автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.05, диссертация на тему:Разработка и реализация рациональных скоростных режимов прокатки на блюминге

ДОНЕЦКИЙ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

РГб ол

/ На правах рукописи

СВЕТЛИЧНЫЙ Алексей Васильевич

РАЗРАБОТКА И РЕАЛИЗАЦИЯ РАЦИОНАЛЬНЫХ СКОРОСТНЫХ РЕЖИМОВ ПРОКАТКИ НА БЛЮМИНГЕ

Специальность 05.03.05 -" Процессы и машины обработки

давлением "

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Донецк - 1997

Диссертация является рукописью Работа выполнена в Донецком государственном техническом университете

Научный руководитель - заслуженный деятель науки УССР,

доктор технических наук, профессор

|ВТМ. Клименко|, - кандидат технических наук , доцент

П.Х. Коцегуб

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор

МЛ. Бровман - кандидат технических наук В.И. Литвинов

Ведущая организация - Донецкий научно-исследовательский

институт черной металлургии, Министерства промышленности, г. Донецк.

Защита диссертации состоится 19 июня 1997 года в 12 часов, ауд. 5353, на заседании специализированного совета Д 06.04.03 Донецкого государственного технического университета. Адрес: 340000, г. Донецк, ул. Артема 58.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Донецкого государственного технического университета. Адрес: 340000, г. Донецк, ул. Артема 58,2-й уч. корпус.

Автореферат разослан 16 мая 1997 года.

Ученый секретарь специализированного совета

Д 06.04.06. д.т.н., профессор

С.М. Сафьянц

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Новые условия рыночной экономики, удорожание сырья, материалов и основных фондов в металлургической промышленности выдвигают на первый план задачу рациональной, безаварийной эксплуатации оборудования при высокой

производительности технологического процесса.

Основным критерием для выбора скоростей захвата и прокатки на блюминге является минимизация времени цикла прокатки с учетом ограничений по допустимым нагрузкам на механическое и электрическое оборудование.

Вторым важным критерием при выборе скоростных режимов является обеспечение устойчивости процессов захвата и прокатки. Нарушение устойчивости, выражающееся в пробуксовках металла в валках, соударениях раската с механизмами, приводит к высоким динамическим нагрузкам, увеличению времени цикла, отказам и авариям оборудования.

Эффективным способом для снижения вредного влияния повышенных динамических нагрузок на эксплуатационную надежность оборудования является выбор таких режимов работы, при которых снижается вероятность возникновения неустойчивых процессов. Однако в настоящее время отсутствует обоснованная методика выбора рациональных по условию устойчивости скоростных режимов, а применяемые системы управления главными приводами не обеспечивают их реализацию.

Цель работы. Разработка рациональных скоростных режимов прокатки на блюминге и средств их реализации.

Защищаемые научные положения и результаты. Их новизна.

Положения:

Максимальное допустимое по условию устойчивости значение установившейся скорости прокатки зависит наряду с условиями трения на контактной поверхности и режимом обжатия от коэффициента формы очага зеформации.

Результаты:

1. Способ прокатки слитков на блюминге, заключающийся в изменении максиальной установившейся скорости прокатки в функции коэффициента формы очага деформации и условий прокатки, обеспечивающий малую вероятность пробуксовок и снижение динамических нагрузок на оборудование.

2. Способ прокатки слитков на блюминге, заключающийся в поддержании такого соотношения между скоростями задачи и захвата, при котором запас кинетической энергии, обусловленный разностью скоростей, расходуется на деформацию кромок раската, обеспечивающий улучшение условий захвата при ограничении динамических нагрузок на оборудование.

3. Аналитические зависимости, позволяющие определить допустимые по условиям устойчивости процесса прокатки скорости задачи, захвата и прокатки.

4. Инженерная методика расчета рациональных с точки зрения предотвращения пробуксовок и загрузки главного привода скоростных режимов прокатки на обжимном стане.

5. Алгоритм работы и программное обеспечение диалоговой системы автоматизированного расчета скоростных режимов с учетом технологических и электротехнических параметров, обеспечивающей высокую точность и производительность при выполнении проектных работ.

6. Структура и алгоритм работы микропроцессорной системы автоматического управления скоростными режимами главного привода блюминга, обеспечивающей реализацию рациональных скоростных режимов, независимо от ошибок оператора.

Методы исследования. Теоретическое моделирование кинематических и энергосиловых параметров процесса прокатки на блюминге с применением ЭЦВМ, методы планирования эксперимента и статистической обработки информации при проведении промышленных исследований.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются: принятыми теоретическими

предпосылками, базирующимися на апробированных фундаментальных положениях теории прокатки, теории электропривода и теории автоматического управления, корректным использованием математического аппарата функционального анализа, промышленным внедрением и эффективной эксплуатацией разработанной системы управления скоростными режимами главного привода блюминга.

Научное значение работы.

1. Получены аналитические зависимости, позволяющие определять предельно допустимые скорости главного привода при захвате и прокатке, при которых обеспечивается отсутствие пробуксовок.

2. Получена аналитическая зависимость для определения предельно допустимой скорости задачи раската в валки обжимного стана, при которой обеспечивается улучшение условий захвата без раскрытия зазоров в линии главного привода.

Практическая ценность работы. Разработанная методика расчета рациональных по условиям устойчивости скоростных режимов позволяет определить допустимые скорости задачи, захвата и прокатки на этапе проектирования. Диалоговая система автоматизированного проектирования обеспечивает существенное повышение производительности проектных работ по режимам обжатий и скоростным режимам. Разработанный алгоритм управления скоростными режимами главного привода обеспечивает реализуемость в микропроцессорных системах управления и может быть использован при проектировании и модернизации обжимных станов.

Реализация результатов работы . В результате выполнения работы изготовлена и внедрена на Донецком металлургическом заводе микропроцессорная система управления скоростными режимами главного привода клети 950. Экономический эффект в 1990 году составил 119 тыс. рублей за счет снижения количества отказов и сокращения цикла прокатки. На блюминге 1250 Енакиевского металлургического завода внедрена система автоматизированного управления скоростными режимами главного

привода на базе функциональных модулей производства завода "Преобразователь" (г. Запорожье). Годовой экономический эффект от внедрения системы составил 370.6 тысяч гривен за счет интенсификации режима обжатий и снижения количества обрези. Диалоговая система автоматизированного проектирования скоростных режимов используется на Донецком металлургическом заводе и Макеевском металлургическом комбинате при проектировании режимов обжатий и скоростных режимов. Рекомендации по рациональным скоростным режимам использованы при модернизации системы управления главным приводом блюминга 125С (блюминг 1) комбината Криворожсталь в 1994 году.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на 16-й научно-технической конференции комбината "Криворожсталь" (г. Кривой Рог, апрель 1986 года); на научно-технической конференции "Современный металлургический электропривод

автоматизация и САПР промышленных установок" (г. Харьков, сентябрь 1986 года); на семинарах Научного совета АН УССР 'Электромеханическое преобразование энергии" (г. Донецк, ноябрь 1989 г, март 1990 года.), на научно-технической конференции, посвященной 70-летию Донецкогс политехнического института (г. Донецк, март 1991 года), на объединенной научном семинаре кафедры ОМД ДПИ и отделов прокатного производстве ДонНИИЧермет (г. Донецк, февраль 1991 года, ноябрь 1992 года ), на научном семинаре кафедры ОМД Днепропетровской металлургичес^ академии (г. Днепропетровск, март 1994 года).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 научных работ, I том числе 2 авторских свидетельства и 1 патент.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит и: введения, четырех глав, заключения, библиографического списка из 1 ОС наименований, 4 приложений, содержит 153 машинописные страниць основного текста, 33 рисунка и 12 таблиц.

Личный вклад автора состоит в постановке задачи, проведенш исследований и обработке результатов экспериментов, разработк!

инженерной методики расчета скоростных режимов прокатки на блюминге, создании алгоритмов работы и программного обеспечения систем автоматизированного проектирования и управления скоростными режимами. Публикации описывают результаты исследований, выполненных при непосредственном участии автора.

СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ПОСТАНОВКА ЦЕЛИ И ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

Производительность обжимных прокатных станов определяется режимом обжатий и скоростным режимом прокатки. Вопросу выбора скоростных режимов прокатки на блюминге и анализу динамических нагрузок на оборудование посвящен ряд исследований, среди которых видное место занимают работы Боброва В. В., Бровмана М. Я., Выдрина В. Н., Головина А. Ф., Грудева А. П., Иванченко Ф. К., Клименко В. М., Лехова О. С., Тарновского И. Я., Тягунова В. А., Чекмарева А. П., Чехранова В. Д. Расчет скоростных режимов ведется, как правило, исходя из критериев минимума времени цикла прокатки и минимума потерь в главном приводе с учетом ограничений, налагаемых характеристиками вспомогательных механизмов.

Вместе с тем, при выборе скоростных режимов необходимо учитывать гакже критерий устойчивости процесса прокатки. Под устойчивым, в смысле отсутствия пробуксовок, процессом продольной прокатки понимается такой, при котором производная момента приводного двигателя не меняет свой знак из-за изменения соотношения сил трения и нормального давления в очаге деформации.

Для снижения вредного влияния повышенных динамических нагрузок на эксплуатационную надежность оборудования используются два способа. Первым является совершенствование конструкции механизмов и узлов эборудования, изменение жесткости главной линии. Вторым способом геляется выбор таких режимов работы, при которых снижается вероятность

возникновения неустойчивых процессов и связанных с ними повышенных динамических нагрузок. Второй способ является более действенным, поскольку обеспечивает предупреждение возникновения разрушительных нагрузок.

Управление скоростными режимами главного привода блюминга и транспортных механизмов осуществляется операторами вручную. В связи с этим не исключены субъективные ошибки в выборе скоростей, приводящие к неустойчивым режимам работы оборудования и снижению производительности. Для предотвращения таких ситуаций необходимо иметь специальные автоматические системы управления скоростными режимами, обеспечивающие поддержание скоростей задачи, захвата и прокатки в пределах допустимых значений.

В соответствии с вышеизложенным, целью диссертационной работы является разработка рациональных скоростных режимов прокатки на блюминге и средств их реализации.

Для достижения этой цели в диссертационной работе поставлены следующие задачи:

- анализ факторов, влияющих на допустимые по условиям устойчивости скоростные режимы и разработка способов прокатки, обеспечивающих сохранение устойчивости при различных условиях;

- получение расчетных зависимостей для определения допустимых скоростей задачи, захвата и прокатки;

- разработка инженерной методики расчета рациональных скоростных режимов;

- разработка алгоритма и программного обеспечения диалоговой системы проектирования скоростных режимов на базе персональных компьютеров, обеспечивающей возможность расчета рациональных скоростных режимов главного привода одновременно с выбором режима обжатии и оценкой энергосиловых параметров процесса прокатки;

разработка алгоритма работы и функциональной схемы микропроцессорной системы управления скоростными режимами для реализации рациональных скоростей захвата и прокатки;

экспериментальное подтверждение, на основании опыта промышленной эксплуатации системы управления скоростными режимами, достоверности и реализуемости основных положений и выводов, полученных в работе.

РАЗРАБОТКА РАЦИОНАЛЬНЫХ СКОРОСТНЫХ РЕЖИМОВ ПРОКАТКИ НА БЛЮМИНГЕ

В качестве исходных данных приняты соотношения между углами захвата, контакта и соответствующими коэффициентами трения при захвате и установившемся процессе прокатки, при которых обеспечивается устойчивый процесс.

* /а. (О

1%ау < /у , (2)

где а3-угол захвата с учетом смятия кромок; /3- коэффициент трения при захвате; а у угол приложения равнодействующей силы; /у -

коэффициент трения при установившемся процессе прокатки.

Коэффициенты трения при захвате и установившемся процессе прокатки являются функциями нескольких параметров

/3 = Кп-Км-Кс-(А-В-Т), (3)

/у=Кп-Ки-Кс-(С-В'Т), (4)

где А, В, С, В - эмпирические численные коэффициенты, Кп, Кс, Ки -коэффициенты, учитывающие соответственно состояние поверхности и материал валков, скорость прокатки и химический состав прокатываемой стали; Г-температура металла, °С.

Для определения предельно допустимых значений скоростей захвата и прокатки предлагается принимая знак равенства в соотношениях (1), (2) с учетом (3), (4) решить их относительно скоростного коэффициента Кс.

JS __Чаз__/с\

а Кп-Ки-(А-В-Т)

к tgay (6\

У ~ Кп ■ Км -(C-D- Т) W

Обратный переход к абсолютному значению предельно допустимых скоростей захвата и прокатки может быть осуществлен с помощью полинома

„ _K2cdo-10.Kadof&25

16'Кс.доп

где Vdon - допустимая скорость, м/с.

Значение угла приложения равнодействующей силы в установившемся процессе прокатки, исходя из геометрии очага деформации, может быть найдено как

ay = aK-\f/, (8)

где ак - угол контакта при установившемся процессе прокатки, у/ -коэффициент плеча момента.

В свою очередь, значение коэффициента плеча у зависит от значения коэффициента формы очага деформации

Кф = 1д/Ьср , (9)

где hep - средняя высота раската в очаге деформации, /д - длина очага деформации.

На основании обобщения имеющихся данных о взаимосвязи коэффициента плеча момента с коэффициентом формы очага деформации и проведенных исследований, получена формула, учитывающая степей! заполнения калибра металлом при прокатке в ящичных калибрах.

Ii

у/ = 0,75 - 0,035 ■ К3K- (06417+06315- Кзк)- Кф +

+ (06167+06219-К7к)-Кф ' (Ю)

где Кзк - коэффициент заполнения калибра; {Кзк = 0 при прокатке на гладкой бочке и в калибрах без контакта с боковыми стенками; Кзк=1 при полном заполнении калибра).

Так как угол приложения равнодействующей силы непосредственно входит в соотношение (2), на основании которого рассчитывается максимальная допустимая скорость прокатки, то можно сделать следующий вывод: коэффициент формы очага деформации раската влияет на допустимое значение максимальной скорости прокатки и должен учитываться при выборе скоростных режимов.

Таким образом, допустимая максимальная установившаяся скорость прокатки на блюминге зависит от условий прокатки (материал и состояние поверхности валков, марка и температура прокатываемой стали), значения коэффициента формы очага деформации и степени защемления металла при прокатке в калибрах.

Проведенные исследования показали целесообразность вариации максимальной установившейся скорости прокатки по пропускам по мере изменения геометрии раската для обеспечения высокой производительности при сохранении устойчивости процесса.

При выборе скоростей задачи и захвата, обеспечивающих устойчивый захват при ограниченных динамических нагрузках на оборудование, за основу были взяты следующие положения:

1. Скорость захвата должна быть выбрана такой, чтобы обеспечивать устойчивый без пробуксовок захват даже при минимальных скоростях задачи.

2. Скорость задачи должна быть выбрана такой, чтобы при захвате металла не происходило ускорение валков, вызывающее раскрытие зазоров в линии привода, с последующим ударным их замыканием.

Как показали экспериментальные исследования, проведенные на клети 350 обжимного стана 950/900 Донецкого металлургического завода

определение скорости захвата исходя из соотношения (1), обеспечивает выполнение первого требования.

Для выполнения второго требования вся кинетическая энергия А Е, обусловленная превышением скорости задачи над скоростью захвата должна быть израсходована в процессе смятия кромок и заполнения очага деформации:

АЕ = Ан+Ат, (И)

где Ан - работа сил нормального давления; Ат- работа сил трения.

Формула, выражающая взаимосвязь скорости полосы с энергосиловыми параметрами, имеет вид

(12)

где Рср • среднее давление металла на валки, кПа\ b - ширина полосы, м; / - путь, пройденный передним краем раската от точки соприкосновения с валками, м; аз - угол захвата, рад; fi - коэффициент трения; Vo - скорость полосы в момент соприкосновения с валками, м/с; V - текущая скорость полосы, м/с; М - масса раската, т.

Для выполнения поставленного ранее требования достаточно, чтобы к моменту заполнения очага деформации скорость переднего конца раската была равна окружной скорости валков. Поэтому подставляя в формулу (12) вместо текущего значения скорости полосы V - скорость захвата Уз, а вместо пути / - длину цуги деформации /д , можно определить требуемую скорость задачи, которая составит

Найденные из условий (I), %

А ^

(2) значения скоростей захвата и прокатки определяют верхнюю, допустимую по условию устойчивости границу скоростных режимов. Для определения рациональных, с точки зрения устой-

чивости процесса прокатки, значений скоростей прокатки

О 70 80 90 100 %

Рисунок 1 - Диаграмма распределения количества нарушений устойчивости в функции скорости прокатки

проведены экспериментальные исследования на клети 950 Донецкого металлургического

завода. Диаграмма распределения количества нарушений устойчивости в функции скорости прокатки представлена на рис. I. За базовые значения приняты соответственно максимальная допустимая скорость, найденная из соотношения (2), применяемые скорости прокатки и число прокатанных за опыт слитков. Установлено, что рациональные с точки зрения устойчивости значения скорости прокатки составляют 70-80% предельных, найденных из соотношения (2).

На основании полученных результатов предложены способы прокатки заготовок на блюминге с вариацией скоростей задачи и захвата в функции геометрии раската и условий прокатки /7,8,9/.

Проведенные исследования показали, что рациональные по условию устойчивости значения скоростей задачи, захвата и прокатки зависят от условий прокатки и применяемого режима обжатий. Эти значения скоростей не являются сами по себе оптимальными с точки зрения обеспечения максимальной производительности или энергозатрат. Они определяют

ОПТИМИЗАЦИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПРОКАТКИ НА БЛЮМИНГЕ С УЧЕТОМ КРИТЕРИЯ УСТОЙЧИВОСТИ

только верхнюю границу, за пределы которой нельзя выходить при выборе скоростных режимов исходя из общепринятых критериев оптимизации.

Таким образом, определение рациональных скоростных режимов является составной частью расчета калибровки и должно производиться одновременно с определением геометрических и энергосиловых параметров процесса прокатки. Для решения этой задачи были разработаны алгоритм и программное обеспечение диалоговой системы автоматизированного расчета скоростных режимов.

Исходной информацией для расчета являются геометрические размеры калибров и условия прокатки. Режим обжатий, кантовок и передачи металла по калибрам задается пользователем. На основании этой информации производится расчет кинематических и энергосиловых параме!ров.

Оценка адекватности расчетных значений параметров процесса прокатки фактическим проводилась путем сравнения расчетных и экспериментальных значений времени пропусков, моментов и токов якоря двигателя главного привода.

На клети 950 Донецкого металлургического завода производилось осциллотрафирование скорости и момента на валу двигателя главного привода при прокатке слитка массой 5.6 тонны на сечение 180 х 210 мм за 15 пропусков. На блюминге 1150 Макеевского металлургического комбината было проведено осциллографирование тока главного привода, скорости и управляющих сигналов при прокатке слитка массой 8 тонн на сечение 320x255 мм за 11 пропусков при двухслитковой прокатке.

Обработка информации проводилась с применением теории математической статистики. Проведенный анализ показал, что расчетные значения токов и моментов главного привода находятся в пределах 95% доверительного интервала изменения экспериментальных значений, а расчетные значения времени пропуска с точностью до 90% соответствуют нижнему, предельно достижимому при данных скоростях, уровню.

С помощью системы автоматизированного расчета были определены рациональные по условию устойчивости скоростные режимы и выполнен

сравнительный анализ производительности, энергозатрат и загрузки оборудования для блюмингов 1300,1250 комбината "Криворожсталь", 1150 МакМК и клети 950 ДМЗ. На рисунке 2, а представлена диаграмма расчетных и фактически используемых скоростей прокатки для наиболее распространенного режима прокатки слитка низкоуглеродистой стали массой 5.6 тонны на сечение 180x210 мм за 15 пропусков на клети 950 ДМЗ. Как следует из диаграммы, в 1, 2 и 9 пропусках фактически используемые значения скорости прокатки на 10-15 % выше рациональных по условию устойчивости, но не выходят за пределы максимально допустимых. В этих пропусках и отмечалось до 90% пробуксовок при установившемся процессе прокатки. Таким образом, для уменьшения количества пробуксовок значения скорости прокатки в этих пропусках должны быть снижены. Диаграмма изменения эксплуатационных показателей в функции среднего обжатия представлена на рисунке 2, б. Диаграмма построена в относительных единицах; за базовые значения взяты время цикла, удельные энергозатраты, эквивалентный ток и максимальный момент в шпинделе при прокатке за 15 пропусков со средним обжатием 73 мм за пропуск. Значения среднего обжатия варьируются от 100 мм при 11 пропусках до 58 мм при 19 пропусках. Анализ полученных результатов позволяет сделать следующие выводы:

Увеличение обжатий при сокращении числа пропусков позволяет сократить время цикла прокатки (61.1 С,69.7 С,71.4 С) и несколько снизить удельные затраты электроэнергии (7,1 кВт*ч, 7,7 кВт*ч, 7,8 кВт*ч), соответственно при 11,13 и 15 пропусках. Значение эквивалентного тока двигателя при прокатке за 11 пропусков составляет 5,46 кА, что соответствует 0,7 номинального тока, и свидетельствует с значительном запасе по мощности главного привода.

нмфгщуоа

а)

И *

б)

Рисунок 2 - Скорости прокатки (а) и эксплуатационные показатели ( для клети 950 ДМЗ .

Основным фактором, ограничивающим возможность применения повышенных обжатий является максимальный момент в шпинделе. Его значение за счет изменения геометрии очага деформации и отклонения равнодействующей силы к плоскости входа возрастает быстрее, чем значение силы прокатки и достигает соответственно 700,860 и 995 кН*м при 15,13 и 11 пропусках. При наличии пробуксовок, когда значения ¡динамического момента в 1,5-2,0 раза превышают значения установившегося, даже для случаев прокатки за 13 и 15 пропусков возможны недопустимые механические перетрузки в главной линии. Поэтому необходимо принятие мер по предотвращению пробуксовок. Снижение величины обжатий приводит к потере на 10-12% производительности и некоторому (на 8-12%) росту удельных затрат электроэнергии и таким образом является нецелесообразным.

Проведенный для условий различных блюмингов анализ позволяет сделать следующие выводы:

1. Используемые скоростные режимы с трех-, четырехступенчатой вариацией скорости главного привода являются недостаточно гибкими и не исключают возможности пробуксовок в первых пропусках на бочке и в 1 калибре.

2. В последних пропусках на бочке и в первом калибре имеется возможность повышения скорости прокатки для увеличения производительности.

3. Резервы по интенсификации режимов обжатий за счет сокращения количества пропусков для всех блюмингов практически исчерпаны по характеристикам электрического и механического оборудования.

4. Некоторое (на 2.5-5%) повышение производительности и снижение количества пробуксовок может быть достигнуто за счет применения варьируемой по пропускам максимальной скорости прокатки. Ее значение не должно превышать рациональной по условию устойчивости, а экончательный уровень определяется с учетом быстродействия зспомогательных механизмов и энергопотребления.

РАЗРАБОТКА И ВНЕДРЕНИЕ МИКРОПРОЦЕССОРНОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ СКОРОСТНЫМИ РЕЖИМАМИ

Функциональная схема системы управления скоростными режимами главного привода блюминга представлена на рис. 3. В канале задания на скорость вращения установлен блок ограничения, выходное напряжение которого не может превышать уставки задания на предельную скорость иогр, формируемой в автоматическом режиме с помощью микропроцессорного контроллера. Разделение режимов захват/прокатка осуществляется с помощью датчика наличия тока прокатки. Входные данные для работы контроллера поступают от датчика раствора валков, путевых выключателей линеек манипулятора и блока задания, размещенного на посту оператора.

Для реализации микропроцессорной системы управления скоростными режимами главного привода на кафедре 'Электропривод и автоматизация промышленных установок" ДонГТУ при участии автора был разработан контроллер на базе однокристальной микроЭВМ типа К1816 ВЕ35.

Микропроцессорный контроллер управления скоростными режимами реализует следующие основные функции:

- ввод исходной информации о применяемом режиме обжатий, номере калибра в котором ведется прокатка, и растворе валков;

- определение номера пропуска на основании исходной информации;

- выбор уровня ограничения и вывод управляющего напряжения.

Разработанная микропроцессорная система управления скоростными

режимами главного привода внедрена на клети 950 ДМЗ.

В результате внедрения автоматизированной системы управления скоростными режимами на 2.2 секунды сокращен цикл прокатки слитков массой 5,6 тонны на сечение 180 х 210 мм за 15 пропусков, практически сведено к нулю количество пробуксовок. За счет снижения динамических на1рузок на оборудование, число поломок лопаток шпинделя за год эксплуатации уменьшено до 2 по сравнению с 18 поломками в базовом году. Шестилетний опыт эксплуатации подтвердил высокую эффективность

Рисунок 3 - Функциональная схема системы управления скоростными режимами главного привода блюминга.

применения автоматизированной системы управления скоростным! режимами. Для реализации оптимального соотношения скоростей задачи I захвата разработана и испытана в промышленных условиях систем! синхронизации скоростей главного привода и транспортных механизмов.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. В диссертационной работе предложен способ повышена эксплуатационной надежности оборудования главных линий блюмингов з! счет выбора таких скоростных режимов, при которых снижаете: вероятность возникновения пробуксовок и появления повышенны: динамических нагрузок. Для реализации этого способа предложен« учитывать критерий устойчивости (с точки зрения отсутствия пробуксовок при выборе скоростных режимов и использовать специальны! автоматические системы управления скоростью главного привода.

2. На основании проведенных исследований установлено, что н; допустимую максимальную скорость прокатки наряду с углом контакта I условиями трения на контактной поверхности оказывает влняни! коэффициент формы очага деформации.

3. Получены зависимости для определения рациональных скоростей задачи, захвата и прокатки. Установлено, что рациональная скоросп прокатки составляет 0.7 -0.8 предельной, а превышение скорости задачи на; скоростью захвата должно находиться в пределах 0.3-0.7 м/с в зависимости О" условий прокатки.

4. На основании теоретических исследований разработана и переданг для использования на Донецкий металлургический завод и Макеевский металлургический комбинат система автоматизированного расчете скоростных режимов, обеспечивающая расчет кинематических энергоенловых параметров с учетом критерия устойчивости процесса прокатки.

5. Проведенные расчеты эксплуатационных показателей прокатки на блюмингах 1250, 1300 Криворожсгаль, 1150 МакМК и клети 950 ДМЗ

доказали, что резервы интенсификации процессов прокатки по характеристикам оборудования пивных линий практически исчерпаны. Повышение производительности (на 2.5-5 %) и снижение числа поломок за ;чет уменьшения количества пробуксовок может быть достигнуто при «пользовании систем автоматического управления скоростными режимами ■лавного привода.

6. В результате промышленного внедрения разработанной системы штоматического управления скоростными режимами главного привода :лети 950 Донецкого металлургического завода в 14 раз снижено количество тробуксовок, на 2.2 секунды сокращено время цикла прокатки слитка лассой 5.6 тонны на сечение 180x210 мм. Экономический эффект за счет снижения простоев по авариям и повышения пропускной способности стана ¡оставил в 1990 году 119 тысяч рублей. Использование рекомендаций по >ыбору максимальной скорости прокатки при модернизации системы отравления скоростными режимами блюминга 1250 Криворожсталь, дозволило снизить количество пробуксовок в 8 раз.

7. В результате промышленного внедрения разработанной системы штоматического управления скоростными режимами главного привода «поминга 1250 Енакиевского металлургического завода получен годовой кономический эффект 570,6 тысяч гривен за счет интенсификации режима »бжатий и уменьшения количества обрези.

Основные положения диссертации опубликованы в работах: 1. Клименко В. М. , Светличный А. В. Определение допустимой по хловию устойчивости скорости прокатки на блюминге II Известия ВУЗов. 1ерная металлургия. - 1992. №2.- С. 25-27.

2. Клименко В. М., Светличный А. В. Определение рациональных с очки зрения динамических нагрузок скоростей задачи и захвата при [рокатке на блюминге. II Известия ВУЗов. Черная металлургия. 1993, №8.

3. Кузьмин А. В., Светличный А. В. Скоростные режимы работы главных лектроприводов слябинга при одновременной прокатке металла в

горизонтальных и вертикальных валках. // Известия ВУЗ01 Электромеханика. - 1996. №5-6.- С. 54-58.

4. Снижение динамических нагрузок в линии привода обжимных станоь /Черная металлургия. Бюллетень научно-технической информации. 199: гзып.8(1120) стр.25,26./ Алехин В. Г., Светличный А. В., Кукуй Д. П Христиченко А. Н., Следнев С. В.

5. Рациональные по условию устойчивости скорости захвата и прокатю на блюминге и технические средства для их реализации /Клименко В. М, Коцегуб П. X., Светличный А. В. / / Технические средства и системt управления технологическими процессами. Сб. научн. тр. : Киев: Ин-автоматики, 1991. - С. 87-93.

6. Коцегуб П. X., Губарь Ю. В., Толочко О. И., Иванченко Ю. В. Светличный А. В. Микропроцессорная система управления приводои нажимного устройства обжимного прокатного стана. В кн. "Современны! металлургический электропривод, автоматизация и САПР промышленны: установок". Харьков, 1986. - С. 123-124.

7. A.c. 1665595 (СССР). Способ прокатки на дуо-реверсивных станах Д. П. Кукуй, А. В. Светличный, В. П. Терещенко, и др. Опубл. в Б. И., 1991 №27.

8. A.c. 1653869 (СССР). Способ прокатки слитков/ В. П. Следнев, Д. П Кукуй, A.B. Светличный и др.- Опубл. в Б. И. ,1991. № 21.

9. Патент Украши на винахщ №15350А "Cnoci6 керування швидосним режимом прокатки на обгисному сташ"/ О. В. Светличний , Д.П. Кукуй, П. X. Коцегуб та щ. МПК3 В 21 В 37/00.

ABSTRACT

Svetlichny A.V. " Development and realization of rational speed regimes for rolling mill ".

The dissertation on receiving the scientific degree of the candidate of technical sciences on a speciality 05.03.05." Processes and machines of treatment by pressure Manuscript.

Donetsk State Technical University. Donetsk, 1997.

Is defended 6 scientific works, 2 copyright certificates and 1 patent.

In the dissertation are given theoretical statement of solution the task of choosing the speed regimes of rolling at bluming, ensuring the greatest possible productivity of the equipment at steady character of processes the capture and rolling the metal.

Engineering method of astimation the rational speed regimes of rolling at bluming are developed, the correctness of which is confirmed by experimental researches in conditions of bluming 1250 of Enakievo's metallurgical factory, 1150 Makeevska's metallurgical combine and stand 950 of Donetsk metallurgical factory.

Industrial application of a control system of speed regimes of the main drive of bluming 1250 Enakievo's matallurgical factory and stand 950 Donetsk metallurgical factory is carried out.

Key words: bluming, process of rolling, stability, productivity, speed regimes, method of choice, automatisation, control system.

АН 0ТАЦ1Я Свггаичний О.В. "Розробка та реал1защя рацюнальних

швщцасних режикнв прокатки на блюмшгу'

Дисертащя на здобутга наукового ступеню кандидата техшчних наук

за спефальшстю 05.03.05. - " Процеси та машини обробки тиском". Рукопис.

Донецький державний техшчний ушверситет. Донецьк, 1997.

Захищасться 6 наукових праць, 2 авторських свщоцтва та 1 патент.

У дисертаци дано теоретичну постанову та ршення проблеми вибор; швидаасних режим1в прокатки на обтискному сташ, як| забезпечуют найбшьш можливу процуктившсть обладнання при сталому процеЫ захват та прокатки метану.

Розроблена ¡нженерна методика розрахунку рацюнальних швидоасни: режимíb прокатки на обтискному сташ, BipnicTb яко! шдтверджен; експерименгальними дослщженнями в умовах бтомшга 1250 Снаюевськол металурпйного завода, блюмшга 1150 Макивського металургшноп комбшата та клт 950 Донецького металурпйного завода.

Здшснено промислове впровадження систем керування швидосним! режимами головного приводу блюмшга 1250 GM3 i клт 950 Донецьког« металурпйного заводав.

Ключов! слова : обтискний стан, процесс прокатки, cranicrb,

продуктивннпъ, швидк1си1 режими, методика вибору, автоматизащя, система керування.