赖宏;胡昌宗;闫立超
【摘 要】热轧带钢卷取过程是一个复杂的动态工艺过程,卷取过程中卷筒上的钢卷卷径随时都在发生变化,导致卷筒的状态也在跟随变化.卷取机设计选型需要获取卷筒的动态负荷,利用开发的卷筒动态负荷模拟计算程序对卷取过程进行了模拟计算,计算结果和生产实际情况吻合较好. 【期刊名称】《重庆科技学院学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2013(015)003
【总页数】灵图天行者5页(P125-129)线圈骨架
【关键词】热轧带钢;卷取过程;卷筒负荷;模拟计算
【作 者】赖宏;胡昌宗;闫立超
【作者单位】中冶赛迪工程技术股份有限公司轧钢事业部,重庆401122;中冶赛迪工程技术股份有限公司轧钢事业部,重庆401122;中冶赛迪工程技术股份有限公司轧钢事业部,重庆401122
【正文语种】中 文
【中图分类】TG335
1 热轧带钢卷取工艺过程分析
地下卷取机是热轧带钢生产线上核心装备之一。近年来，高强度钢已经成为当前市场的强烈需求，而卷取机能力是制约高强度钢生产的重要环节之一，各钢铁公司对卷取机的卷取能力也愈加重视，因此有必要对热轧带钢卷取全工艺过程进行充分研究并准确计算卷取机卷取过程的力能参数，以便为现有热轧带钢生产线卷取机升级改造提供理论计算支撑。
热轧带钢卷取过程是一个比较复杂的工艺过程，带钢往往在精轧机和卷取机之间形成连轧关系，卷取机与精轧机之间的位置关系如图1所示。
图1 精轧机与卷取机间设备布置示意图
一个完整的热轧带钢卷取周期应包括从带钢头部出精轧末架机架开始，直到带钢尾部到达卷取机完成卷取并卸卷整个动态工艺过程［1］。在这个过程中，带钢的速度、张力、钢卷直径均有变化，因此要获得准确的卷筒主传动的负荷情况，必须对卷取过程整个周期按阶段逐时间节点进行动态分段模拟计算。 icson热轧带钢卷取过程各工艺阶段带钢速度与时间关系曲线见图2。卷取过程各阶段说明见表1。
2 卷筒负荷动态模拟计算模型
2.1 卷筒上的钢卷卷径计算
随着带钢在卷筒上不断地卷取，卷筒上的钢卷直径时刻都在发生变化，从而导致卷筒速度、卷筒上的钢卷重量和转动惯量也时刻发生变化，因此卷筒负荷动态计算的前提是要根据各时刻卷入带钢的长度来计算钢卷直径。
图2 卷取过程各工艺阶段分段示意图
表1 卷取过程各阶段说明注:在实际卷取过程中，并非每块带钢卷取都具有上述完整的11个阶段，比如厚规格产品生产时，往往为恒速卷取，没有升速阶段，在计算时把该阶段的加速度按0进行考虑。名称 主要内容备注第1阶段时间节点0～T1带钢匀速运行;卷取机以穿带速度运转。0时刻为带钢头部出精轧机末架的时刻第2阶段时间节点T1～T2带钢以第一加速度运行;卷取机以穿带速度运转。第3阶段时间节点T2～T3带钢以第一加速度运行(受限于卷取机最大咬入速度);夹送辊和精轧机间建立张力;卷取张力在带钢卷取过程中逐渐建立。带钢头部进入卷取机并卷取2～3圈后，卷筒和夹送辊之间形成张力第4阶段时间节点T3～T4带钢以第二加速度运行到最大轧制速度;卷筒速度根据带钢速度、各个时刻的卷径确定;卷筒和夹送辊、精轧机之间建立张力。第5阶段时间节点T4～T5带钢以最大速度匀速运行;卷筒速度由带钢速度、各个时刻的卷径确定;卷筒和夹送辊、精轧机之间建立张力。第6阶段时间节点T5～T6带钢减速运行至带尾出末机架精轧机;卷筒速度由带钢速度、卷径确定;带尾出精轧机后，卷筒和夹送辊之间建立张力。第7阶段时间节点T6～T7带钢继续减速运行至带尾离开层冷出口;卷筒速度由带钢速度、各个时刻的卷径确定;卷筒和夹送辊之间建立张力。第8阶段时间节点T7～T8带钢减速运行至夹送辊;卷筒速度由带钢速度、各个时刻的卷径确定;卷筒和夹送辊之间建立卷取张力，到节点T8时张力消失。第9阶段时间节点T8～T9
带钢尾部定位，卷取完成;卷筒速度根据尾部停位需要确定;无张力。第10阶段时间节点T9～T10 钢卷卸卷。此时卷筒速度为0第11阶段时间节点T10～T11 卷筒加速到下一块带钢穿带速度。
式中:L—各时刻卷入卷筒的带钢长度;D卷筒—卷筒涨开后的直径，一般为762 mm;n— 卷入卷筒钢卷的带钢圈数;h—带钢厚度。
解关于n的一元二次方程，得到卷入卷筒的带钢圈数为:，则各时刻卷筒上的钢卷直径为:
2.2 卷筒电机传动力矩计算爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范
带钢卷取过程电机传动需要的力矩M电机主要包括传动系统摩擦力矩Mf、带钢张力力矩Mz、带钢弯曲力矩和卷筒加减速力矩
M电机 =(Mz+Mb+Mf)/η卷筒 +Md折算到卷筒电机上的带钢张力力矩为
折算到卷筒电机上的带钢弯曲力矩为
启航2014折算到电机上的摩擦力矩为
式中:B—带钢宽度;h—带钢厚度;σ0—带钢卷取过程中张应力;σs—带钢在卷取温度时的变形抗力;μ—卷筒支承轴承摩擦系数;d—卷筒支承轴承直径;P—卷筒支承轴承上承受的压力，包括钢卷重量和卷筒重量;i— 卷筒传动装置减速比;η卷筒—卷筒传动装置机械效率。
带钢在卷筒上不断地卷取，卷筒上的钢卷直径逐渐增大，同时卷筒速度有变化，卷筒上的钢卷转动惯量也在发生变化，且由于钢卷重量较大，导致卷筒电机承受的动态加减速力矩相应较大，因此，在进行卷筒负荷动态计算时不能忽略。
卷筒动态加减速力矩计算公式如下:
式中:t—相邻计算时间节点时刻差值;nt—计算时间节点时对应的卷筒电机转速;Gt—计算时间节点对应的折算到卷筒电机轴上转动惯量。式中的微分计算可通过对相邻时间节点进行有限差分计算获得。
2.3 计算方法
为真实准确地计算卷取机的有关参数，对卷取过程中的11个阶段分别进行计算，且每个阶段划分为4个时间小节，根据各工艺阶段逐时间小节对卷取过程卷筒负荷进行动态模拟计算。
3 卷筒负荷动态模拟计算实例
根据上述计算模型编制了卷筒负荷动态模拟计算软件，选择某2050热轧新建强力卷取机进行卷筒动态负荷模拟计算，该卷取机布置主要工艺参数见表2，卷取机主要工艺设备参数见表3，对某规格带钢卷取工艺过程参数见表4。
表2 卷取机布置主要工艺参数位置 长度/m精轧机末机架距离测量仪表距离S1 8.67精轧末机架距离层冷末段位置距离S2 116.40精轧末机架距离下夹送辊中心线距离S3 142.86精轧末机架距离卷取机卷筒中心线距离S4 145.25卷筒中心距离辊道面垂直距离S5 2.20
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议