Введение к работе
Актуальность работы. Новые условия рыночной экономики,
удорожание сырья, материалов и основных фондов в металлургической
промышленности выдвигают на первый план задачу рациональной,
безаварийной эксплуатации оборудования при высокой
производительности технологического процесса.
Основным критерием для выбора скоростей захвата и прокатки на блюминге является минимизация времени цикла прокатки с учетом ограничений по допустимым нагрузкам на механическое и электрическое оборудование.
Вторым важным критерием при выборе скоростных режимов является обеспечение устойчивости процессов захвата и прокатки. Нарушение устойчивости, выражающееся в пробуксовках металла в валках, соударениях раската с механизмами, приводит к высоким динамическим нагрузкам, увеличению времени цикла, отказам и авариям оборудования.
Эффективным способом для снижения вредного влияния повышенных динамических нагрузок на эксплуатационную надежность оборудования является выбор таких режимов работы, при которых снижается вероятность возникновения неустойчивых процессов. Однако в настоящее время отсутствует обоснованная методика выбора рациональных по условию устойчивости скоростных режимов, а применяемые системы управления главными приводами не обеспечивают их реализацию.
Цель работы. Разработка рациональных скоростных режимов
прокатки на блюминге и средств их реализации.
Защищаемые научные положения и результаты. Их новизна.
Положения:
Максимальное допустимое по условию устойчивости значение установившейся скорости прокатки зависит наряду с условиями трения на контактной поверхности и режимом обжатия от коэффициента формы очага деформации.
Результаты:
і. Способ прокатки слитков на блюминге, заключающийся в изменении максиальной установившейся скорости прокатки в функции коэффициента формы очага деформации и условий прокатки, обеспечивающий малую вероятность пробуксовок и снижение динамических нагрузок на оборудование.
2. Способ прокатки слитков на блюминге, заключающийся в
поддержании такого соотношения между скоростями задачи и захвата, при
котором запас кинетической энергии, обусловленный разностью скоростей,
расходуется на деформацию кромок раската, обеспечивающий улучшение
условий захвата при ограничении динамических нагрузок на оборудование.
3. Аналитические зависимости, позволяющие определить допустимые по
условиям устойчивости процесса прокатки скорости задачи, захвата и
прокатки.
4. Инженерная методика расчета рациональных с точки зрения
предотвращения пробуксовок и загрузки главного привода скоростных
режимов прокатки на обжимном стане.
5. Алгоритм работы и программное обеспечение диалоговой системы
автоматизированного расчета скоростных режимов с учетом
технологических и электротехнических параметров, обеспечивающей
высокую точность и производительность при выполнении проектных работ.
6. Структура и алгоритм работы микропроцессорной системы
автоматического управления скоростными режимами главного привода
блюминга, обеспечивающей реализацию рациональных скоростных
режимов, независимо от ошибок оператора.
Методы исследования. Теоретическое моделирование кинематических и энергосиловых параметров процесса прокатки на блюминге с применением ЭЦВМ, методы планирования эксперимента и статистической обработки информации при проведении промышленных исследований.
Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и
рекомендаций подтверждаются: принятыми теоретическими
предпосылками, базирующимися на апробированных фундаментальных положениях теории прокатки, теории электропривода и теории автоматического управления, корректным использованием математического аппарата функционального анализа, промышленным внедрением и эффективной эксплуатацией разработанной системы управления скоростными режимами главного привода блюминга.
Научное значение работы.
1. Получены аналитические зависимости, позволяющие определять предельно допустимые скорости главного привода при захвате и прокатке, при которых обеспечивается отсутствие пробуксовок.
2. Получена аналитическая зависимость для определения предельно допустимой скорости задачи раската в валки обжимного стана, при которой обеспечивается улучшение условий захвата без раскрытия зазоров в линии главного привода.
Практическая ценность работы. Разработанная методика расчета
рациональных по условиям устойчивости скоростных режимов позволяет
определить допустимые скорости задачи, захвата и прокатки на этапе
проектирования. Диалоговая система автоматизированного проектирования
обеспечивает существенное повышение производительности проектных
работ по режимам обжатий и скоростным режимам. Разработанный
алгоритм управления скоростными режимами главного привода обеспечивает реализуемость в микропроцессорных системах управления и может быть использован при проектировании и модернизации обжимных станов.
Реализация результатов работы . В результате выполнения работы изготовлена и внедрена на Донецком металлургическом заводе микропроцессорная система управления скоростными режимами главного привода клети 950. Экономический эффект в 1990 году составил і 19 тыс. рублей за счет снижения количества отказов и сокращения цикла прокатки. На блюминге 1250 Енакиевского металлургического завода внедрена система автоматизированного управления скоростными режимами главного
привода на базе функциональных модулей производства завода "Преобразователь" (г. Запорожье). Годовой экономический эффект от внедрения системы составил 370.6 тысяч гривен за счет интенсификации режима обжатий и снижения количества обрези. Диалоговая система автоматизированного проектирования скоростных режимов используется на Донецком металлургическом заводе и Макеевском металлургическом комбинате при проектировании режимов обжатий и скоростных режимов. Рекомендации по рациональным скоростным режимам использованы при модернизации системы управления главным приводом блюминга 125С (блюминг 1) комбината Криворожсталь в 1994 году.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы
доложены и обсуждены на 16-й научно-технической конференции комбината
"Криворожсталь" (г. Кривой Рог, апрель 1986 года); на научно-технической
конференции "Современный металлургический электропривод
автоматизация и САПР промышленных установок" (г. Харьков, сентябрь 1986 года); на семинарах Научного совета АН УССР 'ЭлектромеханнческоЕ преобразование энергии" (г. Донецк, ноябрь 1989 г, март 1990 года.), на научно-технической конференции, посвященной 70-летию Донецкогс политехнического института (г. Донецк, март 1991 года), на объединенноА* научном семинаре кафедры ОМД ДПИ и отделов прокатного производстве ДонНИИЧермет (г. Донецк, февраль 1991 года, ноябрь 1992 года ), на научном семинаре кафедры ОМД Днепропетровской металлургическое академии (г. Днепропетровск, март 1994 года).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 научных работ, і том числе 2 авторских свидетельства и 1 патент.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит и: введения, четырех глав, заключения, библиографического списка из 10( наименований, 4 приложений, содержит 153 машинописные страниць основного текста, 33 рисунка и 12 таблиц.