Файл: Железнов, Ю. Д. Статистические исследования точности тонколистовой прокатки.pdf

Учитывая, что изменение толщины полосы приводит к колеба­ ниям давления прокатки и, следовательно, профиля прокатной щели и формы полосы, и что толщина является одним из опреде­ ляющих параметров холоднокатаного листа, провели экспери­ ментальное исследование зависимости формы полосы от ее про­ дольной и поперечной разнотолщинности. Исследовали прокатку полосы размером 0,5X 1030 мм из стали 08кп на дрессировочном стане. Рулон прокатывали при выключенной системе гидроизгиба валков с волной по всей длине полосы. После дрессировки рулон

рассчитывали относительную разность длин и разницу удельных натяжений между серединой и краем полосы. На рис. 110 приве­ дены накопительные кривые расчетной разности удельных натя­ жений одного из участков рулона. Экспериментальные данные обрабатывали методами математической статистики. Вероятност­

f

182

Т а б л и ц а 47. Вероятностные характеристики планшетности

Малая величина коэффициентов корреляции говорит о слабой связи формы полосы с ее выходными продольной и поперечной разнотолщинностями. Это можно объяснить тем, что неравномер­ ность длин полосы по участкам ширины, а следовательно, и не­ равномерность распределения натяжения полосы в процессе про­ катки и ее форма зависят не столько от отдельного параметра, сколько от совокупности входных параметров полосы и режима прокатки. Так, для некоторых участков рулонов коэффициент корреляции между бh и 6а равен 0,3— 0,308. Поэтому для выяв­ ления зависимости профиля полосы и разности удельных натя­ жений от условий прокатки необходимо либо значительно менять каждый из параметров при неизменных значениях других пара­ метров, либо фиксировать возможно большее число параметров, определяющих профиль и форму полосы, и соответствующими методами обработки экспериментальных данных выявлять сте­ пень влияния каждого.

Непосредственное измерение отклонений от ровной формы было принято за основу расчетов вероятностных характеристик колебаний относительной разности вытяжек 6р/р и удельных натяжений ба2 на выходе из четвертой клети стана 1700 холод­ ной прокатки (см. рис. ПО и табл. 48). Аналогичные результаты были получены при осциллографировании текущих отклонений на дрессировочном стане 1700 и четвертой клети непрерывного стана 1700.

Т а б л и ц а 48. Вероятностные характеристики разности удельных натяжений и относительной вытяжки по ширине полосы

183

Из табл. 48 следует, что максимально возможный диапазон отклонений разницы вытяжек по ширине при холодной прокатке на стане 1700 составляет 10“ 3. Принимая удвоенный диапазон этого отклонения, учитывая возможность образования как волни­ стости, так и коробоватости, получаем, что устройства контроля и исполнительные механизмы системы регулирования формы должны обладать способностью изменять относительную разность вытяжек по ширине полосы в интервале (0 ч-20) ■1 0 “ 4, что состав­ ляет' ба = 0-н40 кгс/мм2.

Для определения динамических характеристик отдельных звеньев системы необходимо знать наряду с амплитудами и частот­ ные характеристики возмущений. Распределение отклонений формы полос на длине рулона непосредственно в процессе про­ катки на четырехклетевом стане 1700 и дрессировочном стане 1700 исследовали осциллографированием и измерением вручную формы листов после их резки.

В результате обработки экспериментальных данных получена спектральная плотность распределения частот отклонений формы (рис. 111, табл. 49). Из рис. 111 ясно видно, что колебание 6а имеет низкочастотную составляющую (до 3 Гц) от наследственной разнотолщинности и высокочастотную (6— 8 Гц) от биения валков последних клетей и моталки.

Расчеты показывают (см. табл. 49), что максимальная ампли­ туда высокочастотных искажений формы не превышает, 6а = = 0,4 кгс/мм2, т. е. А = 3 мм/м. Из требований ГОСТ 3680— 57 по планшетности устанавливаем, что для получения полос высо­ кого качества величина амплитуд волны или короба на 1 м длины не должна превышать 4 мм. Отсюда следует, что высокочастотная составляющая 6а = ар/р-Д укладывается в допуски по ГОСТу, не требует регулирования и может попадать в зону нечувстви­ тельности при регулировании. Основной задачей системы авто­ матического регулирования профиля и формы САРПФ следует считать регулирование отклонений формы с частотой ниже 4 Гц и амплитудой А = 3-ь25 мм/м. Кроме того, из сравнения частот­ ных спектров продольной разнотолщинности и формы можно

Рис. 111. Спектральная плотность формы холоднокатаных полос; разности удельного натяжения 6а;

/ — низкочастотная; 2 — высокочастотная

1§4

Т а б л и ц а 49. Распределение амплитуд при различных частотах колебаний геометрических параметров холоднокатаных полос

заключить, что форма полос следует за низкочастотной составля­ ющей продольной разнотолщинности при этом высокочастотные возмущения, хотя и отражаются на 6а, но не вызывают искаже­ ний формы, так как гасятся (демпфируются) в полосе. Отсюда также следует, что систему САРПФ нужно настраивать лишь на устранение низкочастотных искажений формы.

Чтобы проверить соответствие показаний системы контроля удельных натяжений истинной форме полосы, провели осциллографирование процесса дрессировки стального рулона массой 14,4 т из стали 08кп сортамента 0,5 X 1015 мм. После дрессировки рулон разрезали на агрегате поперечной резки на мерные длины 2 м. По всей длине рулона вручную измеряли амплитуду А и длину X коробка, а также продольную Ah и поперечную 8h разнотолщинность. По формулам (177) и (178) рассчитали разницу удельных натяжений между серединой и краем полосы, после чего сравнили расчетные данные с данными, полученными путем расшифровки сигнала 6as осциллограммы. Для облегчения при­ вязки записи сигнала 6 к конкретным сечениям металла про­ цесс осциллографирования был синхронизирован с процессом прокатки.

На рис. 112 приведены типичные результаты измерения 8аосц, 8арасч, Ah, 6h для одного участка по длине рулона, равного 500 м. Для определения количественной зависимости между вышепри­ веденными параметрами был сделан корреляционно-регрессион­ ный анализ с учетом того, что изменения этих величин по длине рулона носят случайный характер. Коэффициенты корреляции рассчитывали по формуле (48).

Результаты расчета, проведенного на ЦВМ, даны в табл. 50.

Значение коэффициента корреляции, равное 0,502, объяс­ няется изменением распределения внутренних напряжений по ширине полосы в промежутке между записью осциллограммы и ручными измерениями, что связано с перемоткой рулона, обрезкой

185

Т а б л и ц а 50. Вероятностные характеристики разности удельного натяжения и разнотолщинности

кромок, резкой металла на ножницах, и возможно, некоторым поперечным течением металла в очаге деформации.

Между остальными параметрами корреляционной связи не наблюдается, так как форма полосы зависит не от продольной или

186

Рис. 113. Спектральная плотность параметров бст, 6h, Alt

поперечной разнотолщинности, а от разницы величин на входе в клеть выходе и из нее. Разница в математических ожиданиях бсгруч и бстосц составляет 1,38 кге/мм2, что можно отнести за счет погрешности тарировки магнитно-анизотропного датчика (МАД).

Был проведен также частотный анализ параметров баосц, бОрУЧ, А/г, б/i, чтобы выяснить спектр частот каждого из возму­ щений. Все реализации считали стационарным случайным про­

В спектральной плотности 6h также имеются три частоты, не совпадающие с пиками бст. Это говорит о том, что характеры изменения бо и бh различны и между ними нет тесной связи. Спектральная плотность продольной разнотолщинности показы­ вает, что основная частота этой реализации сосредоточена около низких частот. В табл. 51 дано сравнение частот и амплитуд откло­ нений полосы от нормы.

Из таблицы видно, что максимальная амплитуда искажений формы при частоте 2— 4 Гц равна бстрасч = 1,3 кгс/мм2, а образу­ ющаяся при этом волна превышает 5 мм/м. Из требований ГОСТ

187