Способ прокатки полосы на дрессировочном стане

 

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при холодной прокатке полос на непрерывных листовых станах, преимущественно прокатно-дрессировочных. Цель изобретения - стабилизация процесса прокатки и улучшение качества полосы путем снижения влияния эксцентриситета рулонов разматывателя и моталки. Предлагаемый способ предусматривает определение двух диапазонов скоростей прокатки. В этих диапазонах имеют место резонансные режимы в приводах разматывателя и моталки. Определив эти диапазоны, выбирают скорость прокатки вне этих диапазонов. Таким образом, при предлагаемом способе предусматривается исключение из всех возможных скоростей прокатки узкого диапазона скоростей, при котором в стане появляются колебательные процессы. Этим достигается стабилизация процесса прокатки и улучшение качества полосы из-за отсутствия крутильных колебаний и колебаний натяжения в полосе. 3 ил.

СООЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) 01) (51)5 В 21 В 1/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ(СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И (ЛНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4474921/23-02 (22) 18.08.88 (46) 23.05.90. Бюл. М- 19 (71) Институт черной металлургии и

Карагандинский металлургический комбинат (72) В.В.Веренев, О.Н ° Кукушкин, В.И.Куликов, А.А.Ниденс, О.В.Иванцов, Г.В.Левыкин и Е.Г.Зиновьев (53) 621.771.63 (088.8) (56) Бычков В.П. Электропривод и asтоматизация металлургического про/ иэводства. — M.: Высшая школа, 1977, с. 391.

Филатов А.С. Электропривод .и asтоматиэация реверсивных станов холодной прокатки. — M.: Металлургия, 1973, с. 376. (54) СПОСОБ ПРОКАТКИ ПОЛОСЫ НА ДРЕССИРОВОЧНОМ СТАНЕ (57) Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при холодной прокатке полос на

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при холодной прокатке полос на непрерывных листовых станах, преимущественно прокатно-дрессировочных.

Цель изобретения — стабилизация процесса прокатки и улучшение качества полосы путем снижения влияния . эксцентриситета рулонов раэматывателя и моталки.

На фиг.1 приведены графики изменения собственных частот приводных линий от диаметра рулонов разматынепрерывных листовых станах, преимущественно прокатно-дрессировочных.

Цель изобретения — стабилизация про цесса прокатки и улучшение качества полосы путем снижения влияния эксцентриситета рулонов разматывателя и моталки. Предлагаемый способ предусматривает определение двух диапазонов скоростей прокатки. В этих диапазонах имеют место резонансные режимы в приводах разматывателя и моталки.

Определив эти диапазоны, выбирают скорость прокатки вне этих диапазонов. Таким образом, при предлагаемом способе предусматривается исключение из всех возможных скоростей прокатки узкого диапазона скоростей, при котором в стане появляются колебательные процессы. Этим достигается стабилизация процесса прокатки и улучшение качества полосы из-за отсутствия крутильных колебаний и колебаний натяжения в полосе. 3 ил. вателя и моталки (кривая 1 для ширины полосы В = 1250 ММ, кривая 2 для В = 750 мм), изменения частоты вращения рулона разматывателя и моталки от их диаметра при разной скорости прокатки (кривые 3-5) и изменения.диаметра рулона моталки (кривая 6) от времени при фактической скорости прокатки 30 м/с, на фиг.2 графические зависимости для граничных скоростей к рассматриваемому примеру применений способа (прн D рулона < 1200 мм), на фиг.3 — то же, но к D рулона ) 1200 мм.

1565552

См 0>5. „,Dì

CP = 05 рр Dp Н/h, вычисляют граничные значения скорос20 тей ч, v,,v, ч по выражениям м

v„— à С»3 и чм и См

25 ( ч а Ср, и ч =bCP, скорость прокатки в последней клети устанавливают с учетом зависимостей

30 и

V c.Vc V где 6 — соответственно собст . и венная частота линии привода разматывателя и моталки с учетом текущей величины диаметра их рулонов и ширины полосы

D1, D — текущие значения диаР ° м метров рулонов разматывателя и моталки;

Н, h — толщина полосы на входе и выходе из стана, а, Ь вЂ” постоянные коэффициенты, характеризующие сте-, пень удаления от резонанса, а = 0,75-0,90, Ъ=1, 10-1, 25;

С С вЂ” коэффициенты влияния для 50

М разматывателя и моталки, т (I чм чм чр „ вЂ” граничные значения скоP рости прокатки в последней клети, за предела55 ми которой существенно снижаются колебания в

40 стане и полосе.

Способ включает задание в клети стана полосы с разматывателя, обжа тие полосы в одной или двух клетях, заправку полосой барабана моталки, разгон стана до постоянной скорости, измерение диаметров рулона, определение частоты вращения разматывателя и моталки.

В процессе прокатки дополнительно вычисляют собственные частоты приводных линий разматывателя и моталки с учетом диаметра их рулонов и ширины полосы. Вычисляют коэффициенты влияния См и С, исходя из соотноше- .15 ний

Зависимости применительно к 2 †клетевому дрессировочному стану получают следующим образом.

Условием появления резонансного режима является совпадение частоты вращения рулона разматывателя Q (моталки Qö) с частотой собственных . колебаний линии привода разматывателя Pр (моталки Pj„ ):

Яр= Pp (м Рм между скоростью прокатки v во второй клети, по которой ведут регулирование скоростного режима, и скоростью полосы v на входе в первую клеть имеется соотношение

v = v н/Ь где Н и h — толщина полосы на входе в стан и выходе из стана °

Частота вращения разматывателя и моталки Ям зависит от диаметра их рулонов D р и Пм и скорости прокатки v:Ур = 2 v /D p = 2v/Dp Н/h;

4 м= 2 ч/Эм

Параметры раэматывателя и моталки (мощность двигателей, диаметры валов и др.) зависят от технологических параметров процесса прокатки: обжатия, скорости и усилия прокатки, натяжения, переменного диаметра рулона на барабане разматывателя и моталки, поэтому частота собственных колебаний линии привода разматывателя и моталки является величиной переменной, зависящей от жесткости валопровода, расположенного между двигателем и барабаном (рулоном) разматывателя (моталки), и изменяющегося диаметра рулона и ширины прокатываемой полосы.

В начале прокатки, когда масса всей полосы сосредоточена в рулоне на барабане разматывателя, а на барабане моталки находится .лишь несколько витков, собственные частоты приводных линий разматывателя Р и моталки Я (м принимают крайние значения, при м

В процессе прокатки диаметр рулона на барабане раэматывателя уменьшается, а на барабане моталки увеличивается, соответственно этому изменяются собственные частоты их при5 веденных линий. В конце прокатки практически вся масса полосы находится на барабане моталки, и собственные частоты приводных линий разма-. ! 5 тывателя и моталки принимают другие крайние значения: = Jjj " "", (3„ . МНН р Ф

В общем случае функции Pp (D ) и „(П,„) нелинейные. Момент инерции 10 рулойа, зависящий от ширины полосы и текущей величины его диаметра, вычисляется по известным зависимос15655

И ч à v тт!

vcv

v cИ

I где v> и

C м

v„„ а ° Ср, Ь Ср,.

40 а С„;

С„.

Требуемую скорость прокатки устанавливают с учетом полученного диапазона скоростей.

При выборе величины коэффициентов а и Ь наряду с известными рекомендациями учитываются результаты экспериментальных исследований на действующих станах, а также особенности технологического процесса. При а

= 0,75 и Ь = 1,25 колебания момента сил упругости в приводе разматывателя и моталки практически не возникают. Дальнейшее уменьшение g и увеличение Ь приводит к дополнительным

55 тям.

В тех случаях, когда приводные 15 линии разматывателя и моталки имеют одинаковое конструктивное исполне— ние, зависимости Р,(D ) и P„ (D„) представляются одним графиком. При этом в начале процесса прокатки где П вЂ” диаметр барабана.

Установлено, что имеют место достаточно протяженные режимы прокатки, когда частота биений рулона разматыватепя (моталки) совпадает с собственной частотой линии привода. Для того, чтобы избежать такого режима, необходимо, чтобы частота вращения 30 вала разматывателя (моталки) отличалась на 10-25Х в меньшую или большую сторону от частоты собственных колебаний. С учетом этого получают два неравенства 35

52 ограничениям диапазона рабочих ско-, ростей. При а = 0,90 и Ь = 1,10 амппи. туда колебаний момента снижается на

40-70Х, что является достаточно хорошим результатом и в то же время на скорость прокатки накладываются существенно меньшие ограничения, чем при а = 0,75 и Ь = 1,25. Установлено, что наиболее целесообразно применять величины а = 0,8-0,85 и Ъ = 1,15-1,20.

Фактически предлагаемый способ прокатки предусматривает определение двух диапазонов скорости прокатки, в которых имеют место резонансные режимы в приводных линиях разматывателя и моталки, и последующий выбор скорости прокатки, лежащей вне этих диапазонов, т.е. способ предусматривает исключение из всего диапаэона возможных скоростей более узкого диапазона, при котором в стане появляются колебательные процессы.

Благодаря этому достигаются стабилизация процесса прокатки и улучшение качества полосы за счет отсутствия крутильных колебаний натяжения в полосе.

Предлагаемый способ применяют с учетом известного способа прокатки на 2-клетевом прокатно-дрессировочном стане 1400. Максимальная скорость прокатки 40 м/с. Параметры прокатки и полосы: ширина полосы В = — 1250 мм, исходная толщина Н0,2 мм, конечная h=0,18 мм, наружный диаметр рулона на разматывателе D=2100 мм, внутренний диаметр рулона (диаметр барабана) П =400 мм, рабочая скорость прокатки данной полосы 30 м/с.

Согласно известному способу передний участок полосы с разматывателя задают в стан и производят обжатие в двух клетях на заправочной скорости -0,5 м/с. Затем заправляют полосой барабан моталки и осуществляют разгон стана до рабочей скорости 30 м/с. При достижении диаметра на барабане моталки - 600 мм (фиг.1, точка А на кривых 1 и 2), наступает совпадение частоты вращения барабана моталки с частотой соб. ственных колебаний линии привода моталки. При данной скорости резонансный режим от точки А до точки В длится в течение 40 с (от точки С до точки D фиг.1). В дальнейшем процессе прокатки диаметр рулона

1565552 разматывателя уменьшается и становится равным 700-600 мм. При скорости 30 м/с частота вращения рулона разматывателя также в течение 40

40 с совпадает с частотой собст5 венных колебаний линии привода раэматывателя. В результате этого существенные колебания появляются теперь в линии привода разматывателя.

Как следствие, появляются колебания натяжения в полосе между разматывателем и первой клетью. При известном способе прокатки наиболее опасный режим наступает, когда имеет место одновременное возмущающее действие со стороны раэматывателя и моталки. Такой режим (фиг. 2) проявляется при прокатке рулонов с начальным наружным диаметром 11001200 мм при скорости 25-35 м/с. Для рассматриваемого примера в известном способе при прокатке со скоростью

30 м/с и при изменении диаметра рулона на моталке в пределах 600-900 им согласно измерениям колебания натяжения в полосе между второй клетью и моталкой достигали 3-10 кН при номинальном натяжении 25 кН. Измеренные колебания толщины полосы на этом уча- 30 стке составили 0,003-0,005 мм. Выдержать длительный режим прокатки со скоростью 30 м/с при изменении диаметра рулона моталки от 600 до 900 мм по известному способу не удается, 35 пбскольку начинается существенная вибрация оборудования стана.

Таким образом, при известном способе прокатки и оборудовании стана появляются существенные колебания от 40 возмущений, действующих со стороны моталки и разматывателя. При этом частоты колебаний составляют 10—

15 Гц и существующими системами регулирования указанные врэмущения не отрабатываются.

Согласно предлагаемому способу дополнительно в процессе прокатки вычисляют собственные частоты (фактически определяют зависимость P(D), т.е. кривую 1 на фиг.1) линии при50 вода разматывателя и моталки с учетом диаметра их рулонов и ширины полосы.

На данном стане линии привода разматывателя и моталки выполнены оди-

55 иаковыми. Поэтому кривая 1 изменения собственных частот (фиг.1) является для них общей. Разница состоит в том,. что для раэматывателя собственйая частота начинает изменяться от точки

К (диаметр рулона максимальный) к точке M (отсутствие рулона на барабане, т ° е. конец прокатки), а для моталки — в противоположную сторону— от точки М к точке R.

С учетом зависимости p(D) (кривая 1 на фиг.1) вычисляют значения скоI Р i II ростеи vp, v< и чм, v„. Графические зависимости для граничных скоростей для рассматриваемого примера приведены на фиг.2 н 3. Скорость прокатки выбирают исходя из указанных значений скоростей. Графическая интерпретация предлагаемого способа состоит в выборе скорости прокатки, лежащей вне заштрихованных областей на фиг.2 и 3, с учетом диаметров рулона на моталке D> и на разматывателе D . РасГ четы выполняют для значений а = 0,90, 1,.1 О.

В данном примере на основании графиков фиг.2 и 3 выбор скорости прокатки производят следующим образом с учетом начального диаметра рулона.

Диаметр рулона наименьший D =

1100 мм. После заправки полосой моталки стан разгоняют до скорости

32 м/с и ведут прокатку до тех пор, пока диаметр рулона моталки не становится равным D = 600 мм (от точм ки А до точки В на фиг.2). Затем скорость понижают до 25 м/с (точка С, D = 600 мм, D = 1020 мм) и ведут прокатку с увеличением скорости до

29 м/с и до значения Dù = 940, мм, D = 740 мм (точка D) . После этого

1 прокатку ведут с понижением скорости до 21 м/с (участок DE) . Из данного примера видно, что продолжение прокатки на скорости 32 м/с (т.е., переход за точки В и В, на фиг. 2) привело бы к указанному случаю одновременного появления возмущений со стороны моталки и разматывателя. Характер изменения диаметра рулона разматывателя Э от скорости отражает ломаная А, В С Р, Е .

Диаметр рулона Do = 1800 мм. В данном случае после разгона стана (точка А на фиг.3) до 35 м/с прокатку ведут аналогично предыдущему примеру на постоянной скорости до точки В (Dм = 750 мм, D< = 1700 мм)

Затем производят торможение стана до скорости 27 м/с (точка С или С ),.

1565552

10 и далее прокатку ведут с постоянным увеличением скорости в зависимости от диаметра рулона моталки до точки

П(Э ), где Эм= 1260 мм, ПР = 1400 мм.

На участке изменения диаметра рулона на моталке от 1260 до 1560 мм выдерживают постоянную скорость прокатки.

Затем, чтобы избежать появления воз(мущений со стороны разматывателя, прокатку ведут с уменьшением скорости до 21 м/с, точка F, где Э(((=

1800 мм, DII = О. В конечном итоге график скорости прокатки в зависимости от диаметра рулона моталки l5 имеет вид ломаной ABCDEF» а от диаметра рулона разматывателя—

A(BI С, D(E,Ff (фиг .3) .

Предлагаемый способ прокатки позволяет избежать резонансных режимов и стабилизировать процесс прокатки.

Измерения продольной разнотолщинности, выполненные на ряде участков рулонов, прокатанных согласно предлагаемому способу, показывают отсутствие 25 колебаний толщины.

Формула изобретения

Способ прокатки полосы на дресси- З0

I ровочном стане, включающий задание в клеть стана полосы с разматывателя, обжатие полосы в одной или двух клетях, заправку полосой барабана моталки, разгон стана до постоянной скорости, измерение диаметров рулонов и определение частоты вращения разматывателя и моталки, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью стабилизации процесса прокатки и улучшения качества полосы путем снижения влияния эксцентриситета рулонов разматывателя и моталки, в процессе прокатки дополнительно определяют собственные частоты приводных 45 линий разматывателя и моталки .с учетом диаметра их рулонов и ширины полосы, вычисляют коэффициенты влияния

См, С, исходя иэ соотношения .

См = 0,5 ° м D(ff °

С 0 5 tt D Н/h после чего вычисляют граничные зна(fI ( чения скоростей ч » ч„, чР,, ч по выражениям:

I ч„а См;

If I

Ч„ - »а Чм»

1 ч чаv

Р м соответственно собственная частота линии привода разматывателя и моталки с учетом текущей величины диамет" ра их рулонов и ширины полосы, текущие значения диаметров рулонов раэматывателя и моталки; коэффициенты влияния для разматывателя и моталки,"

DIf» ВмС, С„ ((чм м Р ч"

Р граничные значения скорости прокатки в последней клети по условиям моталки и разматывателя толщина полосы иа входе в стан, толщина полосы на выходе из стана коэффициенты, характеризующие степень снижения колебательных процессов, а = 0,75-0,90, Ь - 1 10-1,25.

Н а, Ъ

vy Ь Смю

v =аСР, II ч = b-Сг»

Ф а скорость прокатки в последней клети устанавливают с учетом зависимостей

1565552

30 50 70.

Фие. 1

V, /с

Фиг.2!

565552

Составитель Г.Ростов

Редактор И.Горная Техред Л.Олийнык Корректор И.Муска

Заказ 1182 Тираж 410 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул. Гагарина, 101