Новый алгоритм синтеза первого приближения режима обжатий при холодной прокатке в травильно-проктном агрегате Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

М.И.Румянцев, И.О.Новицкий, О.Б.Калугина, И.Д.Зелинов, Ю.А.Зелинова

ФГБОУ ВО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова»

НОВЫЙ АЛГОРИТМ СИНТЕЗА ПЕРВОГО ПРИБЛИЖЕНИЯ РЕЖИМА ОБЖАТИЙ ПРИ ХОЛОДНОЙ ПРОКАТКЕ В ТРАВИЛЬНО-ПРОКТНОМ АГРЕГАТЕ

Аннотация. Получены зависимости, которые позволяют формализовать выбор рационального режима обжатий методом заданных мощностей при холодной прокатке в совмещенном травильно-прокатном агрегате 2000 (PLTCM 2000). Степень соответствия прогнозируемых и действительных рациональных толщин достигает 99,8%.

Ключевые слова: холодная прокатка, совмещенный травильно-прокатный агрегат, режим обжатий, мощность двигателя, коэффициент загрузки.

В работе [1] описан метод синтеза режима обжатий на непрерывном стане холодной прокатки по критерию заданных мощностей двигателей главного привода (рис. 1), разработанный на основе «базисного метода» определения удельного расхода энергии, который

предложили А.В.Третьяков и Б.Е.Локшин [2]. В данном методе Щ - активная мощность, которую должен отдать двигатель I -ой клети, чтобы осуществить процесс прокатки в ней, определяется относительно номинальной мощности привода Щном с помощью коэффициента к,:

Щ = ЩЮм ■ к. (1)

Кроме указанных в тексте, на рис. 1 использованы следующие обозначения: -толщина подката, мм; ^ - толщина х/к полосы, мм; /520 и к^20 - коэффициенты, учитывающие отличия валков узлов от валкового узла стана 520/1016х740, О р - диаметр рабочих валков, мм; Ор - предел текучести, МПа; Ов - временное сопротивление разрыву, МПа; Мх и Му - параметры кривой удельного расхода энергии; А^ - работа, затрачиваемая на тонну, кВтчас/т; С - количество часов на тонну, час/т; А, - удельный расход энергии в I -ой клети, кВт час/т; А^ - накопленный удельный расход, кВт час/т; Ь, - толщина полосы после I -го прохода, мм.

Однако в работе [1] рекомендации по выбору к, отсутствуют. Для обоснования выбора коэффициента загрузки двигателя применительно к прокатному модулю агрегата PLTCM 2000, был проведен анализ данных, накопленных ранее при выполнении исследования [3]. Рассматривали прокатку полос толщиной от 0,33 до 3 мм из подката шириной 1000 до 1670 и толщиной от 1,8 до 6 мм с пределом текучести от 280 до 550 МПа. На основании отчетов АСУ ТП о параметрах прокатки находили толщину полосы на выходе из каждой

клети Ьф и для той же клети методом последовательного приближения подбирали коэффициенты кI, которые обеспечивали расчетное значение толщины Ьр, вычисленное по алго-

Ьф ^ 0,1. Пределы текуче-

ЬР Ьф

ритму на рис. 1, такое, чтобы выполнялось условие:

сти подката прогнозировались с применением формул, представленных в работе [4], а кривые упрочнения по формулам, представленным в работе [5].

V - Н

Ы к

I

¡=1 ... N

0,0153-10-6-ст М = --2.

М

г = 0,890959 - 0,001767 - В + 4 -10-6 - В 2

' 520 ' ' р р

-0,0046-8-10-6 -ст

к520

I

I

£„„ - 2,35291- 0,014513-В + 2,6-10-5 - В 2 520 ' ' р ' р

1 г

СТ - 224 ,55 - 0,5154 ■СТТ + 4,1 -10 -3 -ат 2

1-1 1

— -0,736-I -МЧг + М„

Ы у

А

с - —^

Г Е

¡=1 ... N

1

— - с-Г. / /

1

— . - А , + А. Е1 /-1 1

^ Ы =

—Е- М

0,736- —еМ

к

Таблица обжатий

Рис. 1. Исходный алгоритм синтеза режима обжатий [1]

Оказалось, что сумма Е/-1 ^ ЫЕ (где ЦЕ - Н0/Нк - коэффициент суммарного обжатия от толщины подката Нд до толщины готовой полосы Нк ) стремится к единице с погрешностью не более 10%. Таким образом отношение ^ /ц можно рассматривать как долю Д, которую составляет частный коэффициент обжатия в I -ой клети (Ц - /Нц ) относительно суммарного коэффициента обжатия Ыъ - Н0/Н ), т.е.:

А-(На/Ну)/(Н0/Нк). (2)

С помощью программного комплекса «STATISTГСA», применяя инструмент «Общие регрессионные модели» и процедуру «Лучшие подмножества», установили, что в каждой клети А - /(¡Ые;стн) и наилучшими отображениями указанной тенденции для клетей 1-4 являются следующие аппроксимации:

А - 0,2401 + 0,0214Це - 0,0049Ц2 + 0,00002стНцЕ; А2 - -0,0430 + 0,0003стН + 0,0915% - 0,0112ц| ; А3 - 0,1073 + 0,0339ц - 0,0070Ц| + 0,0001стНцЕ; А4 - 0,1749 - 0,0014ц| .

(3)

(4)

(5)

(6)

Доля клети 5, сходя из того, что Е¡-Д ^ 1:

г

520

А = 1 -!Д •

I=1

(7)

Для определения требуемой величины активной мощности двигателя ( Ж = Жном - к ) необходимо привести рассчитанные значения Д к коэффициентам к^:

к = Д • (8)

На основании полученных данных алгоритм определения толщины и предела текучести, представленный на рис. 1, можно привести к следующему виду (рис. 2):

-► 1=1 .. N )-

1

У520 = 0,890959 -0,001767 -В + 4-10-6 -В 2 ' Р Р

к,„ = 2,35291- 0,014513- Вр + 2,6 -10-5 - Вр 2

1

а = 224 ,55 - 0,5154 -стг + 4,1-10 -3 -ат 2

0,0153-Ю-6-а

-0,0046-8-10 -а

М =—:-•у к

Д = 0.2401 + 0.0214-ы - 0.0049 + 0.00002 -стя -ы;

Д = -0.0430 + 0.0003-а„ + 0.0915-ы-0.0112

А = 0.1073 + 0.0339-ы- 0.0070 ы + 0.0001 -а -ы;

Р4 = 0.1749 - 0.0014-Ы;

Р, 4 = 1 Д. ¡=1

¡=1

------+-------

— = 0,736-1 , х ч + М

Е ^ (ы) у

—

с =

А = с -Ж

(ы)

— - М

- _00_^_^_

0,736 - — -М

Ж.

Рис. 2. Модернизированный алгоритм синтеза режима обжатий

Сравнение фактических толщин на выходе из клетей и толщин, прогнозируемых по модернизированному алгоритму (рис. 2) показало, что степень их соответствия достигает 99,8% (рис. 3).

53'5 5 3,0

га"

х 2 5

I 2,0

о

к 1,5

га

5 1,о

I0'5 5 0,0

К7 = 0,99

32

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

Прогнозируемая толщина, мм

Рис. 3. Диаграмма соответствия прогнозируемых и фактических значений толщины полосы на выходе из клетей

М

н

У

►< 1=1 ... N

— = + —

Таким образом, выявлена сущность коэффициентов загрузки приводов, которые применяемых в методе [ 1] синтеза режима обжатий при холодной прокатке на непрерывном стане, а также получены выражения для расчета указанных коэффициентов применительно к прокатному модулю агрегата PLTCM 2000. Результаты исследования позволяют формализовать выбор частных обжатий по клетям прокатного модуля и тем самым повысить их обоснованность, а также являются основой для изучения особенностей взаимосвязей толщины полосы и активной мощности привода на станах холодной прокатки других типов.

Библиографический список

1. Выбор первого приближения скоростного режима при автоматизированном проектировании непрерывной холодной прокатки / В.М.Салганик, М.И.Румянцев, Б.Я.Омельченко и др. // Труды четвертого конгресса прокатчиков. М.: ОАО «Черме-тинформация», 2002. С. 163-171.

2. Оптимальная производительность станов холодной прокатки / Г.Л. Химич, А.В.Третьяков, Э.А.Гарбер, М.А.Макарова. М.: Металургия, 1970. 240с.

3. Анализ особенностей режимов работы травильно-прокатного агрегата 2000 ОАО «ММК» / Сарычев Б.А., Денисов С.В., Горбунов А.В. и др. // Труды IX конгресса прокатчиков 2013. С.141-146.

4. M.I. Rumyantsev. Generalized algorithm aided design modes of rolling and its application for developing technology of PLTCM 2000. CIS Iron And Steel Reviev 2014(9). Pp.40-44.

5. Сравнение методов прогнозирования деформационного упрочнения металла при автоматизированном проектировании режимов холодной прокатки / Румянцев М.И., Шубин И.Г., Митасов В.С. и др. // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И.Носова. 2012. №2. С.39-42.

INFORMATION ABOUT THE PAPER IN ENGLISH

M.I.Rumyantsev, I.O.Novitsky, O.B.Kalugina, I.D.Zelinov, J.A.Zelinova

Nosov Magnitogorsk State Technical University

THE NEW SYNTHESIS ALGORITHM FOR A FIRST APPROXIMATION OF DRAUGHTING SCHEDULE DURING COLD ROLLING INTO PICKLING-ROLLING MILL

Abstract. The relationships between drive usage of a rolling stand and yield strength and summary reduction were obtained. This relationships makes it possible to formalize a choice of draughting schedule in combination pickling-rolling mill 2000 (PLTCM 2000). The formula was found using target power method. The degree of conformity between forecasting and actual rational thickness achieved 99,8%.

Keywords: cold rolling, combination pickling-rolling mill, draughting schedule, engine power, drive load factor.