Министерство образования и науки
Российской федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
«Магнитогорский государственный технический университет имени Г.И.Носова»
Кафедра автоматизированного электропривода и
мехатроники
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к лабораторным работам по курсу “Автоматизированный электропривод в металлургии”
Электропривод и автоматизация моталки
непрерывного стана 2500 холодной прокатки листа
Магнитогорск
2012
УДК 621.771-83
Электропривод и автоматизация моталки непрерывного стана 2500 холодной прокатки листа. “Автоматизированный электропривод в металлургии”
Составители:
Печатается по решению методического Совета факультета
Содержание
стр.
1.Введение………………………….…………………………2
2.Принципы построения САР электроприводов
намоточных устройств…….………………………………..3
2.1.Особенности процесса намотки полосы на станах
холодной прокатки……………...………………………..3
2.2.Технологические требования к электроприводам
намоточных устройств. Выбор типа электропривода…5
2.3.Принципы построения систем управления
электроприводов намоточных устройств………………9
2.3.1.О точности регулирования натяжения полосы при
применении косвенных регуляторов…………………11
3.Особенности электропривода моталки непрерывного
стана 2500 холодной прокатки листа…………………….15
3.1.Краткая характеристика стана и моталки……………...15
3.2.Силовое оборудование моталки………………………..16
3.3.Функциональная схема САР электропривода
моталки…………………………………………..………17
3.4.Принципиальная схема системы регулирования тока
якоря двигателя………………………………………….25
3.5.Принципиальная схема системы регулирования
возбуждения двигателя…………………………………31
4.Контрольные вопросы для самопроверки……...……….34
5.Литература……………………………………………...…37
2.Принцип построения сар электроприводов намоточных устройств
2.1.Особенности процесса намотки полосы на станах холодной прокатки
Основной отличительной особенностью работы современных станов холодной прокатки листа является создание в прокатываемой полосе значительных усилий натяжения. На непрерывных станах полоса натянута как между клетями, так и между клетями и моталкой или разматывателем.
Применение натяжения на станах холодной прокатки обусловлено следующими причинами:
уменьшается коробоватость и волнистость полосы, обусловленная неточной калибровкой стана и валков, неоднородностью структуры прокатываемого металла и т.п.;
улучшается структура металла благодаря улучшению истечения металла в очаге деформации и продольной вытяжке полосы;
стабилизируется толщина полосы;
обеспечивается плотная и равномерная намотка полосы на барабан моталки;
снижается момент на валу двигателя последней клети стана.
Величина удельного натяжения полосы при намотке, необходимая для нормальной устойчивой работы стана σ=(0,5-0,7) σт, где σт – предел текучести прокатываемой стали с учетом явления наклепа.
Усилие натяжения в полосе
Т= σ В h,
где σ – удельное натяжение полосы;
В,h –соответственно ширина и толщина полосы.
В зависимости от профиля прокатываемого листа натяжение в полосе может регулироваться на непрерывных станах в диапазоне 5:1, а на реверсивных многовалковых станах – до 50:1.
В процессе намотки полосы на барабан моталки диаметр рулона постоянно увеличивается, что обуславливает рост линейной скорости намотки полосы, а следовательно, и ее натяжения.
Величина натяжения полосы может быть определена из уравнения [ 1 ]
(2.1)
Здесь
-начальное(заданное)
натяжение полосы;
E – модуль упругости металла;
- расстояние между последней клетью и
барабаном моталки;
- соответственно линейные скорости
намотки и
полосы, выходящей из последней клети.
Из
(2.1) видно, что при
величина
натяжения растет, и может произойти
обрыв полосы. Поэтому для сохранения
постоянства натяжения в полосе необходимо
поддерживать
или
иначе
(2.2)
где
-
начальный радиус рулона, равный радиусу
барабана моталки;
-
текущий радиус рулона;
-
начальная и текущая скорости вращения
барабана
моталки, соответствующие скорости прокатки
полосы
.
Из
(2.2) получим, что при
,
т.е. угловая скорость моталки должна уменьшаться по мере увеличения радиуса рулона.
Требующийся диапазон регулирования скорости
,
(2.3)
где -радиус барабана моталки;
- максимальный радиус рулона;
- угловая скорость барабана моталки при
.
Условие поддержания постоянства натяжения полосы позволяет записать еще одно равенство:
или
,
(2.4)
где
- соответственно начальное и текущее
значения
крутящего момента на валу барабана моталки.
Таким образом, для намотки полосы с постоянными скоростью и натяжением угловая скорость вращения барабана моталки должна снижаться, а момент на валу – увеличивается по мере увеличения радиуса рулона.
Для получения минимальной разнотолщинности полосы, постоянное натяжение в ней необходимо поддерживать как при установившейся скорости прокатки, так и в режимах разгона стана от заправочной скорости до максимальной рабочей и последующего торможения в конце прокатки рулона, а также при подтормаживаниях стана для пропуска через клети сварных швов. Кроме того, необходимо сохранить натяжение полосы в режимах кратковременной остановки стана, обусловленных какими-либо технологическими причинами.