Разработка моделей и алгоритмов для усовершенствования системы автоматического сопровождения сварных соединений на станах бесконечной холодной прокатки

• Автор: Смыслова, Алена Леонидовна
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Череповец
• Количество страниц: 177 с. : ил.

Введение

Глава 1. Особенности обработки полосы металла со сварными

соединениями на станах бесконечной холодной прокатки

1.1. Оборудование станов бесконечной холодной прокатки

1.1.2. Виды сварных соединений.

1.1.3. Проблемы, возникающие при прокатке сварных соединений

1.1.4. Конструкции петлевых устройств

1.2. Анализ систем слежения за координатой сварного шва на станах бесконечной холодной прокатки

1.3. Постановка цели и задач исследования

Глава 2. Аналитическое, экспериментальное исследование и моделирование подсистемы слежения за координатами сварных соединений в головной части стана бесконечной холодной прокатки.
2.1. Экспериментальное исследование работы головной части пятиклетьевого стана ПХЛ ОАО Северсталь.
2.2. Анализ потерь производительности стана бесконечной
холодной прокатки при обработке металла со сварными соединениями
2.3. Математическое описание процесса расхода и
образования запаса полосы в петлевом устройстве
2.4 Разработка имитационной модели подсистемы слежения
за координатой сварного шва в головной части стана.
2.4.1. Разработка структуры имитационной модели
2.4.2. Имитационное моделирование процесса движения полосы
в петлевом устройстве непрерывного агрегата
Глава 3. Разработка функциональной схемы и имитационной модели устройства управления летучими ножницами и экспериментальное исследование сигналов сварных соединений на выходе пятиклетевого стана бесконечной холодной прокатки ПХЛ ЧерМК ОАО Северсталь
3.1. Устройство управления летучими ножницами с повышенной точностью реза.
3.2. Определение условия обнаружения шва толщиномером
3.2.1 .Определение среднестатистических значений толщины
полосы металла.
3.2.2. Составление интервального статистического ряда значений
времени запаздывания системы управления.
3.3. Разработка формирователя импульсов
3.4.Моделирование в среде тиПпк пакета МааЬ сигнала,
снимаемого толщиномером при выходе из пятой клети
3.5.Разработка имитационной модели устройства управления летучими ножницами с повышенной точностью реза полосы в.
Глава 4. Разработка системы слежения за координатами сварных соединений и оптимизация скоростных режимов стана бесконечной
холодной прокатки в функции частоты следования швов
4.1. Разработка функциональной схемы и алгоритма работы системы слежения за координатами сварных швов на стане бесконечной
холодной прокатки
4.2. Разработка имитационной модели системы слежения
за координатой сварного шва.
4.3. Имитационное моделирование процесса сопровождения сварных
швов на стане бесконечной холодной прокатки.
4.3.1. Работа подсистемы слежения за параметрами нескольких швов
4.4. Оптимизация скоростных режимов работы станов бесконечной холодной прокатки в функции частоты следования швов
Заключение
Литература


Исследования показывают, что разнотолщинность стыкуемых горячекатаных полос увеличивается с уменьшением их толщины. Разнотолщинность полос в стыке может достигать 0, 0, мм при номинальной толщине подката Н4 мм, 0, 0, мм при Н3 мм и 0,5 0, мм при Н 2 мм. Статистические исследования, проведенные авторами показали, что наиболее часто встречаются следующие виды околошовной зоны, представленные на рис. Рис. Возможные виды участка сварного соединения полос. Как видно из рис. Межрулонные швы а, б, ж так же могут иметь толщину, равную толщине стыкуемых концов рулонов одной плавки, а так же большую или меньшую, чем стыкуемые концы. Основной проблемой, связанной с прокаткой металла со сварными швами, являются порывы полосы по сварному соединению. Участок сварного соединения обладает большей твердостью и меньшей пластичностью, и при нерациональных режимах прокатки число разрываемых швов на различных станах достигает от общего количества прокатанных сварных соединений. Порывы швов приводят к снижению производительности стана, увеличивают количество брака и приводят к порче рабочих валков . Статистический анализ процесса холодной прокатки полос со сварными швами , выявил влияние ряда факторов технологии сварки и прокатки, параметров сварных стыков, условий зачистки швов на их прокатываемость. Согласно этим исследованиям, можно выделить две группы факторов, наиболее влияющих на прокатываемость швов. При прокатке сравнительно толстых полос коэффициент прокатывасмости выше, чем при прокатке тонкого металла. При прокатке более широких полос возрастает вероятность неравномерного распределения удельных натяжений по ширине полосы и достижения на отдельных участках сварного стыка усилий, достаточных для разрыва металла 1. Наиболее полно вопросы прокатки металла со сварными соединениями рассмотрены в работе В Л. Мазура 1. Авторы рассмотрели способы сварки металлических полос и машины для сварки их встык, описали основные виды дефектов сварных швов. На основании практических и теоретических исследований авторами выявлены закономерности влияния основных параметров сварных швов и технологии прокатки на склонность швов к разрушению при обжатии. Описаны способы прокатки и обработки сварных швов, обеспечивающие снижение их обрывности. Качество металла со сварным швом при бесконечной прокатке исследовалось в работах 3, 4, 5. Изучено влияние локального разогрева заготовки в зоне стыка в процессе сварки на точность размеров профилей. Исследования показали, что нейтрализовать отрицательное влияние местного разогрева можно путем снижения уровня натяжения раската между клетями. Усилие прокатки при прохождении сварного шва в условиях бесконечной прокатки на мелкосортном стане исследовалось М. В. Малаховым . В зоне сварного шва наблюдается резкое повышение температуры, которое оказывает воздействие на динамические и кинематические параметры прокатки. ЗападноСибирского металлургического комбината при прокатке арматурного профиля. Малахов М. В. выделяет три характерных участка зоны термического влияния в очаге деформации находится начало зоны сварного шва, затем средняя ее часть с максимальной температурой, и, наконец, в очаге деформации находится конец зоны сварного шва рис. Установлено, что снижение усилия прокатки в зоне сварного шва по сравнению с усилием прокатки основного металла составляет в черновой группе клетей и 5 в чистовой в зависимости от профилеразмера проката. Влияние скорости прокатки и разнотолщинности полос на стыке на прокатываемость металла со сварными соединениями исследовалось в работе 2. Согласно этим исследованиям, снижение скорости прокатки во время прохождения сварного шва сопровождается резким нарушением стабильности прокатки изменением межклетевых натяжений, усилий прокатки, толщины и плоскостности, что увеличивает вероятность обрывов сварных швов. От величины и знака разнотолщинности стыка концов полос зависит коэффициент динамичности натяжения при прокатке. Окппонлочнлн лом. Рис. I, II, III положение зон сварного шва в очаге деформации 1,2 первая и вторая половины очага деформации соответственно.