Способ автоматического регулирования ширины горячекатаных полос

)5 .В 21 В 37/ СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН(56) Авторское сМ 884765, кл. В л. %12й металлский пол ский комбический инсовородов, Тимченко и иче хни ников, Н,А,Ск П,Сергеев, Л.ф 088,8)видетельство С 21 В 37/00, 198 У о гулирования шиом стане горячей е регулирование я единичной силы Известны способы р ины полосы в непрерыв рокатки, обеспечивающ ирины путем приложен СКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ШИРИНЫ ГОРЯЧЕКАТАНЫХ .ПОЛОС(57) Изобретение относится к прокатному производству и может быть испОльзовано на широкополосных станах горячей прокатки полос. Целью изобретения является повышение точности регулирования. Это достигается тем, что измерив ширину, температуру и скорость подката, рассчитывают прогнозируемую температуру по клетям, определив требуемое значение ширины полосы на выходе стана, измеряют скорости рабочих вал ко в и обжатия по клетям,.а также удельные натяжения по межклетевым про-. межуткам непрерывной группы, количество смен, отработанных рабочими валками черновой клети (группы клетей). Определяют прогнозируемое значение ширины полосы Изобретение относится к прокатно производству и может быть использова на широкополосных станах горячей прока ки полос,на выходе из стана в завимости от величины обжатий по клетям, отношений удельных натяжений к пределам текучести полосы в межклетевых промежутках, количества отработанных смен рабочими валками черновой клети (группы клетей). Определяют отклонение прогнозируемой ширины полосы от ее требуемого значения и требуемое изменение отношений удельных натяжений к пределам текучести проката во втором и третьем межклетевых промежутках непрерывной группы стана по зависимости До./ч, = - 4,1 10 1 - 0,66,р/Вне,Д х х (Д Втр (1 + 0,0045 и) Б 2 + 2 Ьз + Ь 4, где 1 ср - среднее истинное обжатие. группы клетей; Вп - ширина подката, мм; и - число смен работы валков черной клети (группы клетей); п 2, йз, й 4 - толщина полосы соответственно на выходе из 2-й, З-й, 4-й клети чистовой группы стана, мм;Д Втр - отклонение прогнозируемой ширины полосы от ее требуемого значения, мм. По рассчитанному регулирующему ширину изменению отношения удельного натяжения к пределу текучести корректируют величины удельных натяжений во втором и третьем межклетевых.проме- с ) жутках чистовой группы стана, причем р удельные натяжения корректируют во втором и третьем межклетевых промежутках одновременно. 1 ил.,1 табл.натяжения к прокату между клетями, При непрерывной горячей прокатке стальной полосы в нескольких клетях прокатного стана согласно соотношениям, установленным на основании сорта стального проката, требуемой ширины полосы, действительной ширины полосы, измеренных со стороны входа в клеть, а также расстояния между клетями, в которых регулируют ширину по. лосы, определяют единичную силу натяжения для регулирования ширины полосы. С помощью соответствующих устройств (натяжного лупера, роликов, создающих натя,жение, или механизма, изменяющего скорость прокатных валков), прикладывают единичную силу натяжения к прокату между клетями для регулирования ширины полосы. При этом предварительно устанавлива.ют распределение силы натяжения между всеми клетями так, чтобы единичная сила натяжения не превышала номинального значения для каждого сорта стали и толщины полосы, установленной из соотношения между вычисленной единичной силой натяжения и допустимым коэффициентом деформирования.Однако в данном способе в качестве регулирующего фактора принята единичная сила натяжения, при этом не учитывается реальное состояние металла, характеризуе. мое сопротивлением деформации.В результате изменения температурно- скоростных и деформационных режимов прокатки значительно изменяется сопротивление деформации прокатываемых полос, Неучет этого приводит к погрешностям регулирования, соизмеримым по величине с величиной требуемого регулирующего воздействия на ширину прокатываемых полос.Кроме того, определение регулирующей единичной силы натяжения согласно соотношениям, установленным на основании сорта стального проката, требуемой ширины полосы и фактической ширины полосы, измеренной со стороны входа в клеть, а также расстояния между клетями, и не учитывающим изменение профиля рабочих валков черновых и чистовых клетей в процессе их эксплуатации, не позволяет обеспечить требуемую для современных широкополосных станов точность расчета регулирующего усилия. В зависимости от условий прокатки (состояния рабочих валков клетей стана) и номера межклетевого промежутка, в котором приложена регулирующая сила натяжения, влияние натяжения на ширину полос изменяется в 1,2-1,7 раз, Приложение единичной силы в одном межклетевом промежутке недостаточно для обеспечения регулирования возможных от 50 ления формируется именно в чистовых группах широкополосных станов. Разноширинность полос на выходе из стана в пределах партии и в пределах каждой полосы в отдельности обусловлена изменением температурно-скоростных и деформационных режимов прокатки в чистовой группе клетей стана, а не только температуры прокатываемых полос, так как в совокупности данные режимы определяют изменение сопротивления деформации прокатываемых полос. В клонений по ширине горячекатаных полос, так как отклонения по ширине в ряде случаев значительно превосходят регулирующие возможности стана при изменении натяже ния в одном межклетевом промежутке.Наиболее близким к изобретению является способ регулирования ширины проката, имеющий целью увеличение выхода годного по ширине проката, включающий 10 измерение текущих значений температурыи скорости подката, определение дисперсии температуры подката в зависимости.от скорости подката после выхода полосы из эоны измерения, определение прогнозиру емого значения дисперсии ширины полосына выходе стана в зависимости от дисперсии температуры подката, определение заданного значения ширины полосы на выходе стана, определение коррекции за данного значения ширины полосы в зависимости от прогнозируемого значения ее дисперсии, измерение текущего значения ширины полосы на выходе стана, определение текущего значения отклонения ширины 25 полосы от ее заданного значения, измерение величины натяжения полосы в межклетевых промежутках при входе полосы в каждую клеть в зависимости от величины коррекции заданного значения ширины по лосы и после входа полосы в зону измерения ширины полосы на выходе стана до компенсации отклонения ширины полосы от ее заданного значения. Для этого измеряют текущее значение ширины подката, 35 определяют дисперсию ширины подката взависимости от скорости подката после выхода полосы из зоны измерения, определяют прогнозируемое значение дисперсии ширины полосы на выходе стана в зависи мости от дисперсии ширины подката и взаимной корреляции ширины и температуры подката.При этом система регулирования ширины проката строится из посылки, что разно ширинность на выходе из чистовой группынепрерывного стана полностью определяется разноширинностью подката. Однакоизвестно, что 60 О и более разноширинности готовых полос для станов третьего пококачестве регулирующего воздействия на ширину проката принято абсолютное значе- ние межклетевого натяжения, Однако даже незначительное изменение температурно- скоростных и деформационных режимовпрокатки приводит к существенному изменению влияния режимов натяжения на конечную ширину прокатываемых полос. Так, например, при прокатке в чистовой группе НШС 2000 НЛМК получено, что изменение . 10 температуры на 20 ОС (температура конца прокатки 860 и 840 ОС) при неизменном ре-: жиме межклетевых натяжений в ходе про.катки полосы Зх 1250 мм из стали Ст Зкп приводит к увеличению ширины готовой по лосы на 4 - 6 мм, т,е. при различных условиях прокатки, неизменные уровни натяжений будут определять различное регулирующее воздействие на полосу, Аналогичное влия 20ние оказывает изменение скорости прокатки. и обжатий по клетям. Неучет изменения в ходе прокатки по длине каждой из полоси полос в партии технологических режимов при использовании в качестве регулирующего параметра межклетевых натяженийприводит к погрешностям регулирования, соизмеримыма при определенных условиях превышающим требуемое регулирующее. воздействие. Прогнозирование значения30дисперсии ширины готовой полосы толькона основе дисперсии ширины и дисперсии температуры подката без учета взаимосвя-. занного влияния износа рабочих валков клетей черновой и чистовой групп стана срежимами натяжения и обжатия приводит при определении прогнозированной ширины к погрешностям порядка 4-10 мм, т.е. соизмеримым с регулирующим воздействием, а следовательно, только снизит выход40годного по ширине прокатаЦелью изобретения является повышение точности регулирования ширины горячекатаного проката., Указанная цель достигается тем, что измерив ширину, температуру и скорость под ката, рассчитывают ирогнозируемую температуру по клетям, определив требуемое значение ширины полосы на выходе стана, измеряют скорости рабочих валков иобжатия по клетям, а также удельные натя-. 50жения по межклетевым промежуткам непрерывной группы, определяют количество смен, отработанных рабочими валками черновой клети (группы клетей), определяют55прогнозируемое значение ширины полосына выходе из стана в зависимости от величины обжатий по клетям, отношений удельных натяжений к пределам текучестиполосы е межклетевых промежутках, количества отработанных смен рабочими валками черновой клети (группы клетей). Определяют отклонение прогнозируемой ширины полосы от ее требуемого значения и требуемое изменение отношений удельных натяжений к пределам текучести проката во втором и третьем межклетевых промежутках непрерывной группы стана по зависимостид.о= - 4,6 10 1 - 0,66 есрВп ефЬВ,(1+ 0,0045 и) ф 6+2 Ьз+Йч) где еср - среднее истинное обжатие по группе клетей;Вп - ширина подката, мм;и - число смен работы рабочих валковчерновой клети (группы клетей);й 2, йз, й 4 - толщина полосы соответственно на выходе из 2-й, 3-й и 4-й .клетичистовой группы стана, мм;ЬВ,р - отклонение прогнозируемой ширины полосы от ее требуемого значения, мм,По рассчитанному регулирующему ширину изменению отношения удельного натяжения к пределу текучести корректируютвеличины удельных натяжений во втором итретьем межклетевых промежутках чистовой группы стана, причем удельные натяжения корректируют во втором и третьеммежклетевых промежутках одновременно,Регулирование ширины полос в чистовой группе клетей может обеспечить снижение разноширинности готовых полос на 23мм, что превышает возможности всех других регулирующих мероприятий вместе взятых, Однако регулирование ширины вчистовой группе требует обеспечения точного прогнозирования ширины готовых полос и определение достоверности требуемого регулирующего воздействия,.учитывающего реальные условия прокатки. В противном случае регулирование не только необеспечит снижение разноширинности, номожет привести к браку прокатываемых по-.лос.В общем виде ширина полосы на выхо.де из чистовой группы стана равнаВ=ВП+ЬВе, Игде Вп - ширина подката на входе в чистовую группу стана, мм;Ь В - суммарное уширение полосы вчистовой группе стана, мм,В свою очередьЬ В= ЬВ е + Ь В н + Ь Вп + Ь Вт, (2)где Ь Ве - естественное уширение прокатываемой полосы, мм;Ь Вн - утяжка полосы под действиемнатяжения, мм;1722636 10 Данную зависимость можно упроститьлибо расширить за счет уточнения составляющих в зависимости от возможностей управляющей машины широкополосного. стана.Таким образом, для обеспечения достоверности расчета ширины полосы, а следовательно, повышения точностиавтоматического регулирования ширины всоответствии с приведенным обоснованиемпрогнозируемое значение ширины полосыопределяется в зависимости от величиныобжатий по клетям, отношений удельныхнатяжений к пределам текучести полосы вмежклетевых промежутках чистовой группы, количества отработанных смен рабочими валками черновой клети (группы клетей),Предел текучести полосы в межклетевых 3промежутках определяется температурноскоростными и деформационными режимами прокатки. Поэтому используяоборудования и приборы, установле ные настане, дополнительно измеряют скоростирабочих валков, обжатия по клетям, а потемпературе и скорости подката рассчитывают прогнозируемую температуру. прокатапо клетям чистовой группы стана,Использование в качестве воздействиярегулирующего ширину полосы абсолютного значения удельного натяжения без учетареального состояния прокатываемого металла приводит к погрешностям регулирования, соизмеримым, а при определенныхусловиях много превышающим требуемоерегулируемое воздействие.Для устранения указанного недостатка. в предлагаемом способе в качестве параметра регулирующего ширину принято отношение удельного натяжения к пределутекучести проката в межклетевом промежутке. В этом случае общая закономерностьвлияния натяжений на ширину полосы оста 20 25 30 40 новременно 45 черновой клети (группы клетей) получена на 50 Л Ви - составляющая суммарного уширения, учитывающая износ валков черновой . группы клетей, мм;Л Вт - температурная усадка полосы по ширине в чистовой группе клетей, мм,В ходе теоретических и экспериментальных исследований получено. выражение для определения ширины полосы на выходе из чистовой группы стана 1,е к В: В, 1+9,4 0 Е /Ь ",2,310,005 Л)ж г. Оббе(р 1.1 1 1"Т (Ж ДН(0,62-0,9 п)О 0,7 с ЙТ ется постоянной, так как изменение в ходе прокатки температурно-скоростных и деформационных режимов, приводящее к изменению предела текучести, предусматривает соответствующую корректировку и величины удельного натяжения. Изменение ширины прокатываемой полосы под действием натяжения происходит вследствие перераспределения продольной и поперечной составляющих перемещения частиц металла в зонах уширения очага,деформации. Чем больше очаг деформации, а следовательно, и зоны уширения, тем выше влияние напряжений натяжения на изменения ширины прокатываемой полосы. Для чистовой непрерывной группы широкополосного стана геометрические размеры очага деформации от клети к клети по ходу прокатки уменьшаются. Соответственно и влияние натяжений в последних межклетевых промежутках чистовой группы на "изменение ширины полосы незначительно. Невозможность существенного варьирования натяжений в первом межклетевом промежутке чистовой группы обусловлена ограничениями в условиях работы наиболее нагруженной первой клети чистовой группы стана. Вместе с тем варьирование удельных натяжений с целью регулирования ширины полос только в одном из первых межклетевых промежутках чистовой группы стана недостаточно для возможных пределов регулирования.Учитывая все указанное, в данном способе регулирование ширины проката предлагается осуществлять путем изменения отношений удельных натяжений к пределам текучести во втором и третьем межклетевых промежутках непрерывной группы стана одЗависимость для определения требуемого изменения отношений удельных натяжений к пределам текучести проката с учетом числа смен работы рабочих валков основании выражения (3) М=-46 ог 1-066 е В ефИзмерение скорости рабочих валков, обжатий по клетям, определение температуры металла поклетям группы позволяет определить предел текучести полосы в межклетевых промежутках. Дополнительное определение количества смен отработанных рабочими валками черновой клети (группы клетей), измерение скорости рабочих вал 1722636 12Предлагаемый способ автоматического регулирования ширины горячекатаных полос может быть реализован в виде программ авто:.этического расчета, регулирования и контроля ширины прокатываемых полос на управляющей вычислительной машине широкополосного стана, Поэтому схема реализации предлагаемого способа представлена на чертеже в виде блок-схемы алгоритма расчета; регулирования и контроля ширины горячекатаных на широкополосном стане полос.Позиция 2 - исходными данными являются: ширина подката; температура подката и температура полосы по клетям чистовой группы: толщина подката и толщина полосы по клетям чистовой группы; удельные натяжения по клетям чистовой группы; скорость подката и полосы в клетях чистовой группы; число смен отработанных валками черновой клети (группы клетей).Позиция 3, На основе исходных данных рассчитывается прогнозируемая ширина полосы на выходе из чистовой группы стана. Прогнозируемая ширина может быть рассчитана по зависимости (3). В зависимости от возможностей управляющей машины широкополосного стана данное выражение может быть упрощено либо расширено за счет уточнения,Позиция 4, Определяется требуемая величина регулирования шириныЛ Втр =В - Втр,где Втр - требуемая ширина полосы на выходе из стана, к которой с помощью системы регулирования приближают ширину прокатываемых полос, мм.Позиция 5. Рассчитывается требуемое регулирующее воздействие во втором и третьем промежутках чистовой группы стана по зависимостиОн 4 6 102 1 - 0,66 ер( 1+ 0,0045и ) (% + 2 Ьз +(Г 4 )Позиция 6. Так как регулирование ширины осуществляется изменением удельных натяжений во втором и третьем межклетевых промежутках чистовой группы, присваивают индексу межклетевого промежутка номер 2.Позиция 7. В соответствии с величиноой требуемого регулирующего воздействия . К определяют удельное натяжение в 1-ом межклетевом промежуткеОн; =Он; + ЛОн;Гдв Он - ВЕЛИЧИНа удЕЛЬНОГО НатяжЕНИя В 1-ом межклетевом промежутке до начала регулирования, н/мм; ЛОн, - трЕбуЕМОЕ ИЗМЕНЕНИЕ удЕЛЬНОГОнатяжения, н/мм;ЛОн, = Ктр От;где От 1 - предел текучести металла в 1-ом5 межклетевом промежутке, н/мм 2.Таким образом .,Он =Он + Ктр ОтПозиция 13 ограничицает число межклетевых промежутков, в которых изменяЕтся10 удельное натяжение в соответствии свеличиной регулирующего воздействия (регулирование осуществляется во втором итретьем межклетевых промежутках).При прокатке полос в непрерывной15 группе клетей широкополосного стана существуют предельно допустимые уровйиудельных натяжений, обеспечивающие безаварийную работу стана. Величины предельно допустимых удельных натяжений20 определены технологической инструкцией.Позиции 8, 9, 10 и 11 обеспечивают приавтоматическом регулировании ширины изменения удельных натяжений в допустимыхпределах, т.е. обеспечивают безаварий 25 ность работы системы автоматического регулирования ширины.Экономический эффект от внедренияоптимальных режимов натяжений определяется по зависимости30 Э =(31 - 32) А 2или ввиду отсутствия дополнительных капитальных вложений по внедрениюЭС 1 С 2) А 2где Э - годовой экономический эффект, руб.,35 31, 32 - приведенные затраты единицыпродукции, производимой с помощью базовой и новой техники, руб/т.,С 1, С 2 - себестоимость единицы продукции по базовому варианту и варианту новой40 техники, руб/тА 2 - годовой объем производства продукции с помощью новой техники в расчетном году, т,В конечном виде годовой экономиче 45 ский эффет за счет экономии металла потеоретической массе может быть рассчитанпо формулеЭ-"- А(С 1 - С 2) д,А 2 к50 где А 1 - гОдсвсй Объем производства продукции по базовому варианту, А 1=5,08 х 10 т;К - расходный коэффициент металла, К"= 1,056;С 1 - средняя себестоимость проката по55 стану 2000, руб, С 1=154,0;С 2 - стоимость отходов,руб/т, С 2 = 29 -70,д - коэффициент, учитывающий количественное отношение листов толщиной ме13 1722636 Вирина полосм после цистовой гр.пк 1 м, мм Юирима полаем посла черновой групи, мн. 1274 г 2 1282 278 1280 1279 автоматическом реяиме гВсг 8 1278 1276 12 ь 1 1269 12731271 1278 1275 276 .1273. 1268 .1273274127112731272 276 1271 1274 1271 1 ПЗ 1265 1274 1272 1272 1269.1275 1276 пв 1276 129 1277 1280 1271 1277 278 пв гг 1282 1279 1272 1 гбб 1269 .1 266 1266 1260 1266 126 Э 1265 .1263 1266 1266 1090 1101 1101 1089 1096 1106 1092 1082 1102 .1103 1074 ;1096 1 2 3 5 б 7.8 9 10 11 12 1 2 3 5 6 7 в 9 10 11 12 1270 1269 1269 1269 1270 1269 1270 1270 1270 1269 1269 1269 1265 126 з 266 1261 1264 1262 1266 1265 1264 . 266 1263 1265 1273 П 4 12 Э 1272 27 Э 1274 1 г 3 пз 1275 1274 1271 271 1086 1098 1100 1099 1082 ,1101 ,1103 ,094 ;1 08 1096 ;1 099 1101 1275 1272 1279 . 276 1282279 1279 1274 1276 275 1276 . 274 нее 6 мм в общем объеме производства постану, принимаем д = 0,12,При снижении припуска по ширине на2,9 мм длина полосы увеличивается наЛВ3= - ,Всргде 3- относительная доля экономии металла при снижении припуска по ширине;Л В - среднее снижение припуска поширине, мм; 10Вср - средняя ширина готового листа;принята 1360 мм= - = 0,0022.2,913 бОФормула изобретения. 15Способ автоматического регулированияширины горячекатаных полос. включающийизмерение ширины подката, измерениетемпературы и скорости подката, расчетпрогнозируемой температуры проката .по 20клетямчистовой группы, определение требуемого значения ширины полосы на выходе стана, определение отклоненияпрогнозируемой ширины полосы от ее требуемого значения, о т л и ч а ю щ и й с я тем, 25что, с целью повышения точности регулировния, дополнительно измеряют скорости.рабочих валков и обжатия по клетям, атакже удельные натяжения по межклетевымпромежуткам чистовой группы, определяют ЗОколичество смен, отработанных рабочимивалками черновой клети (группы клетей),определяют прогнозируемое значение ширины полосы на выходе из чистовой группы35 стана в.зависимости от величины обжатий по клетям, отношений удельных натяжений к пределам текучести полосы в межклетевых промежутках чистовой группы, количества отработанных смен рабочими валками черновой клети (группы клетей). определяют требуемое изменение отношений удельных натяжений к пределам текучести проката во втором и третьем межклетевых промежутках непрерывной группы стана по зависимости( 1+ 0,0045 и ) ф 2 + 26 з +3 д ) где еср - среднее истинное обжатие;Вп - ширина подката, мм;и - число смен работы рабочих валков черновой клети (группы клетей);г 2, пз, 4 - толщина полосы на выходе соответственно из 2-й, З-й, 4-й клети чистовой группы стана, мм;АВтр - отклонение прогнозируемой ширины полосы от ее требуемого значения, мм, по рассчитанному регулирующему ширину изменению отношения удельного натяжения к пределу текучести корректируют величины удельных натяжений во втором и третьем. Межклетевых промежутках чистовой группы стана, причем удельные натяжения корректируют во втором и третьем межклетевь 1 х промежутках одновременно.1722636 Редактор Н.Швыдкая Те Корректор И.Муска оизводствен.но Заказ .1018 ВНИИПИ Госу оставитель И,Колеснико хред М.Моргентал Тираж Подписноественного. комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 льский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина