Аналитические методы расчета переходных процессов Составление схемы электропривода

Курс лекций по электротехнике

Типы прокатных станов. Режим работы

Большое разнообразие типов прокатных станов можно свести к двум группам: реверсивные и нереверсивные.

Реверсивный прокатный стан имеет одну реверсивную клеть и механизмы, расположенные перед и за клетью для приема и манипулирования прокатываемыми полосами, длина которых по мере прокатки увеличивается. Длину прокатываемых полос определяют из секундного объема металла перед рабочими валками и за рабочими валками.

V = Fnc · Vnp

Fnc - площадь поперечного сечения полосы;

Vnp - скорость проката.

Непрерывный прокатный стан имеет несколько клетей, расположенных последовательно на одной технологической линии. В каждой клети осуществляется деформация металла (прокатка) на заданную (расчетную) величину. После каждой клети длина прокатываемой полосы увеличивается (равенство секундного объема металла до и после валков) и линейная скорость валков каждой следующей клети выше чем валков предыдущей на определенную величину. Особенностью прокатки на многоклетьевом непрерывном прокатном стане является необходимость создавать натяжение в прокатываемой полосе между клетями во избежании «выпучивания» полосы.

Особенностью работы реверсивного стана состоит в разгоне и торможении больших вращающихся масс в каждом цикле. А так как от прокатного стана добиваются высокой производительности, то ускорение и замедление вращающихся масс принимают высокими.

Отсюда большая доля динамической составляющей в нагрузке на главный привод (привод вращения валков).

Расчетный режим работы на прокатных станах - тяжелый и непрерывный. Отдельные механизмы работают в повторно-кратковременном режиме. Производительность прокатных станов высокая. Так заготовочный стан непрерывной прокатки, прокатывающий заготовки круглого и квадратного сечения имеет производительность 6 000 000т проката в год. Производительность сортопрокатных станов(швеллер, двутавр, уголок,рельс) - до 1 000 000т в год.

Производительность листопрокатных станов – до 1 500 000 т/год

Порядок скоростей прокатки (по последней клети): реверсивные станы - 3 м/сек;

непрерывные заготовочные и сортопрокатные станы 5 м/сек; листопрокатные непрерывные станы - 10м/сек.

  Рис.22 Реверсивный прокатный стан

рабочая двухвалковая реверсивная клеть;

рольганг с приводными роликами;

раскатное поле перед клетью;

раскатное поле за клетью;

Vпр- скорость прокатки

Рис.23  Непрерывный прокатный стан

главный привод (вращение валков);

рабочая клеть (всего 8 клетей);

прокатываемый металл;

соединительный шпиндель (соединяет и передает вращение от привода рабочему валку);

Vпр- скорость прокатки.

Основы теории прокатки

(рис.24, 25, 26)

Кинематика и параметры

Пространство, ограниченное сверху и снизу дугами захвата АВ и А1В1, боковыми гранями полосы и плоскостями входа и выхода металла из валков, называют геометрическим очагом деформации.

Параметрами очага деформации являются:

 - обжатие

 - уширение

 - дуга захвата АВ

 - горизонтальная проекция дуги захвата АС=l

R=D/2

Средняя высота прокатываемой полосы: .

Угол захвата a:

Для характеристики формоизменения используют коэффициент деформации Кd. Этот коэффициент равен произведению коэффициента вытяжки l, уширения- b, обжатия- h

Кd=lbh,

где , где L0 и L1 длина полосы соответственно до и после прокатки;

  ;

 

 V прокатки

 Рис. 24 Схема деформации при прокатке

Рис. 25 Схема деформации при прокатке

ho, b0- исходные значения высоты и ширины (см. рис. 24)

h1, b1- конечные значения высоты и ширины

Рис.26 Направление сил действующих на валки при прокатке с натяжением

Исходя из закона постоянства объема деформируемого металла, можно записать:

Для обеспечения захвата полосы валками необходимо, чтобы:

tga £ mmах, где m- коэффициент трения между прокатными валками и металлом при захвате.

Значение a:

-холодная прокатка стали, шлифованная рабочая поверхность валков–3-40(0,05-0,07рад)

-горячая прокатка стали- 18-220(0,31-0,38рад).

Коэффициент mmах определяется по формуле Экелунда:

mmax=k1(1,05-0,0005t),

где k1-коэффициент, учитывающий качество поверхности валка. Для стальных валков k1=1

 t- температура прокатываемого металла в 00С.

Исследование прокатки показали, что mmах зависит от скорости прокатки, химического состава прокатываемого материала.

Практические данные по величине mmах:

горячая прокатка стали, температура прокатки 11000С, скорость прокатки 1-1,5м/с

mзах=0,26-0,29;

холодная прокатка стали, сталь высокоуглеродистая (0,8% С), валки с высокой твердостью рабочей поверхности, полированные

mзах=0,085

В зоне деформации прокатываемого металла существует явление, называемое опережением (S) (превышение скорости выхода металла из валков над окружной скоростью валков):

,

где V1- скорость прокатываемого металла; Vb- окружная скорость валков.

Опережение определяют из условия постоянства секундного объема прокатываемого металла:

,

где g - нейтральный угол, задающий координату нейтрального сечения, в котором скорость прокатываемого металла равна горизонтальной составляющей окружной скорости валков.

Угол γ определяют, исходя из равновесия сил, действующих на прокатываемую полосу, по формуле:


Составление схемы электропривода