RU2810432C1 - Method for regulating rotation speed of ball mill rolls - Google Patents

Method for regulating rotation speed of ball mill rolls Download PDF

Info

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
Application number
RU2023105670A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Владимирович Борисов
Алексей Евгеньевич Горбенко
Никита Олегович Чистяков
Виталий Юрьевич Рубцов
Александр Алексеевич Серебренников
Андрей Николаевич Бородин
Original Assignee
Акционерное общество "ЕВРАЗ Нижнетагильский металлургический комбинат" (АО "ЕВРАЗ НТМК")
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "ЕВРАЗ Нижнетагильский металлургический комбинат" (АО "ЕВРАЗ НТМК") filed Critical Акционерное общество "ЕВРАЗ Нижнетагильский металлургический комбинат" (АО "ЕВРАЗ НТМК")
Application granted granted Critical
Publication of RU2810432C1 publication Critical patent/RU2810432C1/en

Links

Abstract

FIELD: rolling mill.
SUBSTANCE: method for rolling balls in the stand of a ball rolling mill. Provide a reduction in the rotation frequency of ball mill rolls with flanges by 20-50% of their operating frequency depending on the diameter of the rolled workpiece, gripping the workpiece with ball mill rolls, increasing the rotation speed of ball mill rolls to their operating frequency and reducing the specific contact pressure on the ball rolling flanges in the gripping zone rolls. Regulation to reduce or increase the rotation speed of ball mill rolls is provided in automatic mode by monitoring the position of the workpiece using two sensors. One of the sensors is located before the workpiece enters the operating zone of the ball mill rolls, and the other is located at the exit from the ball rolling mill stand. The specified increase in the rotation frequency of the ball mill rolls to their operating frequency is carried out after the workpiece is captured by the ball mill rolls, the start of its rotation and the passage of one working revolution of the ball mill rolls.
EFFECT: as a result, the service life of ball mill rolls increases.
1 cl, 1 dwg, 1 ex

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)

1. Способ прокатки шаров в клети шаропрокатного стана, включающий снижение частоты оборотов шаропрокатных валков с ребордами на 20-50% от их рабочей частоты в зависимости от диаметра прокатываемой заготовки, захват заготовки шаропрокатными валками, увеличение частоты вращения шаропрокатных валков до их рабочей частоты и уменьшение в зоне захвата валков удельного контактного давления на реборды шаропрокатных валков, отличающийся тем, что регулирование на снижение или повышение частоты вращения шаропрокатных валков обеспечивают в автоматическом режиме при отслеживании положения заготовки по двум датчикам, один из которых, являющийся датчиком положения заготовки, располагают перед попаданием заготовки в зону работы шаропрокатных валков, а другой, являющийся датчиком счета прокатанных шаров, – на выходе из клети шаропрокатного стана, при этом указанное увеличение частоты вращения шаропрокатных валков до их рабочей частоты осуществляют после захвата заготовки шаропрокатными валками, начала ее вращения и прохождения одного рабочего оборота шаропрокатных валков.1. A method of rolling balls in a ball rolling mill stand, including reducing the rotation frequency of ball rolling rolls with flanges by 20-50% of their operating frequency depending on the diameter of the workpiece being rolled, gripping the workpiece with ball rolling rolls, increasing the rotation speed of ball rolling rolls to their operating frequency and reducing in the roll gripping zone, the specific contact pressure on the flanges of the ball rolling rolls, characterized in that regulation to reduce or increase the rotation speed of the ball rolling rolls is provided automatically when monitoring the position of the workpiece using two sensors, one of which, which is a workpiece position sensor, is placed before the workpiece hits to the operating zone of the ball rolling rolls, and the other, which is a counting sensor of the rolled balls, is at the exit from the ball rolling mill stand, while the specified increase in the rotation speed of the ball rolling rolls to their operating frequency is carried out after the workpiece is captured by the ball rolling rolls, the start of its rotation and the passage of one working revolution ball rolling rolls. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что после отслеживания выпадения последней половинки шара из шаропрокатного стана посредством датчика счета шаров осуществляют регулирование на снижение частоты вращения валков в автоматическом режиме.2. The method according to claim 1, characterized in that after monitoring the loss of the last half of the ball from the ball rolling mill, regulation is carried out to reduce the rotation speed of the rolls in automatic mode using a ball counting sensor. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что в качестве датчика положения заготовки используют бесконтактный или контактный датчик контроля положения объектов.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that a non-contact or contact sensor for monitoring the position of objects is used as a workpiece position sensor.
RU2023105670A 2023-03-13 Method for regulating rotation speed of ball mill rolls RU2810432C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2810432C1 true RU2810432C1 (en) 2023-12-27

Family

ID=

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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