При прокатке осуществляется
охлаждение валков (с момента начала прокатки
до остановки стана). При этом должна быть
обеспечена температура валка не выше
80ºС.
Для более полного использования
бочки валков при наличии в сортаменте
стана полосы разной ширины прокатку начинают
после перевалки валков с полосы наибольшей
ширины с последующим переходом на более
узкие размеры.
1.4.6 Валковая система
и нажимные устройства
Валковая система, включающая
рабочие и опорные валки с подушками и
подшипниками, а также нажимные устройства
с системой привода являются основными
элементами прокатной клети, определяющими
качество прокатываемой полосы.
Важнейшим эксплуатационным
показателем является стойкость валков
(число перевалок), так как от нее в значительной
степени зависит производительность стана
и себестоимость продукции.
На четырехклетьевом стане
холодной прокатки используются гидронажимные
устройства, которые предназначены для
создания усилий для холодного обжатия
полосы.
Гидронажимное устройство (ГНУ)
клети представляет собой два гидроцилиндра,
расположенные между верхним опорным
валком и подпятниками верхней опорной
поверхностью станины клети. Гидроцилиндры
установлены на подушках верхнего опорного
валка. При подаче в поршневые полости
гидроцилиндров под рабочим давлением
потока масла происходит перемещение
штоков цилиндров ГНУ, что приводит к созданию
механического усилия на систему прокатных
валков и пластической деформации полосы.
Корпус цилиндра, поршень и
крышка выполнены из специальной кованной
стали, уплотнения и направляющие поршня
и штока – из политетрафторэтилена. Шток
твердо хромирован. Со стороны штока имеется
незначительное избыточное давление,
предотвращающее попадание загрязнений
и воздуха в сервоконтур. Утечки масла,
попадающие за уплотнение штока, отводятся.
С помощью управления ГНУ можно изменять
усилие прокатки.
1.4.7 Привод рабочей
клети
Главный электродвигатель прокатного
стана является двигателем типа МПС640-700
с воздушным продувным охлаждением. Привод
каждого рабочего валка индивидуальный,
от двух электродвигателей постоянного
тока.
1.4.8 Летучие ножницы
На стане непрерывного проката
1700 установлены летучие ножницы барабанного
типа. Летучими ножницами называют ножницы,
служащие для поперечного реза движущегося
материала.
По окончании намотки полосы
на одну из моталок скорость стана снижается
до скорости прохождения сварного шва.
Когда сварной шов доходит до барабанных
ножниц, происходит рез полосы. Передний
конец полосы передается на свободную
моталку, где с помощью ременного захлестывателя
начинается намотка нового рулона. После
намотки 3-4 витков захлестыватель отводится
в исходное положение, и стан вновь разгоняется
до рабочей скорости.
1.4.9 Хвостовая часть стана
Прокатанные рулоны снимаются
с барабанов моталок и передаются на отводящий
транспортер, где взвешиваются на весах
тензометрического типа и обвязываются
вручную обвязочной лентой.
С отводящего конвейера рулоны
снимаются мостовым краном для дальнейшего
прохождения металла по технологическому
потоку.
Для контроля технологического
процесса прокатки перед первой клетью,
в межклетьевых промежутках и за последней
клетью, расположены изотопные толщиномеры,
в межклетьевых промежутках установлены
измерители натяжения; за 4-й клетью установлен
измеритель зонных натяжений полосы (ролик
планшетности).
С транспортера рулоны протравленного
горячекатаного подката поступают в карман
приемного стола, откуда они извлекаются
при помощи гидравлического приемного
стола, который вместе с рулоном может
перемещаться в вертикальной и горизонтальной
плоскостях.
Подъемный стол, перемещаясь
горизонтально, подает рулон к головкам
разматывателя и устанавливает его по
оси головок. На головках разматывателя
рулон центрируется по оси стана и в результате
вращения этих головок устанавливается
в положение, удобное для отгибания.
Задача конца рулона в стан
осуществляется при одновременном вращении
головок разматывателя. Перед началом
прокатки настройка валков рабочих клетей
осуществляется с пониженной скоростью,
которая называется заправочной.
Настройка валков заключается
в том, что после перевалки их верхний
опорный валок при помощи нажимного приспособления
опускается на расстояние примерно 30 мм
между верхним рабочим и опорным валками,
после чего осуществляется гидравлическое
уравновешивание рабочего валка. При сближении
валков до зазора 1 – 2 мм стан включается
в работу и на вращающиеся валки обильно
подается эмульсия. Если передний обжатый
конец полосы выходит из
клети точно по оси прокатки (его не уводит
в сторону), значит валки не перекошены.
Перекос валков устраняется регулированием
положения правого и левого нажимных винтов.
1.5 Анализ существующей системы
регулирования натяжения
Прокатка на стане 1700 осуществляется
с натяжением полосы на входе в стан (между
натяжным устройством НУ2 и первой клетью),
между клетями, на выходе из стана с контролем
межклетевых натяжений и толщин датчиками
натяжений и толщиномерами, установленными
на входе, выходе стана и между клетями.
Настройка межклетевых натяжений осуществляется
положением гидронажимных устройств.
В процессе прокатки соотношения скоростей
и положения ГНУ автоматически корректируются
от САРТиН с целью поддержания толщин
после клетей и межклетевых натяжений
в
заданных пределах.
Для настройки натяжения полосы перед
первой клетью используется ролик-компенсатор,
также называемый «танцующий» ролик (рисунок
1.4).
Рисунок 1.3 Форма заправки полосы на участке
между НУ2 и центрирующим роликом
Ролик-компенсатор сглаживает
возникающие рывки на участке между НУ2
и первой клетью за счет включенных в его
конструкцию 2 демпферных устройств и
8 пружин, установленных параллельно. Пружины
предназначены для смягчения вибраций
и толчков, а демпферы – для погашения
возникших в системе колебаний. Принцип
его работы состоит в следующем.
При изменении натяжения
полосы валик отклоняется от нулевой позиции,
компенсируя отклонение натяжения. Измерение
отклонения (позиции) валика позволяет,
скорректировав параметры привода валков,
нормализовать величину натяжения. Диапазон
изменения угла при радиальном перемещении
ролика составляет от 0 до 19,5°, при этом
меняя натяжение полосы от 0 до 200 кН. Статическая
характеристика ролика, рассчитанная
заводом производителем ОАО «Уралмашзавод»,
отражает зависимость угла поворота рычага
с роликом от натяжения полосы (рис. 1.5).
Рисунок 1.4 График зависимости
угла поворота рычага с роликом от натяжения
полосы
Где φ°- угол поворота рычага
с роликом,
Т- натяжение полосы на сбегающей
ветви.
1.6 Методы регулирования
натяжения
Различают два способа измерения
натяжения:
прямой (по регулируемому параметру),
когда натяжение измеряется с помощью
измерителя натяжения, выходное напряжение
которого, поступающего на вход замкнутой
системы управления, сравнивается с заданным
значением;
по косвенно определенному
значению натяжения, т. е. по одной из величин
или по их комбинации, меняющейся в функции
Т, чаще всего по вертикальной составляющей
усилия натяжения Р, которая действует на измерительный ролик, отклоняя полосу от линии прокатки (рис. 1.6).
Рисунок 1.5 Определение натяжения полосы
с помощью измерительного ролика
1.7 Техническое
задание
Оптимизация натяжения и скорости
полосы является обязательным условием
нормального протекания технологического
процесса на непрерывных станах холодной
прокатки. При ослаблении натяжения ниже
определенного предела нарушается равномерность
вытяжки полосы, и появляются дефекты
в виде «коробоватости» профиля или «волны».
Существенное ослабление натяжения,
близкое к полному его исчезновению, приводит
к неустойчивости полосы в валках, что,
как правило, сопровождается обрывом полосы
проката. К такому же результату приводит
и чрезмерное увеличение натяжения. А
натяжение, в свою очередь, зависит от
скорости движения полосы
Таким образом, одним из главных
технологических требований при непрерывной
прокатке металлической полосы является
обеспечение заданных значений натяжения
и скорости между НУ2 и первой клетью, как
в переходных, так и в установившихся режимах
прокатки. Этому во многом способствует
стабилизация скоростного режима и технологических
параметров прокатки в головной части
стана.
Исходя из обозначенной выше
проблемы, были сформулированы цель и
задачи.
Цель – Проектирование АСУ
входными параметрами стана непрерывной
холодной прокатки на стане 1700 ЛПЦ2 ОАО
“Северсталь”
Задачи:
- Исследование влияния натяжения и
скорости стана на технологический процесс;
- Разработка функциональной схемы системы
автоматического управления натяжения
и скорости стана, и подбор оборудования
для нее
- Разработка щита и схемы внешних подключений
- Расчет службы КИПиА
2. Специальная
часть
2.1 Разработка структурной
схемы
2.2 Обоснование необходимости
разработки АСУ входными параметрами
стана непрерывной холодной прокатки
на стане 1700 ЛПЦ2 ОАО “Северсталь”
Необходимость данной системы
регулирования обуславливается тем, что
при отклонении входных параметров(скорость,
натяжения, толщина) полосы от нормальных
значений, появляются дефекты полосы такие
как "коробоватость", "волнистость".
Или вовсе может произойти обрыв полосы
проката. Это приводит к снижению качества
изготавливаемой продукции и уменьшению
производительности стана. Поэтому в головной
части стана необходима автоматическая
система учета и регулирования входных
параметров.
2.3 Разработка функциональной
схемы АСУ
Разработанная система содержит
8 контуров:
1) Регулирование толщины
полосы проката перед первой клетью
и после него. Измерение толщины осуществляется
датчиками (1а-1 и 1а-2), являющимися двойной
конфигурацией единой системы измерения
толщины полосы. Показания датчиков суммируются
и отправляются на контроллер (6), который
уже выдает управляющее воздействие на
ГНУ первой клети, являющимся регулирующим
органом. Для управления перемещением
ГНУ используется исполнительный механизм
(1е) - электродвигатель 5AM-250S-10.
2) Регулирование скорости
вращения вала первой клети. Измерение
скорости осуществляется датчиком
скорости (2а) и подается на
контроллер (6), который при отклонении
задания от нормального, посылает
управляющее воздействие на электропривод
первой клети (2д), для изменения
скорости вала.
3) Регулирование скорости
вращения вала натяжного устройства.
Измерение скорости осуществляется
датчиком скорости (3а) и подается
на
контроллер (6), который при отклонении
задания от нормального, посылает управляющее
воздействие на исполнительное устройство
(3д) - электродвигатель.
4) Измерение скорости
вращения ролика-компенсатора. Измерение
осуществляется с помощью датчика
скорости (4а). Значение подается
на контроллер (6).
5) Регулирование натяжения
полосы проката между первой
и второй клетями. Измерение осуществляется
датчиком натяжения (5а). Показания
датчика отправляются на контроллер
(6), который уже выдает управляющее
воздействие на ГНУ первой
клети, являющимся регулирующим
органом. Для управления перемещением
ГНУ используется исполнительный
механизм (1е) - электродвигатель 5AM-250S-10.
6) Контур управления скоростью
разматывалеля 1.
7) Контур управления скоростью
разматывателя 2.
8) Контур управления скоростью
правильно-тянущей машины.
Функциональная схема и спецификация
к ней представлены на странице 34-35 ПЗ.
Разработанная система содержит
3 контура:
1)Контур
управления скоростью ножниц
2)Контур управления скоростью
моталки 1
3)Контур управления скоростью
моталки 2
Функциональная схема и спецификация
к ней представлены на странице 37-38 ПЗ.
2.4 Выбор оборудования
2.4.1 Выбор датчика
натяжения
Датчик натяжения ленты HAEHNE
BZV - K
Датчики натяжения ленты серии
BZV - K отличаются компактной конструкцией,
а также разнообразными возможностями
применения. Они устанавливаются между
опорным подшипником или измерительным
валком и привалочной поверхностью машины.
Приборы BZV регистрируют вертикальную
компоненту силы натяжения ленты. Питание
датчиков и обработка сигналов измерений
производятся при помощи измерительного
усилителя из HAEHNE программы, подключенного
после них.