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

Особое внимание уделено исследованию способов по увеличе­ нию показателя динамичности механизма, связанного с увеличе­ нием шага винта. Увеличение шага винта возможно в результате увеличения угла наклона винтовой нарезки а и диаметра винта d.

Этот способ ограничен условиями самоторможения.

Второй способ увеличения шага винта за счет увеличения диа­ метра винта дает значительный эффект в повышении быстродей­ ствия нажимных механизмов и является реальным для условий блюмингов.

В результате исследований [101J разработана методика выбора рациональных параметров нажимных винтов и механизма:

1) параметры нажимных винтов и механизма следует прини­ мать такими, чтобы показатель динамичности был по возможности максимальным;

2)диаметры нажимных винтов нужно принимать максималь­ ными, насколько это позволяет рациональная конструкция про­ катной клети;

3)угол подъема винтовой нарезки нажимных винтов следует несколько увеличить до 2°30'-—3°00'.

Проведены экспериментальные исследования работы нажимных механизмов шести блюмингов (табл. 37) с целью выявить наиболее рациональные параметры, лучшие динамические и эксплуатацион­ ные качества и способы интенсификации их работы [104—106].

Проведению экспериментов предшествовал теоретический рас­ чет основных параметров исследуемых механизмов (табл. 38). Результаты экспериментов оказались близки к теоретическим

расчетам (табл. 37).

По данным эксперимента для каждого механизма построены

кривые t = / (/) и lit = f (l) (рис. 60—65).

Как видно из табл. 38 и 39, основные параметры и показатель динамичности К, определенные экспериментально, мало отлича­ ются от расчетных. Статические моменты механизмов, приведен­ ные к валу двигателей, различаются на 6—44%, что объясняется возможным расхождением между коэффициентом переуравновешивания, принятым при расчетах (1,30) и фактически существую­ щим на действующих блюмингах.

Анализ работы нажимных механизмов показывает, что режим работы их повторно-кратковременный, с большой частотой вклю­ чений. Продолжительность включения изменяется от 24 до 52%, при этом работа на установившейся скорости составляет 2,5—12% от времени включения нажимного механизма, работа в переход­ ных процессах 88—97,5%. Время от начала включения механизма до начала вращения винта составляет 3,9—8,4% от времени вклю­ чения механизма. В большинстве случаев оно не перекрывается машинным временем прокатки, что приводит к удлинению пауз.

На блюмингах № 2 и 3 ММК, КМК и Коммунарского метал­ лургического завода недостаточно использовались двигатели на­ жимных механизмов как по перегрузкам (от 0,84 до 1,51), так

и по нагреву (от 56 до 75% по среднеквадратичному току). Факти­ ческие максимальные скорости двигателей составили 750— 1040 об/мин, а токи возбуждения 75—110% от номинального.

На нажимном механизме блюминга Коммунарского металлур­ гического завода ток возбуждения при всех режимах работы оста-

Рис. 60. Опытные графики для нажимного механизма блюминга 1150 № 3 ММК; опытные точки t = / (/):

1 — подъем; 2 — опускание

вался постоянным (18,9 А, т. е. 75% от номинального), на блю­ мингах № 2 и 3 ММК, где токи возбуждения равны соответственно 14,65 и 16,9 А (96, и 110% от номинального) при подъеме валка применялось ослабление поля до 8,5 А, а на блюминге КМК — не только ослабление поля до 10,7 А, но и форсировка поля до 30,3 А, т. е. 141% от номинального. При этом работа на ослаблен­ ном поле приводила к ухудшению теплового режима двигателя.

Из сравнения кривых l\t — f(l) (рис. 60—63) видно, что наихудший тепловой режим имели двигатели нажимного меха-

188

Рис. 65. Опытные графики для нажимного механизма блюминга 1100 ме­ таллургического завода им. Дзержинского; условные обозначения соот­

ветствуют рис. 60

191

низма блюминга Коммунарского металлургического завода. Это объясняется тем, что они работали при постоянном токе возбужде­ ния (i — 18,9 А, т. е. 75% от /,,).

Двигатели нажимных механизмов блюмингов НТМК и метал­ лургического завода им. Дзержинского работали со значительными перегрузками по току (до 1,48—2,92) и нагреву (до 116—132%). Мощность двигателей'этих механизмов недостаточна и тормозила рост производительности станов.

Анализ работы нажимных механизмов по фактическим кривым

в последовательности, показанной в табл. 39. В результате сравне­ ния скоростей перемещения валка самым быстроходным ока­ зался нажимной механизм блюминга № 3 ММК-

Анализ конструктивных и эксплуатационных особенностей нажимных механизмов, расчетных и экспериментальных данных (см. табл. 38 и 39) подтверждает общеизвестные недостатки на­ жимных механизмов с пружинным уравновешиванием и червяч­ ными передачами от двигателя к нажимному винту и преимущества нажимных механизмов с грузовым уравновешиванием и цилиндри­ ческими передачами с приводом от вертикальных двигателей.

Врезультате экспериментального исследования установлено, что:

1)нажимные механизмы работают преимущественно в пуско­ тормозных режимах, составляющих 88—97,5% от времени вклю­ чения механизма;

2)продолжительность включения механизмов в среднем близка

к50%;

3)время от начала включения механизма до начала вращения

винтов составляет 4—8% от времени включения механизма. С целью сокращения пауз рационально это время перекрывать машинным временем прокатки;

4) двигатели нажимных механизмов блюмингов № 2 и 3 ММК, КМК и Коммунарского металлургического завода при существую­ щих режимах . прокатки имеют значительный резерв мощности по перегрузкам и нагреву. Ослабление поля двигателя вызывает ухудшение теплового режима и целесообразно лишь при больших перемещениях с повышением скорости двигателя выше номиналь­

ной; 5) при повышении показателя динамичности механизма улучша­

ются его динамические качества, быстродействие и другие технико­ экономические показатели. Самым быстродействующим является нажимной механизм блюминга № 3 ММК, имеющий самый высо­ кий показатель динамичности (К = 0,206)

Нажимной механизм блюминга Коммунарского металлурги­ ческого завода лучший по конструктивным и эксплуатационным показателям (рис. 66). Техническая характеристика этого меха­ низма приведена в табл. 40. Коэффициент динамичности механизма равен 0,116.

192

траверс)

Нажимные механизмы последующих новых блюмингов 1150 (конструкция УЗТМ) по всем основным параметрам и показателям остались на уровне механизма блюминга 1150 Коммунарского металлургического завода.

В новейшую конструкцию нажимного механизма блюминга 1300 (конструкция УЗТМ) внесен ряд конструктивных усовершен­ ствований, способствующих увеличению коэффициента динамич­ ности до 0,250. Схема этого механизма показана на рис. 67, а тех­ ническая характеристика приведена в табл. 40.

На основании теоретических и экспериментальных исследо­ ваний разработана методика расчета и выбора основных пара­ метров нажимных механизмов, с помощью которой возможны

качественные изменения конструкции нажимных механизмов блю­ мингов.

Основным показателем качественного изменения конструкции нажимного механизма является переход при увеличении диаметров нажимных винтов от цельных винтов к полым винтам. Это позво­ лило значительно увеличить диаметры нажимных винтов и за счет этого шаг нарезки. При этом угол наклона нарезки остается в тех же обычных пределах и условия самоторможения сохраня­ ются, а приведенный маховой момент и масса механизма не только не увеличиваются, а могут быть существенно снижены. В резуль­ тате удалось значительно повысить основной показатель быстро­ действия нажимного механизма — коэффициент динамичности.

Конструктивно пустотелый нажимной винт выполняется без хвостовика, т. е. коротким, имеющим только нарезную часть. Вместо хвостовика во внутрь полости нажимного винта вводится квадратный вал, который через втулку с квадратным отверстием, запрессованную в полость в верхнем конце винта, передает вращения последнему. Квадратный же вал получает вращение обычным способом от электродвигателя через зубчатую передачу. Такая конструкция нажимного механизма разработана для блюминга 1150 (рис. 68). Техническая характеристика этого

194