Отчет по практике на предприятии АО «Миттал Стил Темиртау», листопрокатный цех №3

     Промывка  коллекторов охлаждения клетей производится в период остановки стана на планово-предупредительные ремонты моющим раствором NaOH и Na3PO4 концентрацией 3-5 г/л, подаваемым и отстойника №9. 

                                                                                                          
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                                                                                                     Таблица 15 

Периодичность перевалок рабочих валков клетей № 4-6

 
 
 

                                                                                                                                     Таблица 16 

Периодичность перевалок опорных валков 
 

       
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
     

     

4. Расход энергии на стане 1400 и ее сокращение 
 

4.1. Улучшения технико-экономических параметров 

    С целью улучшения технико-экономических  показателей станов тонколистовой прокатки ведутся постоянные работы по изучению процесса пластической деформации и совершенствования оборудования.

    Непрерывные станы совершенствуются как по конструкции, так и в части технологического процесса.

    В области теории прокатки имеются  предложения, внедрение которых  в практику позволило бы улучшить технико-экономические показатели тонколистовой холодной прокатки. Уровень  этих показателей зависит главным образом от технологической “жесткости” напряженного состояния металла в очаге деформации.

    Технологическая “жесткость” металла может быть представлена в виде отношения среднего давления к средней величине сопротивления металла пластической деформации, т.е. , где , - сопротив-ление металла пластической деформации до и после рассматриваемого прохода. На технологическую жесткость деформируемого металла можно влиять регулирующими воздействиями, например, изменяя коэффициент трения подбором смазочно-охлаждающей жидкости. В этом случае если угол захвата больше угла трения или близок к нему, давление меньше, чем в случае, когда при той же протяженности дуги захвата прокатка осуществляется при углах , меньших угла трения. Такое влияние на отношение сегодня представляется трудно осуществимым.

    Теоретически  и экспериментально установлено, что  приведенный выше эффект уменьшения отношения можно получить при определенной величине приложенного к прокатываемой полосе внешнего натяжения. Большее снижение отношения следует ожидать при приложении к заднему концу прокатываемой полосы натяжения .

    Не  требуется доказательства то, что уменьшение величины среднего давления благоприятно скажется на всех показателях работы прокатного

стана, улучшатся  условия эксплуатации рабочих валков и всех деталей и узлов главной  линии. Пропорционально уменьшению среднего давления сокращается удельный расход энергии.

    Анализ  процесса прокатки, сопровождающегося  деформационным упрочнением, позволил установить, что общий расход энергии для осуществ 
 
 

    

    

ления пластической деформации при многопроходной прокатке зависит от изменения частных обжатий в пределах неизменного общего обжатия. Разработана методика поиска закона распределения частных относительных обжатий в виде случайных величин, отвечающего минимуму величины расхода энергии на пластическую деформацию. Суть метода заключается в переборе частных относительных обжатий  в виде случайных величин, отвечающего минимуму величины расхода энергии. Расчеты [10], выполненные по разработанной методике показали, что общий расход энергии можно уменьшить на 3…10 % в сравнении с расходом энергии при прокатке по применяемым в практике режимам обжатий.

    Но  в настоящее время не внедрены в полном объеме показанные выше возможности  совершенствования процесса пластической деформации и механического оборудования.

    Кинематика  и динамика непрерывного стана весьма сложны и находятся в стадии непрерывного изучения и исследования. Установлено, что жесткая кинематическая и динамическая связи всех рабочих клетей через  

прокатываемую полосу исключают возможность регулирующего  воздействия только на одну рабочую клеть без передачи возмущений на остальные клети. Любое регулирующее воздействие на одну рабочую клеть мгновенно вызывает изменение технологических, механических и электромеханических параметров во всех рабочих клетях непрерывного агрегата.

    Если  учесть работу агрегата в целом, то необходимо рассматривать число систем управлений, равное числу рабочих клетей. Сложный характер взаимосвязи рабочих клетей является причиной того, что наблюдаются устойчивые колебания технологических, механических, электрических величин, например, межклетевых натяжений, моментов в трансмиссионных валах, якорных токов двигателей. Большие колебания вызывают обрывы полосы при прокатке, приводят к наварам и порезам на валках при обрыве полосы.

    Влияние регулирующих воздействий на процесс  прокатки даже в одной рабочей клети, например, противоизгиба валков, повлечет за собой колебания параметров всех остальных рабочих клетей [5]. 
 

     4.2. Выбор критерия и метода оптимизации режимов обжатий                       на стане 1400 
 

     При прохождении инженерной практики было выявлено что при оптимизации режимов обжатия на стане 1400 нельзя допустить появления дефекта неплоскостности и его разновидности. Количество этого дефекта уменьшается при оптимальном режиме обжатий, обеспечивающим равенство усилий Р , Р ... P в отдельных клетях.

     

     При алгоритме выбора режима холодной тонколистовой прокатки возникает задача оптимизации многоэтапного процесса [16]. Сущность оптимизации с математической точки зрения сводится к следующему: требуется найти такой режим , чтобы при заданных энергетических, технологических, организационных и экономических ограничениях реализовать экстремум так называемой целевой функции:  максимальную производительность  или  минимальные  затраты  

энергетических  ресурсов, максимально высокое качество продукции и т.д.

     Для решения задач оптимизации широко применяют поисковые прямые методы математического программировании. Различают методы регулярного и случайного поисков. При регулярном поиске алгоритм очередного шага в процессе поиски экстремума полностью определяется результатами предыдущих шагов.

     Одним из наиболее простых методов регулярного  поиска, реализующим идею замены однократного решения сложной задачи многократным решением более простой, является метод Гаусса- Зейделя, основанный на последовательном переборе параметров управления, причем на каждом этапе перебора экстремум отыскивается по отдельному выбранному i-тому параметру при постоянных значениях остальных. Найденное оптимальное значение i-гo параметра не меняется на следующих (n-1)  этапах поиска.

      При случайном поиске в алгоритм решения задачи намеренно вводят случайности, что в ряде случае значительно ускоряет поиск глобального экстремума.

     Наиболее  полно элементы случайности используют в ненаправленном случайном поиске. Реализуют ею следующим образом. Строят последовательность независимых случайных точек, принадлежащих множеству допустимых значений аргументов . Вычисляют соответствующие значения целевой функции F( ), F ( ), ... F ( ), из которых затем выбирают наименьшее: 

                                  Fmin = min { F( ), F ( ), ... F ( )}.

     Здесь ограниченное подмножество вариантов  выбирают случайным образом. Это позволяет более или менее равномерно просмотреть всё множество вариантов и гарантирует от какой-либо односторонней схемы выбора «пробных» вариантов. С увеличением числа рассматриваемых вариантов возрастает вероятность получения оптимального решения задачи. Метод позволяет статистически оценить число вариантов, необходимых для получения  

оптимального  решения с заданной точностью.

     Задачи  оптимизации многоступенчатых процессов, т.е. таких, которые естественным образом складываются из нескольких этапов, эффективно решаются методом динамического программирования. Его специфические особенности:

     - задача решается по шагам или  этапам: сложная задача сводится  к последовательному решению множества более простых задач;

     

     - на  каждом   этапе  оптимизируется  целевая  функция  с учетом  условий, определяемых решениями, принятыми на предыдущих этапах;

     - целевая функция должна обладать  свойством адитивности, т.е. должно быть:

     F=

,

     где f - вклад в целевую функцию i-го этапа (i = 1,2, .. .N)

     Метод динамического программирования позволяет отказаться от сплошного перебора и ограничиться целенаправленным перебором резко сокращенного количества вариантов, что существенно снижает трудоемкость расчетов. Другое важное достоинство метода: он легко и просто учитывает ограничения, накладываемые на решение. В то время как при использовании традиционных методов оптимизации увеличение количества ограничений существенно усложняет задачу при динамическом программировании, наоборот, чем больше ограничений и, следовательно, чем уже область допустимых решений, тем меньше вариантов приходится рассматривать и тем скорее достигается оптимальное решение.

     Пусть применительно к холодной прокатке на N-клетевом непрерывном стане требуется найти режим прокатки, обеспечивающий равенство усилий Р , Р ... P в отдельных клетях. Допустим, что начальная h и конечная h толщины прокатываемой полосы заданы и, следовательно, известно суммарное обжатие h=h - h Искомое обжатие в отдельных клетях обозначим через

     Целевую функцию этой задачи можно сформулировать в виде:  

     F = min при условии и прочих ограничениях, накладываемых прочностными возможностями стана , энергетическими возможностями привода, условием пластичности прокатываемого металла и т.д.

     Поскольку минимальное значение F равно нулю, то частные обжатия , соответствующие минимуму F при заданных ограничениях, в то же время обеспечивают выполнение равенств необходимых по смыслу рассматриваемой задачи.

     Задача  может быть решена методом динамического программирования или более просто - методом целенаправленного перебора вариантов. После предварительного назначения натяжений в межклетевых промежутках расчет по данному методу сводится к следующему:

     - назначают некоторое обжатие в первой клети и определяют соответствующее усилие прокатки Р .

     - подбирают такое обжатие во второй клети, при котором Р ; 
         - подбирают такое обжатие , при котором ;

     

     - на каждом этапе проверяют, удовлетворяет ли принятое обжатие системе ограничений; если на i-том этапе принятое обжатие не «проходит» по какому-либо ограничению, то уменьшают и повторяют расчеты, начиная с этапа 1;