книги из ГПНТБ / Баимов, Н. И. Оптимизация процессов прокатки на блюминге
.pdfпри |
0,05Dz < A /y;<0,103D ? |
|
|
|
|
|
|||
ftaz |
|
565' 1(F (0,10374 — ДЯ2) 4- |
2' 104 |
(11.42) |
|||||
|
Dt |
|
|
|
D- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
при |
ДH'z > 0,103D2 |
|
|
|
|
|
|
||
Наг ~ |
|
32д2103 (0,16574— ЛЯ2). |
|
|
|
(11.43) |
|||
Прокатка в калибре шириной Вкг = |
295ч-330 мм со стесне |
||||||||
нием уширения для кипящей и спокойной стали: |
|
||||||||
при |
0,0774 < ДH'z <0,15D Z |
|
|
|
|
|
|||
^аг — |
0,5-106 (0,15Яг —ДЯ2) + |
2 ■10'1 |
|
(11.44) |
|||||
|
|
|
|
|
|
Ог |
|
|
|
В формулах (11.37)—(11.44) приняты обозначения: |
|
||||||||
паг — число оборотов |
валков |
|
в минуту; |
|
|
||||
Dz ■— катающий |
диаметр валков, |
мм; |
|
|
|||||
ДH'z — минимальное обжатие |
в |
пропуске. |
|
|
|||||
Определение максимально |
допускаемых |
|
|
|
|||||
скоростей выброса |
|
|
|
|
|
|
|
||
Паузы без кантовок. Максимально допускаемая скорость вы |
|||||||||
броса |
М2 или /гв ыг в пропуске |
z ограничивается известным |
|||||||
|
|
|
|
«двойным |
условием» |
В. А. Тягуиова |
|||
|
|
|
|
[2—9], которое сводится к тому, что |
|||||
|
|
|
|
время работы рольганга, необходимое |
|||||
|
|
|
|
для приема слитка из валков и возвра |
|||||
|
|
|
|
щения его к валкам, должно быть равно |
|||||
|
|
|
|
времени минимально необходимой пау |
|||||
|
|
|
|
зы tp х |
|
tpz. |
|
|
|
|
|
|
|
Торможение раската только роль |
|||||
|
|
|
|
гангом. |
|
|
|
|
со |
|
|
|
|
Раскат, выброшенный из валков |
|||||
|
|
|
|
скоростью vB м, двигается по рольгангу |
|||||
|
|
|
|
с замедлением, равным произведению |
|||||
|
|
|
|
коэффициента трения |
металла по роль |
||||
|
|
|
|
гангу на |
ускорение силы тяжести (p.g) |
||||
Рис. 12. |
К |
определению ско |
и проходит путь (рис. |
12) |
|
||||
рости выброса слитка из валков |
|
|
|
|
|
|
|||
при соблюдении «двойного ус |
|
|
|
|
(11.45) |
||||
ловия» |
|
|
|
|
2№ |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Обратный путь раската к валкам меньше пути 5 на длину очага |
|||||||||
деформации /2+1 мм в следующем z + 1 |
пропуске: |
|
|||||||
О ' _ |
С |
4+1 _ |
V 2 |
_ /г+1 |
|
|
|
(II 46) |
|
В . м г |
|
|
|
||||||
|
|
|
2Р£ |
103 ‘ |
|
|
|
N • |
/ |
50
Рассмотрим два возможных случая определения максимально допустимом скорости выброса раската в паузы без кантовок.
1. При равноускоренном движении раската обратно к валка его скорость t>CJI в конце пути S' не превышает максимальной скорости рольганга vp, т. е. vcn < vp (рис. 12, а).
Для этого случая имеем
5 |
= |
t |
Х2 |
— |
-оСЛ |
\12 |
|
|
|
|
|
|
|
¥ |
( ■ |
|
Р £ ) |
|
’ |
|
|
|
|
||
|
|
|
U+1 |
к2 |
|
г |
|
^2+1 |
|
|
||
5 ' |
= - |
<? |
в. м |
|
2Pg |
(11.47) |
||||||
103 |
|
2 p g |
|
|
103 |
|||||||
или |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
P g / |
|
V |
|
'\ 2 |
v |
|
% |
[_ ^г+1 |
|
|
||
|
сл |
\ |
|
сл |
|
(11.48) |
||||||
2 |
\ ^Х2 ’ |
p g |
I |
2pg |
Г |
103 |
• |
|||||
Из выражений (11.47) и (11.48) |
соответственно определяем |
|
||||||||||
UB.„z |
|
|
|
|
|
|
Т‘z+1 |
1 |
|
(11.49) |
||
= ] / Усл +2pg-- |
103 |
|
||||||||||
7," |
._. |
^xzpg |
|
lz+l |
|
|
|
|
|
(11.50) |
||
|
|
|
|
|
т |
хг |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Подставляя в уравнение (II.49) значение vl„, получаем
или |
|
^xZpg30-103 |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
I |
^z+i6Q |
|
|
(11.51) |
|||||
|
|
|
яД> |
|
|
tX27lDz |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
2. |
При |
Уел > ир |
(рис. |
12, б) имеем |
|
|
|||||
С |
_ 1в - м г |
lz+l |
|
|
VP |
\ |
.. I f |
Va |
KZ |
М |
|
|
2p g |
Ю3 |
|
2{.ig |
~r |
Up \ xz |
p g |
|
Hg j ■ |
||
Решая |
уравнение |
относительно |
vB UZ, |
получаем |
|||||||
v*. м z = |
Y |
2№ ( Vx* + w |
) — °p |
|
|
|
|||||
|
|
|
[ V |
2 M |
{ V 'A * + |
|
|
(11.52) |
|||
П - M * = |
|
) - |
U P |
• |
Полученные формулы (11.51) и (II.52) приняты в математиче ской модели процесса прокатки для определения максимально допустимых скоростей выброса при обычном торможении раската только рольгангом в паузы без кантовок.
4* |
51 |
Торможение раската рольгангом и линейками манипулятора.
При дополнительном торможении раската линейками манипуля тора, которые сжимают слиток с силой, равной весу слитка Рп = G, равенство живой силы выброшенного раската силам торможения рольгангом и линейками манипулятора можно выразить следу ющим уравнением [6]:
|
= |
ygS + |
2рЯл5 = |
3pGS. |
(11.53) |
Отсюда путь раската от валков |
|
||||
5 = |
■J2 |
|
|
|
(11.54) |
В1. М . Z |
|
|
|
||
бия |
' |
|
|
||
|
|
|
|
||
Обратный |
путь |
раската |
к валкам S' выражается |
уравне |
нием (11.46).
Рассмотрим указанные два возможных случая определения максимально допустимой скорости выброса в паузы без кантовок.
1. |
При |
осл’ |
< |
vp время торможения |
раската |
|||||||||
** .р = т |
25 |
|
|
Чр. м г |
|
|
|
|
|
(11.55) |
||||
|
|
|
ЗИЯ |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Время |
возвращения раската |
к валкам |
|
|||||||||||
tx. |
|
V 1 |
( 5 - / г+110-з) |
|
|
|
|
|
||||||
- |
|
|
"ИЯ |
|
|
|
|
|
|
|
||||
или с учетом уравнения |
(II.54) |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2!z+i |
|
|
|
(11.56) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ия‘03 |
' |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Полная |
пауза |
составит |
txz = |
tx |
р + |
t'x р |
и с учетом уравне |
|||||||
ний (II.55), |
(II. |
56) |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
f |
= |
У в . |
М 2 |
1 |
" I |
f ( |
V B. М2 |
_ J ________2 |
1 |
|
|
|||
хг |
|
Зия ' Г |
V |
V |
ИЯ |
) |
3 |
ия'О3 |
|
|
||||
или |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
^ |
пв.ы zK.Dz |
, |
~\ f |
( пВч м zitDz \ “ |
1 |
2/г+1 |
(11.57) |
|||||||
хг— 3-60ия103 |
' |
V \ бОряЮ3 ) |
3 |
ИЯ103 |
||||||||||
|
||||||||||||||
При этом скорость раската в момент возвращения к валкам |
||||||||||||||
^сл = |
llg ix . |
р = |
fJ-g (txz ' |
tx. Р) |
|
|
|
|
||||||
или с учетом уравнения (II.55) |
|
|
|
|
||||||||||
^ |
= |
tX2y |
g |
- |
^ |
= |
|
|
W |
H F |
• |
(П.58) |
Максимально допустимая скорость выброса па м2 определяется из уравнения (11.57) итерационным методом.
52
2. |
При |
у'сл > |
ур |
имеем |
|
|
|
|
|
||
(Л, |
V2 |
м г _ |
/ |
г2+1 |
__ |
D2 |
|
/ |
, |
у |
\ |
_ в. |
|
р , ,, |
|
1i |
l)B.м г |
иР ) |
|||||
|
6Ц£ |
|
ЮЗ |
2М 1- WP |
|
Зр* |
№ ; • |
||||
Решая уравнение относительно vB мг, получаем |
|
||||||||||
уп. м г = |
Зр^Ур ] / |
" |
- |
з ^ - |
~ |
^ |
— ***) — Ур |
||||
или |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
/гв- м |
60-1О3 |
|
X |
|
|
|
|
|
|
|
|
nDz |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
X |
Зр ^У р ]/ |
|
g |
|
2 |
/ |
^Р______ £г+1 |
__j. |
(11.59) |
||
|
|
З р ^ У р |
\ |
2\ig |
У рЮ 3 |
; |
|||||
|
|
|
|
9 (Pg)3 |
|
Полученные формулы (11.57) и (11.59) приняты в математи ческой модели процесса прокатки для определения максимально допустимых скоростей выброса при дополнительном торможении слитка линейками манипулятора в паузы без кантовок.
Паузы с кантовками. В паузах с кантовками дополнительное торможение раската линейками манипулятора применять не целе сообразно. Поэтому, как уже отмечалось, в этих паузах макси мально допустимая скорость выброса должна определяться из
условия прохождения раскатом пути S6z до положения |
кантовки |
|
и не более по формуле |
|
|
«в- м г = ^ |
/ 2 ц ^ бг10-3. |
(11.60) |
Такое ограничение скорости пв мг в паузу с кантовкой обес печивает наиболее легкое и надежное осуществление операций, связанных с кантовкой, так как отсутствуют продольные пере мещения раската в период собственно кантовки, поэтому он более управляем.
Расчет графика скоростей
График скорости каждого пропуска г' характеризуется сле дующими параметрами (рис. 13, 14):
а, Ь, п — соответственно ускорение, замедление и установка максимальной скорости вращения прокатного дви гателя (рабочих валков), об/мин/с;
пзгг, пвг>— скорости вращения прокатного двигателя (рабочих валков) при захвате и выбросе раската из валков, об/мин.
Здесь и далее с целью сокращения записей ставим условный индекс г'. Для случая однослитковой прокатки его заменяем
53
индексом z, обозначающим номер пропуска z, а для случая двух слитковой прокатки za или z6, обозначающим номер пропуска г, слиток первый (а) или второй (б).
Рис. 13. График скорости пропус ка при однослитковой прокатке
При установлении режима скоростей первые три параметра принимают одинаковыми для всех пропусков, а последние два параметра определяют и принимают для каждого пропуска в зави симости от первых параметров и данных каждого пропуска. Все
Рис. 14. График скорости пропуска при двухслнтковой прок ,тке
параметры могут быть варьируемыми в пределах приведенной выше системы ограничений в виде неравенств (II.5):
a mln |
#maxi |
Пвг' 'гС Пв, м 2• , |
Ьт1п^ Ь^ |
Ьтах, |
< Л П, |
54
frmln |
‘'м* дв> |
^В. М2' |
г' ^ |
ftaz't |
|
где z = |
1, 2, 3, . . ., |
Z. |
Скорости захвата и выброса раската в соседних пропусках связаны между собой определенными выше паузами txz. Поэтому при выборе этих скоростей учитываем дополнительное ограничи вающее условие: время реверсирования валков от скорости вы броса в предыдущем пропуске z до скорости захвата в последу ющем пропуске z + 1 должно быть не больше паузы между этими
пропусками, т. |
е. |
|
|
|
||
при |
однослитковой |
прокатке |
|
|||
I) |
| |
^эг-{-1 |
j |
^ |
, |
|
' |
а |
4рев z *= ^хг> |
|
|||
при двухслитковой |
прокатке |
(II.61) |
||||
пвгб |
. |
,1з (г-|-1) |
а |
_ j |
_ ± |
|
Ь |
' |
а |
|
1ревг=^=1хг- |
|
|
Выбор скоростей захвата п32б и выброса пага в |
пропусках гб |
и га зависит от принятых условий двухслитковой прокатки. Скорости пзг- и nBZ' зависят также от длины раската N'z.
Максимальную скорость прокатки по пропускам пмграссчи тывают при принятых прочих параметрах в зависимости от N'z в этих пропусках и принимают не больше уставки максимальной скорости пп, т. е. пш < /гп.
После получения совокупности параметров a, |
b, пп, n3Z’, |
n3Z’, nKZ’ с учетом указанных выше ограничений |
рассчитывают |
продолжительность отдельных периодов графика скорости для каждого пропуска (см. рис. 13, 14):
tpz’ — период |
разгона валков вхолостую; |
|
tyz>— период |
ускорения валков с раскатом; |
|
tnz' — период прокатки с постоянной скоростью /гп; |
||
t3zr — период |
замедления валков с раскатом; |
|
tTZ' — период |
торможения валков |
вхолостую; |
^мг — машинное время пропуска |
z; |
|
хг — полный |
цикл вращения валков за пропуск г (цикл |
пропуска).
Таким образом, расчет графика скоростей пропусков при за данных паузах txz, максимально допустимых скоростях захвата паг и выброса пв мг осуществляется в следующей последовательности.
а. Принимают вариант совокупности значений параметров а,
Ь, пп.
б. Корректируют максимально допустимые скорости захвата и выброса раската и принимают новые их значения при разных
55
условиях (I— IV) для однослитковой (I) и двухслитковой (2) про катки:
1. /1п |
чаг, |
1)паг-= ЧагJ
2)Я-ага = пагб = Ч0
II. ПпsS~ Ч/xz,
1) п'аг == /1п,
2) Ч-ала = |
Чагб - Лв |
III . Чп > |
(11.62) |
Лв. м. 2, |
1)Пп. мг = Ча м г,
2)Я», м гб = Чв. м 2.
IV• пп |
яв |
м 2, |
|
|
1) «в. к[ |
z = |
Чп, |
|
|
2) Чв. мгб == Яп- |
|
|
||
в. Рассчитывают и выбирают |
скорости захвата и |
выброса |
||
с учетом ограничений л32' < яа2', |
пВ2' < /гв.М2- и условий |
(11.61). |
При этом применимы следующие два случая выбора скоростей захвата и выброса.
Первый случай — выбор из условия получения минимального соотношения чзг+1/пвг. Скорость выброса принимается макси,
мально возможной— до пв. М2', а скорость захвата определяется
из условий (II.61), но принимается не больше яа (г+1)'- При при нятом обозначении л: = alb скорости захвата и выброса для одно слитковой прокатки определяются по следующим зависимостям.
При |
0 < |
Ъ *=±" = |
(рис. |
15, а) |
|
||
|
|
|
|
‘ XZ |
|
|
|
nBZ = |
bty.z, |
n3Z+1 = 0, |
|
|
(11.63) |
||
При |
Ь" « 6 |
< |
Ь'" -- |
П°- |
(рис. |
15,6) |
|
|
|
|
|
|
X*xz |
|
|
»в* = |
Пв. м2. |
ч32+1 = |
^ хг — |
) Ьх. |
(11.64) |
||
При Ь"’ |
b < |
о о |
(рис. |
15, в) |
|
|
|
лвг — пв м г, |
п3 |
= |
ла2_ц. |
|
(11.65; |
Для двухслитковой прокатки скорости захвата и выброса определяются по аналогичным зависимостям,
56
При |
0 < |
b < |
Ь" = |
в’ мгб |
|
|
|
|
|
|
^Х2 |
|
(11.63 а) |
^ в г б |
^ х г > |
^ з |
( г - ) - 1 ) а = |
0 . |
|
|
При |
Ь" ^ |
Ь< |
ft"' = —в- мгбД-' + Па (г+1) а |
|
||
|
|
|
|
|
xtxz |
|
паг6 = п'йшиг0, |
п3(г+1) а - |
^ хг — "ь гб j Ьх. |
(11.64 а) |
|||
При |
b'" < b < |
оо |
|
|
|
|
^вгб — ^в. м гб> |
(г+1) а = |
(z-fl) а1 |
(11.65 а) |
Как независимые от паузы txz принимаются следующие зна чения «внутренних» скоростей выброса и захвата, см. уравне ние (II.62):
^вга = 71„ м гб> ^згб = ^агб"
Второй случай — выбор из условия получения максимального соотношения (n3z+1/naz) шах. Скорость захвата принимается ма-
Рис. 15. Первый |
случай выбора |
Рис. 16. |
Второй |
случай выбора |
скоростей захвата |
и выброса |
скоростей |
захвата |
и выброса |
ксимально возможной вплоть до Лаг+ь а скорость выброса опре деляется из условий (II.61), но принимается не больше п'в. Mz. Скорости захвата и выброса для однослитковой прокатки опреде ляются по следующим зависимостям.
57
При |
о < Ь < Ь' |
= Л*Х2 |
(рис. |
16, а) |
|
(П.66) |
|||||
^32-f-l == bxtxzt |
|
-- 0. |
|
|
|
|
|||||
При Ъ' < b < |
Ь" |
(рис. 16, б) |
|
|
|
||||||
n3Z+1 = naz+u |
nBt = l t „ |
- ^ ] b . |
|
(П-67) |
|||||||
При |
V" < |
Ь < |
оо |
(рис. |
16, в) |
|
|
|
|||
М32+1 = |
г+Ь |
^вг — ^в. м2' |
|
|
|
(11.68) |
|||||
Для двухслитковой прокатки скорости захвата и выброса |
|||||||||||
определяются по аналогичным зависимостям. |
|
|
|||||||||
При 0 < Ь < |
Ь' |
= ^Д£±Д! |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
Х^х. 2 |
|
|
|
(11.66 а) |
||
Пз (z-j-I) а ^ |
|
|
^вгб ” |
0* |
|
|
|
||||
При |
|
' |
= |
"■•мг6^ |
Я« <»+!)■ |
|
|
||||
^ |
|
|
|
|
Л/х* |
|
|
|
|||
« з (г+1) а — |
^оо (г-)-1) а> |
^вгб |
— |
( ^хг |
*а (г-f-l) а |
ь. |
(11.67) |
||||
Xb |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
При |
Ь’" с К о о |
|
|
|
|
|
|
|
|||
П 3 (г+1) а — |
^ос (г-fl) |
а> |
^взб |
— |
^ в . м гб- |
|
(11 .68) |
Как независимые от паузы txz принимаются следующие зна чения «внутренних» скоростей захвата и выброса (см. 11.62):
^згб — ^агб> ^вга — ^в. м га1
Оба рассмотренные случая выбора скоростей захвата и выброса включены в математическую модель процесса прокатки. Однако наиболее рациональным является второй случай, его преимуще ства перед первым случаем будут показаны далее.
Очевидно также, что возможны и другие промежуточные слу чаи расчета и выбора скоростей захвата и выброса, т. е. при дан ном варианте совокупности а, Ь, пп можно получить множество вариантов совокупностей n3Z>, naz-, где z = 1,2,3,, . . ., z. Приняв тот или другой случай, в результате расчета выбираем определенную совокупность пзг', nBZ'.
г) Рассчитывают и выбирают максимальные скорости про катки пыг' по пропускам и при необходимости корректируют вы
бранные выше скорости захвата |
и выброса. При этом возможны |
|
следующие два случая. |
|
|
Первый случай — n3z- > nBZ>. |
|
|
При Nz > N y = (nL' — |
(РИС‘ 17’ |
РаСчетИаЯ |
максимальная скорость прокатки при треугольном графике
58
скорости
п , = Л Г120^ + |
4 |
- + п1г’ х |
(11.69) |
||
|
V |
|
1 + х |
||
и если /гМ2' < |
/г,„ то принимается |
|
|||
^мг' — ^мг> |
|
|
|
(11.70) |
|
а если пмг' > |
пп, то принимается |
|
|||
лыг>= пп. |
|
|
|
(11.71) |
|
При |
N z < |
N z> (рис. |
17, б) |
|
|
пыг' — ]/" 120bNг + |
Пвг', |
(11.72) |
|||
а скорость захвата уменьшается до величины |
|
||||
Язг' = 4 г '. |
|
|
|
(11.73) |
|
Второй |
случай — /г32- |
< |
/гВ2'. |
|
|
При |
N2 > |
Nг>— (лвг' — n^z') Т2ббх (Рис17, |
е) расчетная |
||
максимальная |
скорость |
прокатки при треугольном |
графике ско- |
|
Пропуск z, j |
=х |
Рис. 17. К расчету максимальной скорости прокатки |
||
рости пм2' и фактическая скорость /гМ2- |
определяются, как и в пер |
|
вом случае, по зависимостям (II.69)—(II.71). |
||
При Nz < jV2' (рис. |
17, г) |
|
Лмг' = |Л 2 0 Ы У 2 + |
Пз2', |
(II.74) |
а скорость выброса уменьшается до величины |
||
Паг’ = 'hiz'- |
|
(11.75) |
д. Длительность отдельных периодов графика скорости ка ждого пропуска рассчитывают по следующим формулам.
59