книги из ГПНТБ / Филатов, А. С. Электропривод и автоматизация реверсивных станов холодной прокатки

05). Амплитуда высокочастотной составляющей разно­ толщинности достигает на этих полосах величины по­ рядка 0,03—0,05 мм, а характер колебаний близок к пе­ риодическому с периодом Т=12 м.

Основной причиной появления низкочастотной со­ ставляющей является «наследственная» разнотолщин­ ность подката, которая возникает на предшествующих стадиях обработки полосы, т. е. на станах горячей про­ катки.

Разнотолщинность полосы из низкоуглеродистых ста­ лей (08, Ст. 10 и др.) имеет характер, существенно от­ личный от рассмотренного выше. Как видно из рис. 105, частота высокочастотной составляющей для стали 08 значительно выше, амплитуда меньше. Это объясняется

202

тем, что высокочастотная составляющая вызвана в данпом случае эксцентриситетом опорных валков. В общем случае разнотолщинность полосы из низкоуглеродистой стали несколько меньше, чем из высокоуглеродистой стали.

Отклонения толщины полосы на концах значительно больше, чем в середине. Это справедливо как для полос из высокоуглеродистых, так и для полос из низкоугле­

стаиа). Уменьшение скорости прокатки в этих режимах приводит к дополнительному утолщению концов полосы.

Таким образом на двадцативалковый стан поступает подкат толщиной 0,7—0,9 мм, характеризующийся пе­ риодическим и клинообразным законами изменения разнотолщинности. При клинообразном изменении макси­

изменение разиотолщинности характеризуется периодом 9—12 м и амплитудой 0,02—0,05 мм. Имется также вы­

значения при прокатке высокоуглеродистых сталей. Сту­ пенчатое изменение разиотолщинности в результате об­

менение в металлургической промышленности. На Ле­ нинградском сталепрокатном заводе он используется для производства лезвийной ленты, которая прокатыва­ ется из подката толщиной 1,6 мм на стане кварто, а с толщины 0,7 мм до 0,1 мм — на двадцативалковом стане 400, техническая характеристика которого приведена

втабл. 2.

Врезультате большого числа замеров установлено, что биение опорных роликов обычно не превышает

203

4—12 мкм, хотя имеются отдельные случаи, когда бие­ ние достигает 15—16 мкм. Определены также биения других элементов, входящих в валковую систему. На­ пример, биение рабочих валков равно 2—3 мкм, опор­ ных 6—8 мкм. Амплитуда суммарного биения валковой системы по практическим наблюдениям ие превышает

Т а б л и ц а 14

15—17 мкм. Установлено, что наибольшее влияние на суммарное биение валковой системы оказывает точ­ ность изготовления подшипников опорных роликов и ка­ чество шлифовки их наружных колец. В этом смысле на стане имеются резервы снижения составляющей разнотолщинности от биения валковой системы. Анализ, полученных осциллограмм с записью толщины прокатан­ ной ленты, показывает, что биение валковой системы, главным образом биение опорных роликов, проявляется в первом проходе, когда лента является еще мягкой. На ленте отчетливо видны периодические колебания состав­ ляющей разнотолщинности с периодом, равным длине окружности опорного ролика.

В последующих проходах происходит сложение со­ ставляющих от биения, образовавшихся в каждом из пропусков. Периодическая составляющая, полученная на ленте в первом пропуске, деформируется в соответст­

204

Значительно более серьезное влияние на толщину ленты оказывает натяжение, особенно заднее, о чем убе­ дительно говорят экспериментальные кривые, приведен­ ные на рис. 52. Существует несколько причин изменения натяжения.

Биение рулона на барабане моталки приводят к ци­ клическим колебаниям натяжения ленты. Период этих колебаний определяется диаметром рулона, а амплиту­ да колебаний не превышает обычно 5—10% от полного (абсолютного) значения натяжения.

При ускорении и замедлении стана также наблюда­ ется изменение натяжения. Величина отклонения натя­ жения от заданного значения в данном случае опреде­ ляется качеством работы системы автоматического ре­ гулирования. Нередко изменения в переходных режи­ мах достигают 12—25%.

Колебания толщины ленты при постоянном полном натяжении приводят к колебаниям удельных натяже­

3. ГРАФОАНАЛИТИЧЕСКИЙ МЕТОД ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА САМОВЫРАВНИВАНИЯ РАЗНОТОЛЩИННОСТИ

Выше установлены закономерности изменения про­ дольной разнотолщинности при холодной прокатке. Уточнены источники возмущений, к числу которых от­ носятся: «наследственная» (исходная) разиотолщинность от станов горячей прокатки, изменения натяжения, скорости прокатки, механических свойств ленты вдоль рулона и биение валков. Степень влияния перечислен­ ных источников возмущения на продольную разнотолщинность различна.

Экспериментально подтверждено, что величина раз^ нотолщинности от биения валковой системы, главным образом опорных роликов двадцативалкового стана 400, увеличивается на 1,5—2 мкм. Причем имеется возмож­ ность эти значения уменьшить еще на 10—15% в резуль-

205

•тате повышения качества изготовления механического оборудования.

Изменение скорости при прокатке тонкой и тончай­ шей лент следует отнести к числу весьма редких явле­ ний. Оно имеет место главным образом в период ускоре­ ния и замедления стана. Переходный режим в общей сложности длится 25—30 с из 15—30 мин цикла прокат­ ки. Изменение толщины составляет 1,5—2 мкм и проис­ ходит на сравнительно малом отрезке длины рулона.

Статистические данные, полученные на станах ЛСПЗ, показывают, что изменение механических свойств ленты вдоль рулона также не приводит к серьезным измене­ ниям продольной разнотолщш-шости. Эксперименталь­ ные исследования подтверждают, что исходная «наслед­ ственная» разнотолщинность и нарушение режима на­ тяжения являются основными источниками возмущения, обусловливающими изменение толщины полосы при прокатке.

Прежде чем наметить пути получения высококачест­ венной тонкой ленты, надо установить, в какой степени прокатный стан способствует получению такой ленты. Существует ли явление самовыравнивания разнотолщинности?

На этот вопрос можно получить ответ, если восполь­ зоваться следующим графо-аналитическим способом.

Процесс прокатки в рабочей клети листового стана "можно описать следующими уравнениями:

206

полосы на выходе стана целиком определяется упруги­ ми свойствами механической системы.

Уравнение (227) называется уравнением пластиче­ ской деформации. Оно определяет зависимость давле­ ния металла на валки от перечисленных выше парамет­ ров. Толщина полосы на выходе из прокатного стана оп­ ределяется при совместном решении указанных уравне­ ний.

Изменение толщины полосы

уравнение (227) будем решать в приращениях. Такой метод правомерен потому, что во время прокатки руло­

ж

Полученные равенства позволяют определить зави­ симость выходной разнотолщинностн от входной. Оче­ видно, что в этом случае надо принять:

8S = 8as ---- 8а0 = 8аг = О,

вания стана kR. Очевидно, что / е и = — .

Принимая во внимание, что величина обжатия е=

h0 — кг

можно записать

няется относительная разнотолщинность полосы после

размер прокатанной полосы. Толщина полосы иа выходе из стана в этом случае определяется точкой пересечения

208

В кривых 1 и 3. Разнотолщиппость возрастает па Ыц. Определим соотношение между б/го и 6/гь Ввиду малых отклонений толщины полосы от номинальной заменяем кривую пластической деформации полосы на участке ВС

ходимое для упругой деформации клети иа 1 мм, а жест­

Полученные зависимости позволяют определить сте­ пень влияния жесткости клети и полосы, а также некото­ рых технологических параметров на процесс выравнива­

/гв -уоо. В этом случае при любом изменении толщины подката б/г0 на выходе клети всегда будет 6/?i = 0.

Степень влияния жесткости клети на коэффициент выравнивания зависит от обжатия и жесткости полосы. Чем больше жесткость полосы, тем слабее влияние жесткости клети на kB.

Жесткость клети сильнее влияет на величину /гп в первых проходах, где полоса пластичнее, и сравни­ тельно мало в последних проходах.

Естественно предположить в таком случае, что наи­ более эффективно процесс выравнивания продольной разнотолщиниости проходит в первых двух проходах, когда соотношение между жесткостями клети и полосы наиболее благоприятное.

Общий коэффициент выравнивания стана 1гв опре­ деляется как произведение отдельных коэффициентов, полученных в каждом проходе.

На основании экспериментальных исследований уста­ новлено, что при прокатке тонкой и тончайшей лент и полос могут быть следующие положения:

а) & в > 1 . На стане выравнивается полоса. Относи­ тельная разнотолщинность на выходе стана меньше ис­ ходной;

б) kB=l. Клеть прокатного стана не выравнивает полосу. Относительная разнотолщинность сохраняется после обжатия в клети;

в) &в<1- Исходная разнотолщинность меньше ко­ нечной. Клеть увеличивает относительную разнотол­ щинность.

Проведенный анализ и экспериментальные исследо­ вания показывают, что процесс самовыравниваиия про­ дольной разнотолщиниости при прокатке тонкой и тон­ чайшей лент проявляется слабо. Общий коэффициент выравнивания близок к единице, а в последних прохо­ дах при прокатке особо тонких лент наблюдается даже тенденция к повышению относительной разнотолщиниос­ ти. Поэтому необходимо оснастить станы указанных ти­ пов самыми совершенными системами электропривода и автоматического регулирования толщины полосы, спо­ собными обеспечить производство тонкой и тончайшей ленты с допусками ( ± 2 ) — ( ± 5 ) мкм в зависимости от сортамента. При ручном корректировании размера по­ ставленная задача практически не выполлима. Можно говорить о повышении точности прокатзд; за счет улуч:

210

Тления качества изготовления оборудования, создания наиболее рациональной технологии прокатки. Безуслов­ но эти мероприятия способствуют снижению продольной разнотолщииности, однако они не являются определяю­ щими в данном вопросе. Здесь требуется принципиаль­ но новое решение в области создания как самих нажим­ ных устройств, так и систем электропривода и управ­ ления.

Г л а в а X I

КОНСТРУКЦИЯ И ЭЛЕКТРОПРИВОД СУЩЕСТВУЮЩИХ НАЖИМНЫХ

УСТРОЙСТВ

1. КОНСТРУКЦИЯ И ЭЛЕКТРОПРИВОД НАЖИМНЫХ УСТРОЙСТВ ЧЕТЫРЕХВАЛКОВЫХ СТАНОВ

В настоящее время в металлургической промышлен­

Ж

станах кварто, а второго — на многовалковых станах. 'На рис. 107 приведена кинематическая схема нажимно­ го устройства для четырехвалковых станов.

Установочный механизм нажимного устройства ра­ ботает в условиях прокатки, преодолевая полное давле-