RU2810432C1 - Method for regulating rotation speed of ball mill rolls - Google Patents
Method for regulating rotation speed of ball mill rolls Download PDFInfo
- Publication number
- RU2810432C1 RU2810432C1 RU2023105670A RU2023105670A RU2810432C1 RU 2810432 C1 RU2810432 C1 RU 2810432C1 RU 2023105670 A RU2023105670 A RU 2023105670A RU 2023105670 A RU2023105670 A RU 2023105670A RU 2810432 C1 RU2810432 C1 RU 2810432C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- workpiece
- rolls
- ball rolling
- ball
- rotation speed
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 title description 4
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims abstract description 39
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 3
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000010960 cold rolled steel Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к прокатному производству, в частности к способам регулирования частоты вращения валков шаропрокатного стана.The invention relates to rolling production, in particular to methods for regulating the rotation speed of the rolls of a ball rolling mill.
Известен способ и устройство для выравнивания моментов на рабочих валках прокатной клети с индивидуальным электроприводом [1] (патент RU №2362641, МПК В21В37/46, опубликованный 27.07.2009), включающий выдачу задания на скорость вращения электроприводов рабочих валков, сравнение моментов для верхнего и нижнего валков, получение рассогласования моментов, выдачу коррекции на ограниченное изменение скорости вращения валков, если превышена допустимая разница моментов. Преимуществом способа является то, что для определения коррекции на выравнивание моментов используется только интегральные составляющие скоростей валков и корректируются поочередно только скорости вращения электропривода наиболее загруженного по моменту валка (верхнего или нижнего), при этом коррекции всегда направлены на уменьшение момента электропривода наиболее загруженного валка.There is a known method and device for equalizing moments on the working rolls of a rolling stand with an individual electric drive [1] (patent RU No. 2362641, MPK V21B37/46, published on July 27, 2009), including issuing a task for the rotation speed of the electric drives of the working rolls, comparing the moments for the upper and lower rolls, obtaining moment mismatch, issuing correction for a limited change in the rotation speed of the rolls if the permissible moment difference is exceeded. The advantage of the method is that to determine the correction for moment equalization, only the integral components of the roll speeds are used and only the rotation speeds of the electric drive of the most torque-loaded roll (upper or lower) are adjusted in turn, while the corrections are always aimed at reducing the electric drive torque of the most loaded roll.
Недостатком данного изобретения является то, что данная технология применима только для станов с индивидуальными приводами валков.The disadvantage of this invention is that this technology is applicable only to mills with individual roll drives.
Известны способы, где переменная частота валков используется для выравнивания скоростей валков в онлайн режиме, в многоклетьевых станах для обеспечения минимальных тяговых усилий в металле при неравномерном нагреве металла по длине [2] (патент RU № 2075358, МПК В21В37/46, опубликованный 20.03.1997), либо для клетей с индивидуальными приводами валков патент RU №2362641, МПК В21В37/46, опубликованный 27.07.2009 [1] для повышения стабильности процесса прокатки на высокой скорости, достижения высокой производительности стана и снижение отсортировки холоднокатаного проката по дефектам поверхности. There are known methods where variable roll frequency is used to equalize roll speeds online, in multi-stand mills to ensure minimal traction forces in the metal during uneven heating of the metal along the length [2] (RU patent No. 2075358, IPC B21B37/46, published 03/20/1997 ), or for stands with individual roll drives, patent RU No. 2362641, IPC B21B37/46, published on July 27, 2009 [1] to increase the stability of the rolling process at high speed, achieve high mill productivity and reduce the sorting of cold-rolled steel based on surface defects.
Недостатком данного изобретения то, что данная технология применима только для многоклетьевых станов, шаропрокатные в свою очередь являются одноклетьевыми.The disadvantage of this invention is that this technology is applicable only for multi-stand mills; ball rolling mills, in turn, are single-stand.
Наиболее близким (прототипом) по технической сущности к заявленному устройству, по количеству сходных признаков, является способ регулирования частоты вращения валков шаропрокатных станов [3] (патент RU №2723342, МПК В21Н1/14, опубликованного 09.06.2020, бюл.№16) где увеличение стойкости реборд шаропрокатных валков обеспечивается за счет того, что в период между прокаткой заготовки и захватом последующей заготовки при падении нагрузки снижают частоту вращения валков до 20-50% от рабочей частоты в зависимости от диаметра прокатываемой заготовки и характеристики стана, а после захвата последующей заготовки и появления момента валка увеличивают частоту вращения валков до рабочей частоты, при этом управление частотой вращения валков производят автоматически в зависимости от фиксируемой нагрузки по логическому коду.The closest (prototype) in technical essence to the claimed device, in terms of the number of similar features, is a method for regulating the rotation speed of rolls of ball rolling mills [3] (patent RU No. 2723342, IPC V21N1/14, published 06/09/2020, Bulletin No. 16) where An increase in the durability of the flanges of ball rolling rolls is ensured by the fact that in the period between rolling the workpiece and gripping the subsequent workpiece, when the load drops, the rotation speed of the rolls is reduced to 20-50% of the operating frequency, depending on the diameter of the rolled workpiece and the characteristics of the mill, and after gripping the subsequent workpiece and the appearance of the roll torque, the roll rotation speed is increased to the operating frequency, while the roll rotation speed is controlled automatically depending on the fixed load using a logical code.
Недостатком данного изобретения является то, что технология учитывает изменение частоты вращения валков при захвате заготовки только за счет появления момента на валке и его снятие, но не учитывает возможность применения других систем отслеживания при захвате заготовки.The disadvantage of this invention is that the technology takes into account the change in the rotation speed of the rolls when gripping the workpiece only due to the appearance of a moment on the roll and its removal, but does not take into account the possibility of using other tracking systems when gripping the workpiece.
Технический результат на достижение которого направлено данное изобретение является увеличение ресурса шаропрокатных валков за счет применения технологии изменения частоты вращения в момент захвата. The technical result to which this invention is aimed is to increase the service life of ball rolling rolls through the use of technology for changing the rotation speed at the moment of gripping.
Указанный технический результат достигается за счет того, что способ регулирования частоты вращения шаропрокатных валков шаропрокатного стана, включающий снижение частоты вращения валков 1 до 20-50% от рабочей частоты в зависимости от диаметров прокатываемой заготовки 2 и характеристики шаропрокатного стана, а после захвата последующей заготовки 2 увеличивают частоту вращения валков до рабочей частоты, после чего в зоне захвата уменьшают удельное контактное давление на реборды шаропрокатных валков, в соответствии с изобретением производят автоматическое регулирование на увеличение или на снижение частоты вращения валков, отслеживание положения заготовки 3 по датчикам 3.The specified technical result is achieved due to the fact that the method of regulating the rotation speed of ball rolling rolls of a ball rolling mill, including reducing the rotation speed of rolls 1 to 20-50% of the operating frequency, depending on the diameters of the rolled workpiece 2 and the characteristics of the ball rolling mill, and after gripping the subsequent workpiece 2 increase the rotation speed of the rolls to the operating frequency, after which in the gripping zone the specific contact pressure on the flanges of the ball rolling rolls is reduced; in accordance with the invention, automatic control is carried out to increase or decrease the rotation speed of the rolls, monitoring the position of the workpiece 3 using sensors 3.
Кроме того, автоматическое регулирование на увеличение частоты вращения валков производят после начала её вращения и прохождения одного рабочего оборота валков.In addition, automatic control to increase the rotation speed of the rolls is carried out after the start of its rotation and the passage of one working revolution of the rolls.
Кроме того, автоматическое регулирование на снижение частоты вращения валков производят в автоматическом режиме после отслеживания выпадения последней половинки шара из шаропрокатного стана с помощью датчика счета шаров 3.In addition, automatic control to reduce the rotation speed of the rolls is carried out automatically after monitoring the loss of the last half of the ball from the ball rolling mill using ball counting sensor 3.
Кроме того, в качестве датчика положения 3 используют бесконтактный или контактный датчик контроля положения объектов.In addition, a non-contact or contact sensor for monitoring the position of objects is used as position sensor 3.
По предлагаемому способу предлагается в зависимости от поступающих с датчиков положения заготовки и датчика счета шаров управлять частотой вращения валков в автоматическом режиме. После прокатки заготовки, при выпадении последней половинки из клети стана, снижать частоту оборотов валков на 20-50% от рабочей, в зависимости от диаметра прокатываемой заготовки и характеристики стана, а после захвата последующей заготовки, начала её вращения и прохождении одного рабочего оборота валков, увеличивать до рабочей (ФИГ 1). Это обеспечит падение удельного контактного давления на наиболее изнашиваемые реборды (в зоне захвата) и увеличит ресурс валков до 20%.According to the proposed method, it is proposed to control the rotation speed of the rolls in automatic mode depending on the input from the workpiece position sensors and the ball counting sensor. After rolling the workpiece, when the last half falls out of the mill stand, reduce the frequency of rotation of the rolls by 20-50% of the working one, depending on the diameter of the workpiece being rolled and the characteristics of the mill, and after grabbing the next workpiece, begin its rotation and complete one working revolution of the rolls, increase to working level (FIG 1). This will ensure a drop in the specific contact pressure on the most worn flanges (in the gripping zone) and will increase the service life of the rolls by up to 20%.
Техническая сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображен:The technical essence of the invention is illustrated by the drawing, which shows:
ФИГ.1. Наличие и расположение датчиков при захвате заготовкиFIG.1. Presence and location of sensors when gripping a workpiece
Описание ссылочных позиционных номеров:Description of reference position numbers:
1- Шаропрокатные валки1- Ball rolls
2- заготовка2- workpiece
3- датчики положения заготовки (шара)3- workpiece (ball) position sensors
Сущность предложенного способа осуществляется следующим образом. В процессе прокатки шаров наибольший износ происходит по ребордам валков, в частности в зоне захвата заготовки. Исходя из условия захвата заготовки, определяющим параметром является окружное ускорение Ω. На действующих шаропрокатных станах заготовка задается в валки с нулевым окружным ускорением и вращение ей придается валками после захвата, поэтому ускорение будет являться квадратом скорости. В силу этого наибольшее давление приходится на реборды в месте захвата валками заготовки. В зависимости от диаметра заготовки, диаметра валков и прочих параметров незначительное уменьшение частоты вращения валков может привести к существенному уменьшению удельного контактного давления на валки в зоне захвата. При устоявшемся процессе удельное контактное давление на валки при изменении частоты вращения меняется незначительно.The essence of the proposed method is carried out as follows. During the rolling of balls, the greatest wear occurs along the flanges of the rolls, in particular in the workpiece gripping area. Based on the condition of gripping the workpiece, the determining parameter is the circumferential acceleration Ω. On operating ball rolling mills, the workpiece is placed into rolls with zero circumferential acceleration and rotation is imparted to it by the rolls after gripping, so the acceleration will be the square of the speed. Because of this, the greatest pressure falls on the flanges where the rolls grip the workpiece. Depending on the diameter of the workpiece, the diameter of the rolls and other parameters, a slight decrease in the rotation speed of the rolls can lead to a significant decrease in the specific contact pressure on the rolls in the gripping zone. In a stable process, the specific contact pressure on the rolls changes insignificantly when the rotation speed changes.
Пример.Example.
Предлагаемый способ был опробован и реализован на шаропрокатном стане рельсобалочного цеха АО «ЕВРАЗ Нижнетагильский металлургический комбинат». The proposed method was tested and implemented on the ball rolling mill of the rail and beam shop of JSC EVRAZ Nizhny Tagil Metallurgical Plant.
При производстве шара с условным диаметром 100 мм, используют заготовку 2 номинальным диаметром 100 мм и длиной 6,5 м. Заготовку 2 нагревают в печи до температуры 1040⁰С и задают в осевом направлении в рабочую клеть шаропрокатного стана 60-120 KOCH AMT, с шаропрокатными валками 1 номинального диаметра 700 мм. Валки при этом пред задачей в клеть вращаются с частотой 75 об/мин. Перед попаданием заготовки в зону работы валков, она проходит через бесконтактный оптический датчик положения (ДОГ-М18-76К-1113-СА), после чего сигнал с датчика поступает на логическую схему тиристорного преобразователя, происходит начало работы логического реле-времени, которое рассчитано на захват заготовки и прохождение одного оборота вращения валка после захвата, после чего автоматически передается обратный сигнал, и частота вращения валков увеличивается до 100 об/мин. Происходит прокат всей заготовки. Бесконтактный оптический датчик (ДОГ-М18-76К-1113-СА), находящийся с обратной стороны валков – на выходе из клети, передает сигнал о количестве выпавших шаров из заготовки, счета шаров отсчитывает 86 полных шаров, что означает завершение проката всей заготовки, и передаёт сигнал на преобразователь для автоматического замедления валков до 75 об/мин. После чего задается следующая заготовка и цикл повторяется зановоWhen producing a ball with a nominal diameter of 100 mm, billet 2 with a nominal diameter of 100 mm and a length of 6.5 m is used. Billet 2 is heated in a furnace to a temperature of 1040⁰C and placed in the axial direction into the working stand of a 60-120 KOCH AMT ball rolling mill, with ball rolling rolls 1 nominal diameter 700 mm. In this case, the rolls rotate into the cage at a frequency of 75 rpm before the task. Before the workpiece enters the roll operation zone, it passes through a non-contact optical position sensor (DOG-M18-76K-1113-SA), after which the signal from the sensor enters the logic circuit of the thyristor converter, and the logical time relay begins to operate, which is designed for gripping the workpiece and passing one rotation of the roll after gripping, after which the return signal is automatically transmitted and the rotation speed of the rolls increases to 100 rpm. The entire workpiece is rolled. A non-contact optical sensor (DOG-M18-76K-1113-SA), located on the back side of the rolls - at the exit from the stand, transmits a signal about the number of balls dropped from the workpiece, the ball count counts 86 full balls, which means the completion of rolling the entire workpiece, and transmits a signal to the converter to automatically slow down the rolls to 75 rpm. After which the next workpiece is set and the cycle repeats again
Анализ патентов и научно-технической информации не выявил использования новых существенных признаков, используемых в предлагаемом решении по их функциональному назначению. Следовательно, предлагаемое изобретение соответствует критерию «изобретательский уровень».Analysis of patents and scientific and technical information did not reveal the use of new essential features used in the proposed solution for their functional purpose. Therefore, the proposed invention meets the “inventive step” criterion.
Подтверждено, что использование данного изобретения дает следующий эффект:It has been confirmed that the use of this invention gives the following effect:
- с применением данной технологии ресурс валков на стане 60-120 РБЦ, оснащенным датчиками положения был увеличен в среднем на 10%;- with the use of this technology, the service life of rolls on the 60-120 RBC mill, equipped with position sensors, was increased by an average of 10%;
- предлагается использовать переменную частоту вращения с автоматической регулировкой в зависимости от положения заготовки в стане.- it is proposed to use variable rotation speed with automatic adjustment depending on the position of the workpiece in the mill.
Источники информацииInformation sources
[1] Патент RU №2362641, МПК В21В37/46, опубликованный 27.07.2009; [1] Patent RU No. 2362641, IPC V21B37/46, published 07.27.2009;
[2] Патент RU №2075358, МПК В21В37/46, опубликованный 20.03.1997;[2] Patent RU No. 2075358, IPC B21B37/46, published 03/20/1997;
[3] патент RU №2723342, МПК В21Н1/14, опубликованного 09.06.2020, бюл.№16.[3] RU patent No. 2723342, IPC V21N1/14, published 06/09/2020, bulletin No. 16.
Claims (3)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2810432C1 true RU2810432C1 (en) | 2023-12-27 |
Family
ID=
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3621692A (en) * | 1969-06-12 | 1971-11-23 | Armco Steel Corp | Apparatus for shaping and sizing balls |
SU1423238A1 (en) * | 1986-01-09 | 1988-09-15 | Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт металлургического машиностроения им.А.И.Целикова | Method of manufacturing short bodies of rotation of small diameter |
SU1428518A1 (en) * | 1986-10-20 | 1988-10-07 | Донецкий научно-исследовательский институт черной металлургии | Method of determining the sliding of metal in helical rolling |
RU2723342C1 (en) * | 2019-06-06 | 2020-06-09 | Акционерное общество «ЕВРАЗ Нижнетагильский металлургический комбинат» (АО «ЕВРАЗ НТМК») | Method for controlling the speed of rolls of a ball rolling mill |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3621692A (en) * | 1969-06-12 | 1971-11-23 | Armco Steel Corp | Apparatus for shaping and sizing balls |
SU1423238A1 (en) * | 1986-01-09 | 1988-09-15 | Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт металлургического машиностроения им.А.И.Целикова | Method of manufacturing short bodies of rotation of small diameter |
SU1428518A1 (en) * | 1986-10-20 | 1988-10-07 | Донецкий научно-исследовательский институт черной металлургии | Method of determining the sliding of metal in helical rolling |
RU2723342C1 (en) * | 2019-06-06 | 2020-06-09 | Акционерное общество «ЕВРАЗ Нижнетагильский металлургический комбинат» (АО «ЕВРАЗ НТМК») | Method for controlling the speed of rolls of a ball rolling mill |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2057601C1 (en) | Method of hot rolling of steel strip and plant for performing the method | |
CN107971351B (en) | Production device and production method for steel pipe online cooling | |
RU2344889C1 (en) | Method of casting with further rolling, when high speeds of casting are provided, and further hot rolling of relatively thin metal stocks, in particular, steel ones, and suitable device | |
CN111069286B (en) | Automatic correction method for rolled piece slipping based on analysis and judgment of rolling process parameters | |
CN102069369A (en) | Processing technology of high-temperature alloy GH600 | |
RU2810432C1 (en) | Method for regulating rotation speed of ball mill rolls | |
CN112718880A (en) | Tapping temperature control system of rod and wire heating furnace and operation method thereof | |
CN113976629B (en) | Seamless pipe and preparation method thereof | |
JP7131714B2 (en) | Rolling mill vibration prediction method, rolling mill abnormal vibration determination method, metal strip rolling method, and rolling mill vibration prediction model generation method | |
US20150027186A1 (en) | Plant to control the section area of a rolled product and corresponding method | |
CN112547841A (en) | Speed control method and device for working roll of pre-straightening machine | |
CN104084428A (en) | Method for online controlling uneven thickening of seamless steel pipe wall in reducing sizing production | |
CN113522989A (en) | Dynamic sleeve falling control method for loop of hot continuous rolling mill | |
RU2723342C1 (en) | Method for controlling the speed of rolls of a ball rolling mill | |
CN114985474B (en) | Process method for online roll changing of dynamic dislocation regulation of DS rolling mill unit | |
CN102896184B (en) | Load reduction control method of hot straightener during reverse pass straightening | |
CN109092906A (en) | A kind of on-line tuning method of five Stands Cold Tandem Mills group slipping phenomenon | |
CN106807762B (en) | Pass through the method for the deviation rectification roller stroke pre-control cold continuous rolling mode of production | |
RU2315671C1 (en) | Tube screw rolling method | |
RU2004130361A (en) | METHOD AND DEVICE FOR ROLLING Billets IN A ROLLING PLANT WITH A KOSOVALOVY MILL | |
RU210176U1 (en) | Braking device for the vertical roll of the universal stand of the rolling mill | |
SU1247113A1 (en) | Method of controlling pilger rolling mill | |
US7296450B2 (en) | Apparatus and method for production of tapered steel pipe | |
CA1086105A (en) | Method of rolling metal workpiece and mill therefor | |
JP2001353504A (en) | Lubricated temper cold-rolling method |