Расчет скоростного режима прокатки

3. Расчет скоростного режима прокатки

 

     Методика расчета скоростного режима прокатки существенно различаются для реверсивных, линейных, последовательных и непрерывных станов.

     При выборе скоростного режима прокатки на реверсивных станах стремятся обеспечить минимальный ритм прокатки, что обеспечит максимальную производительность.

     Характер изменения скорости прокатки или частоты вращения валков определяется технической характеристикой привода и длиной прокатываемой полосы и может быть треугольным или трапецеидальным. В общем случае, при достаточной длине полосы, характер изменения скорости (частоты вращения валков) имеет трапецеидальную форму и включает следующие временные периоды:

1. Повышение частоты вращения валков от нуля или скорости холостого хода до скорости захвата , при которой полосу задают в валки и начинают ее деформацию. Этот период называют разгоном главного привода без полосы и обозначают t_po. Этот временной интервал не входит в машинное время прокатки и является частью паузы.
2. После захвата частоту вращения валков увеличивают до максимального значения . Этот период называют разгоном главного привода с металлом и обозначают t_p.
3. Достигнув максимального значения скорости, прокатку ведут при частоте вращения валков равной . Этот период называют прокаткой на установившейся скорости и обозначают .
4. Следующий период характеризуется торможением (замедлением) скорости прокатки и частоты вращения валков до уровня , при котором происходит выброс металла из валков клети. Это период называют прокаткой с торможением (замедлением) и обозначают .
5. Последний период соответствует дальнейшему снижению частоты вращения валков от скорости выброса до их полной остановки или скорости холостого хода . Этот период называют торможением (замедлением) стана без металла в валках и обозначают . Этот временной интервал не входит в машинное время прокатки и является частью паузы.

     Паузы между проходами зависят от соотношения времени реверсирования электродвигателя стана , времени срабатывания нажимного устройства , времени на реверсирование раската рольгангами, кантовку раската и перемещение (установку) раската в поперечном направлении при помощи манипулятора .

     Частными случаями являются треугольные схемы изменения частоты вращения валков. В данных схемах отсутствует период прокатки на установившиеся скорости.

     При незначительной длине раската, что характерно для первых проходов, может возникать схема скоростного режима № I, состоящая из трех характерных участков:

1. Разгон главного привода без полосы - повышение частоты вращения валков от нуля или скорости холостого хода до скорости захвата , при которой полосу задают в валки и начинают ее деформацию.
2. Разгон главного привода с металлом - повышение частоты вращения валков от скорости захвата до максимального значения , которое ниже установившейся скорости . В течении рассматриваемого временного интервала прокатывается вся полоса.
3. Торможение (замедление) стана без металла в валках - снижение частоты вращения валков от максимальной скорости до их полной остановки или скорости холостого хода .

     При увеличении длины раската в последующих проходах может возникать схема скоростного режима № II, состоящая из четырех характерных участков:

1. Разгон главного привода без полосы - повышение частоты вращения валков от нуля или скорости холостого хода до скорости захвата , при которой полосу задают в валки и начинают ее деформацию.
2. Разгон главного привода с металлом - повышение частоты вращения валков от скорости захвата до максимального значения равного установившейся скорости .
3. Прокатка с торможением ( замедлением) скорости прокатки и частоты вращения валков от максимального значения, равного установившейся скорости , до уровня , при котором происходит выброс металла из валков клети. Скорость выброса металла выше, чем в трапецеидальной схеме скоростного режима .
4. Торможение (замедление) стана без металла в валках - снижение частоты вращения валков от скорости выброса до их полной остановки или скорости холостого хода .

     Вначале определяют  номер схемы скоростного режима  на основе сравнения общей  длины полосы и частей длины  полосы, которые прокатываются в  периоды разгона и торможения по схеме № III. Длины частей полосы, которые можно прокатать за периоды разгона и торможения главного привода с металлом по схеме скоростного режима № III:

     , мм;

     , мм;

     где , - угловые ускорения главного привода прокатной клети соответственно при разгоне и торможении, об/мин/c.

     Величины угловых  ускорений главного привода зависят  от типа и режима работы  стана. Ускорения стремятся принять  наиболее высокими, так как это  приводит к повышению производительности  прокатного стана.

     Для толстолистовых  и обжимных прокатных станов  значения угловых ускорений составляют:

     при разгоне (об/мин)/c;

     при торможении  (об/мин)/c.

     В работах  В. А. Тягунова показано, что  с точки зрения минимального  нагрева электродвигателя (минимального  среднеквадратичного момента) ускорения  при разгоне и торможении должны  быть одинаковы. 

     При предварительных расчетах частота вращения валков, при которой происходит выброс полосы , обычно принимается равной частоте вращения валков, при которой происходит захват полосы , и составляет 30…70 % частоты вращения валка при установившемся процессе прокатки . В свою очередь, частоту вращения валков в установившемся режиме находят, исходя из основной скорости электродвигателя привода валков и передаточного числа привода.

     (об/мин)/c;

     (об/мин)/c;

     об/мин;

     об/мин;

     об/мин;

    

    

     Длина полосы  после каждого прохода (клети):

    

     Реальный коэффициент  вытяжки полосы при прокатке  для каждого прохода (клети):

     .

     Тогда:

    

    

     Схема № I скоростного режима возникает, если длина полосы после похода меньше длины полосы, которую можно прокатать за время разгона главного привода с металлом по схеме № III:

 

     Схема № II скоростного режима возникает, если длина полосы после прохода больше длины части полосы, которую можно прокатать за время разгона главного привода с металлом по схеме № III, но меньше суммы длин частей полосы, которые можно покатать за время разгона и торможения главного привода с металлом:

 

     Схема № III скоростного режима возникает, если длина полосы после похода больше суммы длин частей полосы, которые можно прокатать за время разгона и торможения главного привода с металлом:

 

     В приведенных соотношениях необходимо также учитывать возможность одновременной прокатки двух или трех слитков. В этом случае, для получения полной длины полосы, длину одного раската необходимо умножить на число одновременно прокатываемых заготовок.

     В нашем  случае 

 

2465,41166,5+833,2

2465,41999,7

     Следовательно, схема № III.

     Далее рассчитывают длительность характерных участков скоростного режима прокатки. Длительность разгона главного привода без полосы является постоянной для всех проходов и вычисляется из соотношения:

    

     .

     Длительность  разгона главного привода с  металлом для схемы № III будет постоянной для всех проходов и рассчитывается по формуле:

    

    

     Прокатка на  установившейся скорости характерна  только для скоростного режима  № III, длительность данного временного интервала вычисляют по формуле:

    

    

     Для скоростного  режима № III длительность прокатки с торможением (замедлением), в течении которого происходит снижение частоты вращения валков от установившегося значения до уровня , будет оставаться постоянной для всех проходов и составит:

    

    

     Также для  скоростного режима № III будет оставаться постоянной и длительность торможения (замедления) стана без металла в валках, в течение которой частота вращения валков снизится от скорости выброса до их полной остановки или скорости холостого хода

    

    

     Длительность  паузы, необходимой для отвода  от клети готового проката  и подачи следующей заготовки  зависит от способа нагрева и подачи заготовок, планировки стана, протяженности и скорости подающих и отводящих рольгангов. В тех случаях, когда вспомогательное оборудование не является «узким местом», т.е. не сдерживает производительность рабочей клети, длительность данной паузы составляет 3,5…4,5 секунды (для обжимных станов). Тогда:

    

 

 

 

 

 

4. Расчет температурного режима прокатки

 

     При расчете изменений температуры металла при прокатке необходимо учитывать следующие факторы:

1. Падение температуры вследствие контакта полосы с валками в каждом пропуске (проходе);
2. Падение температуры на рабочих и раскатных рольгангах, обусловленное конвекцией и излучением, в периоды пауз между прокаткой;
3. Прирост температуры полосы вследствие пластической деформации. Температуру, которую имеет раскат вначале i+1 - го пропуска (прохода), рассчитывают из уравнения баланса потерь тепла и прироста температуры от деформационного разогрева с учетом температуры в предыдущем проходе: