Анализ и синтез на базе комплекса технических средств гипотетической микропроцессорной системы оптимального управления технологическим процессом и оборудованием технического объекта (Прокатный стан)

МОСКОВСКИЙ  ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ  ИНСТИТУТ

(ТЕХНИЧЕСКИЙ  УНИВЕРСИТЕТ)

 

Институт Автоматики и Вычислительной Техники

Кафедра Управления и Информатики

О Т Ч Е Т

о лабораторном практикуме

по дисциплине

Автоматизированные информационно-управляющие системы

на тему

Анализ и синтез на базе комплекса технических средств

гипотетической микропроцессорной системы оптимального

управления технологическим процессом и оборудованием

технического объекта прокатный стан. 

Студенты гр. А-02-01                                                                                               Адамец Д.Ю.

                                                                                                                                    Воробьев Ю.В.

                                                                                                                                    Рахимов Ш.Я.

Преподаватель                                                                                                                Рюкин А.Н.

Москва                                                                                                                                      2004

Прокатный стан

Из всех способов обработки металлов прокатка наиболее распространена благодаря непрерывности процесса, высокой его производительности и 'возможности получения изделий са­мой разнообразной формы и улучшенного качества. Прокат­ные изделия из стали и цветных металлов (листы, полосы, ленты, различные сортовые профили, трубы, заготовки дета­лей машин) это наиболее экономичный продукт как конеч­ный для металлургических предприятий и как исходный в ма­шиностроении, строительстве и других металлопотребляющих отраслях народного хозяйства. По этим причинам в развитых  странах более ⁴/₅ производимой стали перерабатывается в различные виды проката. Так, в СССР выпуск проката составляет 80% от всей выплавляемой стали.

Схема технологического процесса прокатки состоит из 2 стадий:

1) прокатка слитка в полупродукт;

2) прокатка полупродукта в готовый прокат.

Для производства полупродукта используются блюминги, слябинги, заготовочные станы. Готовый прокат получают из заготовки, блюмов и слябов на сортовых, листовых и специальных станах.

Блюмы – заготовка квадратного или близкого к нему се­чения, получаемая на блюминге. Размеры блюмов меняются в пределах 400х400— 150х150 мм.       

Слябы – заготовка прямоугольного сечения, получаемая наслябинге или блюминге. Толщина слябов меняется от 50 до 300 мм, ширина — от 500 до 1800 мм и более.

На заготовочном стане, который обычно располагается в непосредственной близости от блюминга, блюмы прокатыва­ются в заготовку меньшего размера (от 150х150 до 50х50 мм).

На стенде рассматривается процесс получения готового проката, т.е. вторая стадия процесса проката.

Полупродукты находятся на складе исходного металла. Со склада слябы подаются в нагревательную печь. Нагрев слябов перед прокаткой должен обеспечить высокую пластичность стали и наименьшее сопротивление деформации. Для нагрева слябов используются методические четырех-пятизон­ные печи с торцовой загрузкой и выдачей. В печах слябы на­греваются до температуры 1150—1280° С.

Нагретые слябы поступают от печи к черной клети по подводящему рольгангу. В черной клети производится разбивка (раскатка) ширины сляба до требуемой величины и последую­щая прокатка в продольном направлении. Разбивка в шири­ну осуществляется путем разворота сляба на 90° вокруг вер­тикальной оси и прокатки его до требуемой ширины, после этого сляб снова разворачивают на 90° и прокатывают вдоль.

Суммарное обжатие в первой клети составляет 60—70% от общего. После этого листы в горячем состоянии подаются к роликоправильной  машине,  где осуществляется  правка.

Проверенные ОТК листы поступают к ножницам попереч­ной резки. Обрезанные готовые листы поступают на оклад го­тового проката.

В качестве черновой используется двухвалковая клеть, а в качестве чистовой –четырехвалковая.

Рассмотрим более подробно факторы, влияющие на ход технологического процесса, и проанализируем возможность возникновения аварийных ситуаций (см. рис.)

Слябы толщиной x₁поступают в черновую клеть нагреты­ми до температуры x₂. Обычно режим нагрева устанавливают для группы сталей, объединяемых по примерно одинаковым химическому составу, теплопроводности, сопротивлению деформации, пластичности, склонности к пережогу, перегреву и обезуглероживанию. Режим нагрева влияет на интенсив­ность окалинообразования, которое стремятся уменьшить. При высоких температурах (более 900 – 1000° С) скорость образования окалины увеличивается, возможно также обез­углероживание поверхностного слоя, что крайне нежелательно для сталей с повышенным содержанием углерода. Обезугле­роживание, уменьшая твердость, делает слиток непригодные для дальнейшей переработки в изделие.

С целью удаления окалины на черновой и чистовой клетях стана устанавливают сопла для подачи воды на лист под давлением 75 - 100 ат.

От температуры сляба по сечению, которая, несмотря на оптимизацию режимов нагрева, может колебаться в пределах 10—20° С, зависят механические свойства металла.

Очень важным является поддержание температуры полосы на выходе стана y₂, равной некоторому заданному значению. Вследствие того, что полоса в процессе прокатки остывает, между температурами его переднего и заднего концов появ­ляется заметная разность, в результате чего меняются меха­нические свойства металла и задний конец оказывается тол­ще переднего. Помимо утолщения заданного конца полосы, по­нижение температуры означает повышение давления на валки и, следовательно, повышение   напряжений,   возникающих в прокатываемом металле. Этот второй фактор сильно сказы­вается при  прокате тяжеловесных слябов на полосы малой толщины, когда падение температуры и соответствующее увеличение давлений становятся столь велики, что механические свойства металлов по длине полосы оказываются различными.