Применение магнитострик­ционных датчиков линейного положения (магнитострик­ционных датчиков линейного перемещения) в прокатном стане.

Прокатные станы являются основой металлургической отрасли, обеспечивая производство листового и профильного проката, используемого в строительстве, машиностроении, авиации и других отраслях. Эти сложные механизмы работают в условиях высокой нагрузки и температур, одним из таких решений является использование датчиков линейного положения, которые обеспечивают контроль перемещения рабочих валков и механизмов.

Что такое прокатный стан?

Прокатный стан — это промышленная установка, предназначенная для обработки металла путём его деформации между вращающимися валками. Различают несколько типов прокатных станов:

Листовые — для производства тонких металлических листов.

Профильные — для изготовления швеллеров, двутавров, рельсов и других профилей.

Проволочные — для получения металлической проволоки.

Специализированные — для производства труб, фольги и других уникальных изделий.

Основные компоненты прокатного стана

Рабочая клеть (обжимная, черновая, чистовая) – Содержит валки, которые деформируют металл. Например, обжимная клеть (дуо, кварто) сжимает заготовку до промежуточных размеров.

По расположению и количеству валков в рабочих клетях, а также их конструкции, прокатные станы делятся на несколько групп: двух-, трех-, четырех- и многовалковые, универ­сальные специальной конструкции. Двухвалковые клети наиболее распространены, и бывают реверсивные и нереверсивные. В реверсивных клетях валки имеют переменное направление вращения.

Схема расположения валков в рабочих клетях

а — двухвалковая клеть; б — трехвалковая сортовая и листовая; в — четырехвалковая клеть; г — шестивалковая клеть; д — двенадцативалковая клеть; е — двадцативалковая клеть; ж — универсальная балочная клеть; з — универсальная клеть слябинга;

Приводы (электродвигатели, редукторы) – Обеспечивают вращение валков с заданной скоростью и усилием.

Механизмы подачи, кантовки и транспортировки – Направляют заготовку между клетями, переворачивают её для равномерной деформации.

Системы автоматизации и контроля – Датчики (линейные положения, температуры, усилия), контроллеры, ПО для управления процессом.

Технологические аспекты работы прокатного стана

Процесс прокатки включает несколько этапов:

1. Загрузка заготовки — исходный материал подаётся в стан с помощью конвейерных или рельсовых систем.
2. Деформация — заготовка проходит через валки, которые изменяют её форму и размер.
3. Контроль параметров — система датчиков и автоматизации следит за точностью процесса.

4. Охлаждение — металл охлаждается, чтобы предотвратить деформацию.

5. Вывод готового изделия — продукт поступает на склад или дальнейшую обработку.

Как точность и стабильность влияют на работу прокатных станов?

Работа прокатного стана требует высокой точности. Даже минимальные отклонения в положении валков могут привести к:

Увеличению брака продукции — отклонения в размерах и форме металлоизделий.

Простоев оборудования — необходимость переналадки станка.

Росту издержек — потери времени и материала.

Ключевые проблемы, с которыми сталкиваются производители при эксплуатации прокатного стана:

1. Износ оборудования — интенсивная эксплуатация валков и приводов приводит к постепенному снижению точности.
2. Перегрев механизмов — в условиях высокой температуры оборудование подвергается дополнительным нагрузкам.
3. Сложности управления — ручное управление снижает производительность и увеличивает вероятность ошибок.

Какую роль играют датчики линейного положения в прокатных станах?

Датчики линейного положения, могут быть использованы для контроля положения прокатных валков и обеспечения точности процесса прокатки. Их задача обнаруживать отклонения в положении гидроцилиндров от расчётного и автоматически корректировать его, чтобы получить требуемую толщину и форму прокатываемого материала.

Мониторинг положения валков — обеспечивает соответствие заданным параметрам.

Снижение износа оборудования — за счёт точного контроля сокращается нагрузка на механизмы.

Автоматизация процессов — датчики интегрируются в систему управления, минимизируя влияние человеческого фактора.

Оптимизация производства — снижение энергозатрат и повышение скорости работы.

Преимущества серии MSI-GT2/3 в прокатных станах:

Датчики линейного положения серии MSI-GT2/3 представляют собой стержневые датчики с аналоговым или цифровым выходом, специально разработанные для применения в условиях тяжёлой промышленности, включая прокатные станы. Их основные преимущества:

1. Повышенная точность измерений
   • Повторяемость измерений — < ± 0.001 % ПДИ (минимум ± 2.5 мкм).
   • Абсолютная линейность составляет до< ± 0.01 % ПДИ (минимум ± 40 мкм) от длины хода, что делает эти датчики идеальными для задач, требующих высокой точности.
   • Низкая погрешность выходного сигнала гарантирует стабильность работы оборудования.
2. Прочность и долговечность
   • Корпус выполнен из нержавеющей стали, что обеспечивает устойчивость к механическим повреждениям и коррозии.
   • Устойчивость к высоким вибрациям и ударам делает датчики серии MSI-GT2/3 надёжным выбором для тяжёлых условий эксплуатации.
3. Широкий диапазон рабочих условий
   • Температурный диапазон от -40 °C до +75 °C позволяет использовать датчики в горячих цехах.
   • Высокий класс защиты IP67 обеспечивает устойчивость к пыли, влаге и другим загрязнениям.
4. Резервирование сигнала
   • Датчики MSI-GT2/3 оснащены несколькими выходами для резервирования сигнала. В случае выхода из строя одного из подключений достаточно переключиться на резервный выход, что позволяет избежать полного демонтажа датчика. Это значительно сокращает время простоя оборудования.
   • Резервирование выходного сигнала:
     1. MSI-GT2 – двойное резервирование
     2. MSI-GT3 – тройное резервирование

Благодаря конструкции сенсорной головы внутри датчика находится 2 или 3 независимых друг от друга комплекта электроники и измерительных волноводов.

5. Универсальность интеграции
   • Аналоговый выход (0-10 В или 4-20 мА) или цифровой SSI подходят для большинства промышленных контроллеров.
   • Простота монтажа и настройки позволяет сократить время на установку.

Применение датчиков линейного положения MSI, включая серию MSI-GT2/3, в прокатных станах позволяет решать задачи точного позиционирования и автоматизации процессов. Эти датчики обеспечивают высокую точность, надёжность и экономическую выгоду, что делает их идеальным выбором для современных металлургических предприятий. Использование отечественных решений помогает минимизировать зависимость от импорта и укрепляет промышленную независимость страны.

МультиСистемная Интеграция (MSI) – Комбинируем технологии для вашей выгоды.