв 4 М н.ДВ4 I ®м ^

то принимается следующий новый вариант двигателя с номи­ нальным моментом, равным

Мн.д В S = = Мкв 4»

ирасчеты снова повторяются.

При каждом новом варианте двигателя разность Мкв — М н.дв становится все меньше и меньше, и при некотором варианте дви­ гателя эта разность становится равной или меньше заданной точности ем, т. е. будет

I Мкв М я.д В | 8М^ 0.

При достижении этого условия двигатель, при котором оно достигнуто, будет являться минимально необходимым по мощ­ ности для рассматриваемого режима прокатки из условия нормаль­ ного нагрева. На рис. 55 параметры двигателя, определенные

из указанного условия, получились равными Мн. ДВ5, GD\B5, N„. ДВ5. Этот двигатель и является искомым оптимальным двигателем

для рассматриваемого варианта режима прокатки.

Описанная корректировка двигателя из условий нагрева и определение искомого оптимального варианта двигателя могут быть выполнены графо-аналитическим способом.

В случае, когда при проверке на нагрев выбранного из условия максимально допустимой перегрузки двигателя с параметрами

Мн. двз, Мн.двз, GD\B3, N н. ДвЗ окажется, что Мквз Мн.дв з 0,

то принимается еще ряд новых вариантов двигателей с новыми значениями номинального момента, большими, чем Ми.дв3, на­ пример Мн.дв4, Мн дв5, Мн дв0 (не более трех). Для каждого при­ нятого варианта двигателя по формулам (III.7)—(III.9) опреде­

ляют другие параметры двигателя: GD\B и М н. д в , а по форму­

лам (ШЛО)—(III. 12) определяют значения GDp. л, М а, М в, Мм2, Мм, Мкв. В результате получаются данные по показателям рас­ сматриваемого режима прокатки при принятых вариантах дви­ гателей:

Мн. дв 3) GD\B3, •Мкв3j Mrf( дв 4, GD\в4, Мкв 4)

Мн. дв 5< GD\в 5, Мкв 5> Мн. дв 6) GDab6» Мкв 6'

По этим данным можно построить графики зависимостей

Мц.дв = / (G-Пдв) и MKB= f(GD\B) (рис. 56).

172

Точка пересечения полученных кривых определяет пара­

метры Л^ц.дв и GDflB искомого оптимального варианта двигателя для рассматриваемого варианта режима прокатки. Определив по формулам (III.3), (III.8), (III.9) остальные параметры этого двигателя

^МДВ1 П Н . ДВ, дв,

получим полные данные об искомом оптимальном варианте дви­ гателя.

При выбранном двигателе по формулам (ШЛО)—(III.12) определяют значения GD\. п, М а, М в, М мг, М ы, УИКВ, т. е. завер-

Рис. 56. Графо-аналнтнческнй способ определения оптималь­ ных параметров н мощности прокатного двигателя для дан­ ного режима прокатки

шается расчет показателей рассматриваемого варианта режима йрокатки. При этом будет обеспечено необходимое условие задачи М кв = М н дв при Мм дв > М ы. При этом будет обеспечено необ­ ходимое условие задачи М кв = М н дв при М м. дв > Мм.

Описанным методом определяются оптимальные потребные параметры и мощность двигателя для каждого из V вариантов режимов прокатки.

Полученные результаты в виде параметров и показателей режима прокатки г, b, пп, Т, Рмi_IV и параметров оптимального варианта двигателя М а дв, iV„.ABзаносят для каждого значения г

втаблицу сетки возможных вариантов режимов прокатки. Так,

втабл. 33 для режима обжатий под номером г занесены указанные данные по всем вариантам режимов скоростей.

Таким образом, получается множество возможных сочетаний вариантов режимов прокатки с соответствующими оптимальными

вариантами двигателей.

Выбор сочетаний вариантов режимов прокатки с соответству­ ющими оптимальными вариантами двигателей, удовлетворяющих условию задачи Т — Т3. По данным табл. 33, для каждого рассмо­ тренного варианта режима обжатий, т. е. для каждого значения г, строятся графики функций:

173

Рис. 57. Области возможных вариантов режимов скоростей для данного режима обжатий с соответствующими оптимальными вариантами прокатных двигателей и выбор оптимального варианта

174