Bài giảng Điều Khiển Tự Động Trong Công Nghệ Cán Nguội Tài liệu posco

Điều khiển tự động trong công nghệ cán nguội
Nội dung


Quá trình cán và cấu trúc TCM

 Set up Model trong cán nguội
 Hệ thống điều khiển độ dày tự động (AGC)
 Hệ thống điều khiển hình dạng tự động(ASC)
 Hệ thống điều khiển nhiệt độ tấm thép

Phòng kỹ thuật thiết bị Pohang


P-V Cold Rolling Process

Tandem Cold Mill (TCM)
Định
Định nghĩa
nghĩa về
về kỹ
kỹ thuật
thuật cán
cán nguội
nguội

Cấu
Cấu trúc
trúc giá
giá cán
cán

Máy đo tốc độ

Trong quy trình cán nguội, sau khi
nguyên liệu cán là băng thép cán nóng đi
qua giá cán nguội được sắp xếp liên tục
có thể giảm độ dày tuần tự để cuối cùng
đạt độ dày theo yêu cầu.

#1

#2

#3

#4

#5Stand

Máy đo độ dày
Máy đo hình dạng

Nguyên liệu cán khi qua giá cán được sắp
xếp liên tục như vậy sẽ được định ra
những chiều dày theo yêu cầu và để đạt
được độ dày chính xác này, mỗi giá cán
được gắn thiết bị điều chỉnh độ dày tự
động (Automatic Gauge Controller).

上 BUR
上 IMR

上 WR

Và để có thể điều chỉnh được độ phẳng
của Strip do được cuộn lại, thiết bị điều
khiển hình dạng tự động (Automatic
Shape Controller) được gắn vào vận
hành.

下 WR
下 IMR
下 BUR

2/37


P-V Cold Rolling Process

Q trình cán
Flat

Cán
Cán
bất
bất
thường
thường
WR
WR
khơng
khơng

uốn
uốn
cong
cong

Edge Wave

Thực
Thực
tế
tế
cán
cán
Phát
Phát sinh
sinh
biến
dạng
biến dạng
của
của WR
WR
Edge
Wave
3/37


Cấu trúc và chức năng của giá cán

P-V Cold Rolling Process

Chức
Chức năng
năng Bending
Bending &
& Shifting
Shifting WR,
WR, IMR
IMR –– Mục
Mục tiêu
tiêu cải
cải tiến
tiến lỗi
lỗi hình
hình dạng
dạng

IMR Shifting

4/37


Công thức lực cán nguội

P-V Cold Rolling Process

'
i

Pi b k i K i D pi R ( H i  hi )

P : Lực cán
b : Chiều rộng bản thép (mm)
ki : Độ kháng biến dạng (kg/mm2)
Ki : Hiệu suất kéo
Dpi : Bù ma sát
Ri’: Bán kính flat roll
Hi : Độ dày trước khi cán(mm)
hi : Độ dày sau khi cán(mm)
i : số giá cán
5/37


Thành phần của lực cán

Yếu tố cấu thành nên lực cán

Lực cán (Roll Force) = Phân bố lực cán theo độ kháng biến dạng
+ phân bố dựa theo ma sát
+ ảnh hưởng của sức căng

P-V Cold Rolling Process

Phân bố lực cán dựa theo độ kháng biến dạng

Phân bố dựa theo ma sát

Hiệu suất kéo

Lực cán là hợp của toàn bộ diện tích của góc ma sát.
Phân bố lực cán tổng hợp

6/37


Độ kháng biến dạng (ki)

P-V Cold Rolling Process

Pi b k i K i D pi Ri' ( H i  hi )
Thép có độ bền càng cao thì độ kháng biến dạng tăng

ki k si 1000 i 

k si l  i  m 

nid

n

l,m,m : tham số độ kháng biến dạng
( 고고고 )

Thép cacbon thấp, trung bình (có độ bền cao)

Thép cacbon cực thấp

Tỷ lệ cán

Tỷ lệ cán
gt

đo

gt
đo

7/37


Hiệu suất kéo (Ki)

P-V Cold Rolling Process

Pi b k i K i D pi Ri' ( H i  hi )
Hiệu suất kéo trước sau mà càng lớn thì hiệu suất kéo giảm.


1


tb  

  1.05  0.1 
K  1 
 kp  
1



tf
1

kp
 0.15 
tb
1
kp

kp : độ kháng biến dạng trung bình

tb

: đơn vị lực căng sau

tf

: đơn vị lực căng trước

8/37

tb 

kp 
tf 
kp 


Bù ma sát(Dpi)

P-V Cold Rolling Process

Pi b k i K i D pi Ri' ( H i  hi )

Tốc độ của Roll (Voi) càng tăng thì hệ số ma sát càng giảm.

D pi 1.08  1.02ri  1.79ui ri 1  ri

'
i

R
hi

 ui : công thức hệ số ma sát (tỷ lệ nghịch với tốc độ cán, mỗi giá cán sẽ chịu
ảnh hưởng tùy theo điều kiện cán


uc 2 

ui uoi  uc1 
uc 3  Voi 

uoi, uci: Hằng số
Voi : Tốc độ chính của Roll

9/37


Ảnh hưởng của ma sát
Trường hợp khơng có ma sát

P-V Cold Rolling Process

Trường hợp có ma sát

Platen

Platen

Workpiece
Undergoing
deformation

Workpiece
Undergoing
deformation

Platen

Platen

Góc ma sát trong lý thuyết cán nguội

miền trượt sau

áp lực

áp lực

Điểm trung lập

s

Góc ma sát
Distance Across Platen

Distance Across Platen

10/37

miền trượt trước


Hệ số trượt (forward slip rate )

P-V Cold Rolling Process

▪ Câu hỏi 1 ) Cơng thức tính của hệ số trượt
tốc độ thép đầu ra (Vs) – tốc độ chính của Roll(Vr)
Tốc độ chính của Roll (Vr)

x 100

▪ Câu hỏi 2 ) Hệ số trượt âm đến bao nhiêu thì được?
Theo lý luận của cán nguội Nhật Bản thì khoảng
-0.5%.
(theo kinh nghiệm thì -1.0% có được khơng?)
▪ Câu hỏi 3 ) Để tăng hệ số trượt thì ta phải làm gì?
Xin hãy chỉ dạy cho !

11/37

P-V Cold Rolling Process

Di chuyển điểm trung lập theo độ căng

Độ căng đầu ra tăng  di chuyển điểm trung lập theo
hướng đầu vào
Độ căng đầu ra tăng → góc ma sát giảm → lực cán
giảm
12/37

Độ căng đầu vào tăng  di chuyển điểm trung lập
theo hướng đầu ra
Độ căng đầu vào tăng → góc ma sát → lực cán
giảm


P-V Cold Rolling Process

Di chuyển điểm trung lập theo độ căng

Độ căng đầu vào tăng  di chuyển điểm trung lập theo hướng đầu ra

}

Độ căng đầu ra tăng  di chuyển điểm trung lập theo hướng đầu vào
Độ căng đầu ra, vào tăng → góc ma sát giảm → lực cán giảm
13/37

⇒ Duy trì điểm trung lập

P-V Cold Rolling Process

Di chuyển điểm trung lập theo hệ số ma sát

Hệ số ma sát giảm  di chuyển điểm trung lập về phía đầu ra
Khi chạy ở tốc độ cao thì hệ số ma sát giảm→ di chuyển điểm trung lập về phía đầu ra
→ hệ số trượt hạ
hệ số ma sát giảm → góc ma sát giảm → Lực cán giảm
14/37


Di chuyển điểm trung lập theo đường kính của Work Roll

P-V Cold Rolling Process

Đường kính WR lớn  điện tích tiếp xúc lớn  duy trì điểm trung lập (đa số di chuyển về
phía đầu vào)
Đường kính WR lớn → Góc ma sát tăng → Lực cán tăng

15/37


P-V Cold Rolling Process

Di chuyển điểm trung lập theo tỷ lệ cán

Tỷ lệ cán tăng  điểm trung lập theo hướng
đầu ra
Tỷ lệ cán tăng→ góc ma sát tăng → lực cán

tăng
16/37


Bán kính phẳng của Roll (Ri)

P-V Cold Rolling Process

Pi b k i K i D pi Ri' ( H i  hi )
Bán kính phẳng của Roll (Ri’) càng lớn thì lực cán (Pi) tăng tương đương ½.


C H Pi 

R Ri  1 
b H i  hi  

'
i

161   2 
CH 
 E
E: tỉ số Young của Work Roll (kg/mm2)
v: tỉ số Poission của Work Roll
CH: Hệ số Hitchcock

17/37

Dầu cán

P-V Cold Rolling Process

Mục
Mục đích
đích của
của dầu
dầu cán
cán
 Lubrication (chức năng bôi trơn)
 Cooling (chức năng làm mát)
 Anti-Rust (chức năng chống rỉ)

Các
Các hình
hình thức
thức bơi
bơi trơn
trơn
Được chia thành bôi trơn ướt, bôi trơn nửa ướt và bôi trơn gián đoạn.

bôi trơn ướt

bôi trơn nửa
ướt

bôi trơn gián
đoạn

Bôitrơn

Độ dày của
lớp dầu

Hệ số ma sát

Độ mài mịn

Ghi chú

Bơi trơn ướt

25Å

0.001∼0.0050.005

Khơng mài mịn

Bơi trơn q mức

Bơi trơn nửa ướt, bơi
trơn gián đoạn

0.25Å

0.03∼0.0050.1

Mài mịn ít

Cán nguội (phạm vi hẹp)

Khơng bơi trơn

-

Hơn 0.1

Mài mịn lớn

Thiếu tính bơi trơn

18/37


Dầu cán

P-V Cold Rolling Process

thiếu
thiếubôi
bôi trơn
trơn––bôi
bôitrơn
trơngián
giánđoạn
đoạn

Scratch

Bôi
Bôi trơn
trơnquá
quá mức
mức––Bôi
Bôitrơn
trơnướt
ướt

Heat-Scratch

Slip

Slip-Scratch

※ Để đảm bảo tính bơi trơn của dầu cán phải lưu ý đến tất cả các yếu tố sau
Phân loại

Hạng mục phải lưu ý khi cải tiến dầu cán

Bề mặt cán

BASE OIL, thể cực áp, bơi trơn, loại nhũ hóa và hàm lượng
Xà phịng hóa dầu cán, độ nhớt, tính năng cực áp, hệ số ma sát, tính PLATE-OUT

Bề mặt thiết bị cán

MILL SPEC, tốc độ cán, phun COOLANT, MAX R/F, ROLL DIA,
Độ nhám trục, nguyên liệu cán, tỉ lệ cán, MOTOR dẫn động

19/37


Model set up cán nguội

P-V Cold Rolling Process

Tính tốn trước giá trị cài đặt đầu tiên dựa theo nguyên
liệu cán

Tính tốn Set Up
Tính tốn Adaptive

Tính tốn sai số Set Up, Feed Back ở chức năng setup
Set Up

Adaptive

Tính tốn tỷ lệ
cán

Tập hợp dữ liệu kết
quả thực
.độ dày,độ căng,
tốc độ băng thép,lực
cán,
vị trí cán

tính lực căng

Tính sai số Set Up

tính tốc độ Roll

.lực cán, vị trí
cán
Hệ số Adaptive
. lực cán, vị

tính lực cán

trí cán

tính vị trí cán

#1

#2

#3

#4

20/37

#5Stand