Снижение электропотребления широкополосного стана горячей прокатки Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

УДК 621.31

СНИЖЕНИЕ ЭЛЕКТРОПОТРЕБЛЕНИЯ ШИРОКОПОЛОСНОГО СТАНА ГОРЯЧЕЙ ПРОКАТКИ Г.П. Корнилов, A.A. Чернов, А.Г. Медведев

Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова, Россия, г. Магнитогорск [email protected]

Актуальность проблемы

Горячекатаная полоса является одним из основных видов металлопродукции. Производство горячекатаных полос, является энергоёмким производством в черной металлургии, в значительной степени определяет технико-экономические показатели металлургического

предприятия. По указанной причине проблема улучшения качества и

-

.

Основные проблемы и решения

Все существующие в настоящее время основные конструкции станов горячей прокатки широких полос можно разделить на три типа:

1) широкополосные станы горячей прокатки;

2) станы с печными моталками (Стеккеля);

3) литейно-прокатные агрегаты различной конструкции.

В данной статье заострено внимание на широкополосных станах .

-

метры прокатки в клетях и, следовательно, влияет на потребляемую

-

энергии на прокатку. Следовательно, минимизация удельного расхода

-

нием температуры прокатываемого металла, что входит в противоре-

-

.

С учетом изложенного очевидно, что при рассмотрении литейно-прокатного комплекса «печи - стан» необходимо минимизировать удельный расход различных видов энергоресурсов с учетом их вза-.

Рассматривая технологическую линию «нагрев металла - горячая

прокатка полос» как единый объект энергосберегающего управления,

-

ных управляющих воздействий и разработки системы управления. Критерий оптимальности энергосберегающего управления представлен в виде минимума суммарных удельных (на единицу массы металла) затрат на нагрев и прокатку металла:

Зт + Зэ —>■ min,

где Зт , Зэ - затраты, соответственно, на топливо в нагревательных печах, на электроэнергию в прокатных клетях.

Оптимизация осуществляется перераспределением энергии между

отдельными участками литейнопрокатного комплекса «печи - стан». В

-

талла в черновой группе клетей и температура нагрева сляба. Область допустимых управлений определена ограничениями Х/Ч на энергосиловые и геометрические параметры прокатных клетей je,-,-:

■V

j i — j i

где 7 - номер клети (i = 1, 2, ..., k): / - номер контролируемого параметра (j = 1, 2, ..., п); к - количество клетей; п - количество контролируемых параметров i-ой клети.

--

ющих компонентов модели:

- коэффициента контактного трения при установившемся процессе горячей прокатки;

- температурного и скоростного режима прокатки листов на стане 5000 ОАО «ММК», (количество клетей равно i=l).

Склад слядоб Нагредагпельные печи ГидросЫ РаЗочая клеть

Устанобка ускоренного охлаждения Машина горячей праЬки

Рис. 1. Устройство стана 5000 ОАО «ММК» (двойными квадратами па схеме выделены основные потребители тепловой и электрической энергии)

В результате теоретического исследования коэффициента контактного трения, получены зависимости для расчета коэффициента

-

ве формул В.И. Капланова [5], которые зависят от таких факторов, как коэффициент влияния состояния поверхности, коэффициент влияния химического состава стали, угла захвата, скорости прокатки, темпера-

туры деформации, коэффициента влияния вида смазки и толщины смазочной пленки. При этом:

- коэффициент влияния состояния поверхности, ранее имевший определенные значения для различных типов валков, выражен зависимостями, которые учитывают показатель Ка - шероховатость поверхности валков

:

Ксп = 0,289111(7^)+ 0,898

:

К = 0,0647? +0,633

сп ' а '

Эти зависимости более точно и полно учитывают качество по.

Графически зависимости по определению коэффициента влияния состояния поверхности приведены на рис. 2.1.

- коэффициент влияния химического состава, ранее имевший

определенные значения для некоторых марок стали, выражен следую:

Кхс = 1,09 - (0,666 X Сэ)

которая включает в себя углеродный эквивалент определяемый по

:

■V № + Си

Сэ- С -

Мп Сг+Мо-- + -

6 5 15

-

фициента влияния химического состава, учитывает не только строго определенные марки стали, но и колебания химического состава в пределах одной марки.

-

троэнергии \¥пр, от температуры 1;, скорости прокатки V, и обжатия сШ были использованы следующие формулы

г=к-к,

1+0,74

\ + 0,7%Квс М„=рс-Ь-К2-/-(а

0,12 + 1,32—(1,07-6х1(Г4?)

■27):

пр

К

где шероховатость поверхности валков, мкм; С, Мп, Сг, Мо, V, М, Си - содержание элементов в прокатываемой стали, %; а - угол захва-

та, рад; V - скорость прокатки, м/с; / - температура раската, "С; Ллвс -коэффициент, учитывающий вид смазки; £ - толщина смазочной

пленки, мкм Мпр - момент прокатки; рср — среднее контактное давление; Ь - уширение; - радиус волка; / - установившийся коэффициент трения; ос — угол захвата; у — нейтральный критический

угол; - коэффициент плеча момента; с!И - величина обжатия; V -скорость прокатки.

Рис. 2. График зависимости электропотребления Ж„ от температуры прокатываемого металла (

Рис. 3. График зависгшости электропотребления Ж„р от скорости прокатки V

Рис. 4. График зависимости электропотребления Wnp от величины обжатия dh

Выводы

На основании проведенных преобразований предложено создать математическую модель учитывающую все выше изложенные факторы влияющие на энергопотребление, и исходя из данной модели определить минимум затрат электроэнергии при прокатке металла на ШСГП.

Список литературы

1. В.Ф. Бурьянов, Е.С. Рокотян, А.Е. Гуревич. Расчет мощности двигателей главных приводов прокатных станов. Изд. №3193 1961. 359с.

2. А.И. Целиков, А.Д. Томленов, В.И. Зюзин. Теория прокатки М., "Металлургия", 1982. 335с.

3. А.И. Целиков, Г.С. Никитин, С.Е. Рокотян. Теория продольной прокатки. М., "Металлургия", 1980. 320с.

4. А.И. Целиков, П.И. Полухин, В.М. Гребеник. Машины и агрегаты металлургических заводов. М., "Металлургия", 1988. 432с.

5. А.П. Грудев. Теория прокатки. М., "Металлургия", 1988. 240с.