Розрахунки швидкісного режиму

Основна вимога до швидкісного режиму - забезпечення максимальної продуктивності ділянки прокатки, що вимагає мінімальної величини циклів прокатки в кожній кліті.

Мінімізація циклів здійснюється за допомогою т.з. "потрійної умови" В.А.Тягунова [4]: цикл прокатки буде мінімальним, якщо має місце рівність тривалості спрацьовування натискного механізму при зміні обтиску τ_нм, тривалості реверсування головних двигунів τ_рд і тривалості реверсування розкату τ_рр:

.

Тривалість спрацьовування натискного механізму залежить від величини обтиску в наступному проході і його динамічних якостей. Якщо виконується умова:

,

де K_нм – т.з. прискорення натискного механізму, тобто лінійне прискорення, з яким переміщаються натискні гвинти, мм/с².

V_нм – швидкість натискного механізму, тобто лінійна швидкість

переміщення натискних гвинтів, мм/с;

то тоді натискний механізм працює по трикутній діаграмі:

, (4.1)

Якщо , тоді натискний механізм працює по трапецеїдальній діаграмі і тривалість його спрацьовування:

. (4.2)

Тривалість реверсу двигунів:

, (4.3)

де ω_ві – кутова швидкість викиду в i-тому проході, с^-1;

ω_зі+1 – кутова швидкість захвату в наступному проході, с^-1;

ε₁, ε₂ – кутове прискорення і уповільнення валків, с^-2.

Тривалість реверсування розкату визначається швидкістю викиду розкату з валів і напрямком обертання роликів рольгангу. Якщо розкат викидається на ролики, що обертаються стрічно:

, (4.4)

де V_в – швидкість викидання розкату, м/с;

f – коефіцієнт тертя розкату об ролики рольгангу; f = 0,2÷0,3;

g – прискорення земного тяжіння, м/с².

Якщо навпаки:

, (4.5)

де а_р – лінійне прискорення розкату при викиданні з валків, м/с².

У першому проході кутова швидкість повинна бути:

,

де кутова швидкість ω_з захвату в другому проході задається так, щоб , або знаходиться із умови рівності термінів реверсу розкату і відпрацювання натискного механізму,

, (4.6)

де D – діаметр робочих валків. У першому проході швидкістю ω_з захвату задаються. Звичайно в чорновій кліті ω_з = 1,5 с^-1, в чистовій – 2,5с^-1. Звідси:

, (4.7)

де τ_нм знаходиться по (4.1) або (4.2).

Лінійна швидкість викидання розкату з валків:

, м/с.

Тривалість реверсу розкату тепер можна знайти по (4.4) або (4.5), врахувавши, що лінійне прискорення розкату:

.

Максимальна кутова швидкість в проході, коли прокатка йде по трикутній діаграмі [4]:

(4.8)

де L – довжина розкату в даному проході, м.

Якщо викидання відбувається на максимальній швидкості, то:

(4.9)

Початкова стадія побудови швидкісної діаграми наведена на рисунку 4.1

Рисунок 4.1 – Діаграма швидкостей прокатки в чорновій кліті

Тривалість розгону валків без металу:

(4.10)

Тривалість прискорення валків з металом до номінальної швидкості:

. (4.11)

Тривалість прискорення валків з металом від номінальної до максимальної у даному проході швидкості:

. (4.12)

При викиданні металу з валків можливі два варіанти:

а) викидання здійснюється на швидкості менше номінальної. У такому разі шлях валків при уповільнення має 3 ділянки. Тривалість ділянки уповільнення від максимальної швидкості до номінальної:

. (4.13)

Тривалість ділянки уповільнення від номінальної швидкості до швидкості викидання:

. (4.14)

Тривалість ділянки уповільнення від швидкості викидання до зупинки:

. (4.15)

б) викидання здійснюється на швидкості більше номінальної. В цьому випадку шлях валків також має 3 ділянки. Тривалість ділянки уповільнення від максимальної швидкості до швидкості викидання:

, (4.16)

ділянка уповільнення валків без металу до ω_н тривалістю τ_θо:

, (4.17)

і ділянка уповільнення без металу від ω_н до зупинки:

(4.18)

Цей варіант має місце при роботі головних двигунів прокатної кліті у режимі змінної потужності (рис. 6.5). У цьому режимі збільшення швидкості у другій зоні регулювання, коли кутова швидкість повинна бути більшою за номінальну ω_н, відбувається за рахунок зменшення магнітного потоку при зменшенні напруги збудження. Тому для збереження моменту на валу двигуна струм якоря повинен зростати пропорційно швидкості, що веде до значного виділення тепла у обмотці, отже, до перегрівання двигуна. Посилене виділення тепла при ω > ω_н враховується коефіцієнтом k_θ (8.4). Ось чому потрібно поділяти прискорення і валків з металом на дві частини: до ω_н і після ω_н.

Можлива робота головних двигунів і в режимі постійного струму (рис. 6.6). У цьому режимі струм якоря не змінюється, і при переході у другу зону регулювання момент двигуна зменшується по (6.14). Але виділення тепла тепер є значно меншим, і перевищує номінальне значення тільки через перевантаження двигуна. Зрозуміло, що при роботі в режимі постійного струму нема потреби поділяти розгон і уповільнення валків з металом на ділянки до і після ω_н. Тому:

. (4.19)

(4.20)

(4.21)

Машинний час проходу:

(4.22)

Середня швидкість прокатки в даному проході:

. (4.23)

Тривалість паузи між проходами:

(4.24)

Слід мати на увазі, що у першому проході τ_р не враховується, оскільки включається у тривалість підйому валка після попереднього проходу τ_пв. Також τ_о не враховується до, а τ_р після кантувань, оскільки цей час входить у тривалість кантування. Час τ_о не враховується і після останнього проходу, оскільки він входить у тривалість підйому валків τ_пв.

Якщо після проходу робиться кантування, то час паузи між про-

ходами визначається тривалістю цього процесу: τ_к = 4÷6с. У такому разі максимальна швидкість визначається довжиною розкату по (4.9). Оскільки довжина протяжки обмежена умовами кантування, то ця ω_max ніколи не перевищує максимальну швидкість у чорновій кліті.

Інколи при розрахунку швидкісного режиму виникають проблеми. Наприклад, швидкість викидання по (4.6) має знак мінус. Це буває при малому τ_нм і завеликій ω_з. Слід зменшити ω_з.

При дуже малій швидкості V_нм, яка буває на старих станах, не

вдається виконати «потрійну умову», оскільки . У тако-

му випадку час паузи між проходами слід приймати рівним , а для головних двигунів вводити паузу τ_пауз, як показано на рис. 4.2.

Коли один із проходів приходиться робити холостим, як при протяжці по табл. 3.3, тоді слід ω_в робити мінімальною, навіть рівною нулю. Для цього ω_з потрібно підвищувати (рис. 4.3). Максимальна швидкість у другому, холостому проході, визначається по (4.9).

У такий спосіб можна дещо зменшити цикл прокатки, оскільки кантування буде відбуватися ще при гальмуванні головних двигунів, а проходження металу через валки без обтиснення займе мінімальний час. Велика швидкість викидання не є проблемою, тому що поворотний ро-

льганг розташовується на досить значній відстані від валків. До того ж, розкат, у крайньому випадку, можна гальмувати маніпулятором.

Рисунок 4.2 – Діаграма швидкостей при малій V_нм.

Рисунок 4.3 – Діаграма швидкостей при холостому проході

Сумарний машинний час прокатки у чорновій кліті:

, (4.25)

де n – число проходів. Сумарна тривалість пауз у проходах:

, (4.26)

де k - кількість кантувань

Цикл прокатки в чорновій кліті:

, (4.27)

де τ_пв – тривалість підйому валка для прокатки наступного сляба Знаходиться по (4.1) або (4.2) з урахуванням того, що Δh = H – h_пк - h₁.

τ_тр – тривалість транспортування розкату від чорнової до чистової кліті:

, (4.28)

де L_р, L_пк – довжина рольгангу і підкату в чистову кліть, м;

– швидкість рольгангу, м/с.

За звичай τ_пв > τ_тр. Але якщо товщина слябу невелика, а швидкість натискного механізму значна, то може бути і навпаки. У такому разі останнім членом у (4.27) буде τ_тр.

Результати розрахунку заносяться в таблицю і по отриманих даних будується діаграма швидкостей, як це показано на рисунках 4.1, 4.2 або 4.3.

Приклад: Розрахувати швидкісний режим відповідно режиму обтисків по табл. 3.4. при прокатці листа 12×2500×6000мм із слябу 220×1250×2320 мм на ТЛС 2800 по поперечній схемі.

мм,

де V_нм та K_нм та інші параметри ТЛС 2800 - з Додатку В.

Отже після першого проходу:

с;

с;

с ^-1.

, с.

мм/с;

де довжина після першого проходу L₁ - з таблиці 3.4. Прокатка дійсно йде

по трикутній діаграмі, оскільки 4,038 < [ ω_max] = 6,3 c^-1.

,мм²/с;

, с.

Таким чином потрійна умова виконується. Тривалість окремих фаз прокатки:

с.

с.

с.

с.

с. с.

с.

м/с.

,с.

Оскільки після другого проходу йде кантування, то швидкість викидання бажано мати максимальною, але такою, щоб тривалість реверсу розкату не перевищувала тривалості кантування τ_кант, яка з практичних даних не буває менше 4÷5с. Тому максимальна швидкість:

с^-1

с ^-1.

с.

, с.

с.

с.

с.

Оскільки викидання здійснюється на швидкості, яка більше номінальної і дорівнює максимальній, то τ_в2 = 0.

с; с.,

але цей час слід включити у тривалість кантування. Отже:

с.

с.

с.

Третій прохід:

с;

.

с ^-1.

, с.

Після кантування слід брати довільно. Отже:

Дата добавления: 2014-12-27