Прокатное отделение

Холодная прокатка электротехнической изотропной стали, по действующей технологии ведётся за один передел без промежуточного отжига. Величина суммарной деформации достигает 82, 5%. Обжатия по клетям, как правило 23 ÷ 48, 5%. На четырехклетевых станах обжатие в первой клети иногда достигает до 50%. Более высоких степеней обжатий следует избегать, так как это приводит к ухудшению условий поступления смазки в очаг деформации, увеличению прогиба рабочих валков и ухудшению плоскостности готовых полос. Как правило, диапазон относительных обжатий для первой клети составляет 30 – 40%. Обжатие в последних клетях стана, как правило, находится в пределах 20 ÷ 25%. При повышении обжатия наблюдается возрастание коэффициента трения из-за ухудшения поступления смазки в очаг деформации. Это приводит к увеличению температуры полосы и к разложению смазки в замкнутом пространстве, ограниченном валком и полосой, если температура превышает верхний порог разложения применяемого эмульсола. При разложении смазки образуются области микросхватывания поверхности валка и полосы, происходит налипание частиц металла на валки и “травмирование” поверхности полосы.

Обжатия в смежных с первой и последней клетями выбирают из условия примерного равенства загрузки этих клетей по условию прокатки.

Натяжение полосы оказывает, существенное влияние на стабильность холодной прокатки электротехнической изотропной стали и уровень энергосиловой загрузки на клети и главные привода стана. Натяжение полосы является важнейшим технологическим фактором для удержания холод-нокатаной полосы в межклетевых промежутках и выравнивания вытяжек по ширине прокатываемой полосы. С увеличением натяжения уменьшается давление металла на валки, появляется возможность получения при прокатке более тонких полос. В тоже время высокое натяжение полосы может (при наличии концентраторов напряжений по кромке полосы) привести к повышению вероятности обрыва полос при холодной прокатке. Исходя из этого, удельные натяжения полос при холодной прокатке выбирают так, чтобы они не превышали 40 – 50% от условного предела текучести наклёпанного металла.

При расчёте режимов прокатки натяжение на разматывателе выбирают максимальным, исходя из его технической характеристики. Заднее натяжение, создаваемое разматывателем, является эффективным средством для уменьшения силовой нагрузки на первую клеть.

При выборе режима натяжений по стану необходимо учитывать технические характеристики применяемых измерителей натяжения, установленных в межклетевых промежутках.

Из опыта освоения технологии холодной прокатки электротехнической изотропной стали, рекомендуется использовать межклетевые натяжения от 25 до 18% от условного предела текучести наклёпанной полосы. Причём, большие значения относятся к первому межклетевому промежутку, а меньшие – к последнему. При снижении уровня межклетевых натяжений до 15% от условного предела текучести и менее проводит к потери устойчивости полосы по стану в процессе её прокатки.

Натяжение на моталки можно выбирать с учётом прочность вала барабана моталки, допускаемого момента привода моталки или нормальных условий работы механизма расклинивания барабана моталки (100 - 120 МПа), а также устойчивости внутренних витков рулона после снятия их с барабана моталки (5 - 100 МПа).

В верхней части каждой клети находится гидроцилиндры для автоматического регулирования толщины полосы при прокатке. Регулирование постоянства линии прокатки обеспечивается клиновыми устройствами, которые смонтированы в нижней части клети.

Система изгиба и противоизгиба рабочих валков действует от устройств регулирования давления в цилиндрах, расположенных в гидравлических блоках, смонтированных в окнах станин.

Измерение натяжения полосы между клетями осуществляется роликовыми тензометрами.

Измерение толщины полосы в процессе прокатки производится толщиномерами, которые расположены следующим образом:

- один у входа в клеть №1;

- один у выхода из клети №1;

- один у выхода из клети №4.

После клети №4 полоса обдувается сверху и снизу воздухом из коллектора и проходит над стрессометрическим роликом. Полоса транспортируется через рефлекторный ролик по пневматически опускающемуся столу к моталке. После окончания прокатки рулона, вращение моталки останавливается в таком положении, чтобы конец полосы был внизу.

Стол тележки отводится под рулон с минимальным прижатием, после чего барабан моталки уменьшается в диаметре. Рулон транспортируется тележкой на отводящий конвейер с подвижной гидравлической балкой. Конвейер передаёт рулоны в шаговом режиме на транспортер, который передаёт рулоны в шаговом режиме на агрегат подготовки холоднокатаных рулонов или пролёт АНО.

Фактический диапазон изменений полных натяжений по стану составляет для первого межклетевого промежутка 220-260 кН, для второго промежутка 140-220 кН, для третьего промежутка 100-190 кН. Оптимальной можно считать область, в которой межклетевые удельные натяжения изменяются от 34% в первом до 18% в третьем межклетевом промежутке. Экспериментально установлено, что при удельных межклетевых натяжениях менее 15% от условного предела текучести полоса в стане обладает малой устойчивостью. Увеличение натяжения свыше 35-40% от условного предела текучести, при концентрации напряжений по кромке полосы приводит к увеличению обрывности полосы и одновременно к функционированию САРН в 1-ом межклетевом промежутке на верхнем уровне допустимых значений.

На моталке при действующих режимах удельное натяжение составляет от 6 до 9% от условного предела текучести прокатываемого металла. Полное натяжение в зависимости от ширины и толщины изменяется от 60 до 30 МПа.

Таблица 10. Режим прокатки полосы шириной 1030мм из стали 0402

Таблица 11. Режим прокатки полосы шириной 1040мм из стали 0202

Из таблиц 10 и 11 видно, что режимы, реально используемые на производстве, соответствуют рекомендациям, указанным выше.

При прокатке металла в работе должны находиться одновременно грубый и тонкий контуры системы автоматического регулирования толщины. Прокатка электротехнической изотропной стали с содержанием кремния не менее 2, 6% может производиться без включения грубого контура САРТ.

Работать без системы регулировки натяжений (САРН) запрещается, т.к. это может привести к выходу натяжений за допустимые при разгоне и торможении стана.

Холодную прокатку производят с включением системы контроля плоскостности полос и выводом эпюры распределения удельных натяжений по ширине полосы на экран дисплея. В случае неисправности системы контроля плоскостности допускается производить холодную прокатку без ее включения. Настройку стана осуществляют в ручном режиме.

Рассмотрим более подробно систему начальной настройки стана.

Расчет начальной настройки непрерывного стана холодной прокатки бази­руется на математических моделях процесса прокатки. Алгоритм начальной наст­ройки (рис. 6) реализуется с помощью комплекса программ: подготовки исход­ных данных; расчета технологических параметров; приспособления (адаптации) модельных коэффициентов; унаследования адаптированных коэффициентов моде­ли; учета измеренных величин; обеспечения измеренными величинами; слежения за материалом; передачи рассчитанных данных.

Рис. 6. Структурная схема алгоритма настройки стана:

1 – данные материала;

2 – данные рулона;

3 – стандартные программы прокатки;

4 – диаметр валков;

5 – стратегия;

6 – подготовка данных;

7 - унаследованные модельные коэффициенты;

8 – унаследованные коэффициенты кривой наклепа;

9 – просчет заданного режима обжатий и проверка ограничений;

10 – буфер для хранения расчетных и измеренных значений;

11 – изменение и унаследование коэффициентов моделей и кривой наклепа после 20 циклов адаптаций; 13 – адаптация коэффициентов модели и кривой наклепа;

14 - статистический анализ измеренных величин.

В предписания прокатки входят стратегия расчета режима прокатки (вид и величину задания), значения входного, выходного и межклетевых натяжений, значения скорости прокатки, количества эмульсии по клетям. Все предписания задаются оператором главного поста при задании (стратегии). Они выбираются из стандартных, хранящихся в памяти УВМ, предписаний. В память УВМ они заносят­ся по команде оператора при предшествующих прокатках. Возможно несколько стратегий расчета режима прокатки, при которых задаются те или иные требования к распределению параметров по клетям стана. Стратегия расчета и определяющие ее величины задаются оператором. Варианты стратегий приведены в табл.10.

Таблица 12. Варианты стратегий прокатки