Method of Improving Response Rate of System of Controlling Electric Drives of Horizontal Roll Stand in «Ski Forming» Mode

Authors

  • Vadim R. Gasiyarov ЮУрГУ (НИУ)

DOI:

https://doi.org/10.17213/0136-3360-2019-3-33-43

Keywords:

plate mill, reversing roll stand, horizontal rolls, electric drives, roll, «ski", forming, speed, control, method, loads, match, simulation, experimental research, analysis, recommendations

Abstract

The paper gives a brief characteristics to the metal rolling technology in a reversing roll stand of a thin-sheet mill. It points to the relevance of reducing the accident risk of the roll stand electromechanical systems and auxiliary mechanisms. By the example of the rolling mill 5000 at the Magnitogorsk Iron and Steel Works, PAO (PAO “MMK”) the author provides a rationale for the need to improve the algorithms of control over interconnected electric drives of the upper and lower rolls in the mode of forming the rolling front end bend in the form of “ski” (“ski forming” mode). The research considers the structure of the system controlling speed rates of electric drives including the “ski forming” system and a load compensator for the compensation of electric drive loads in a quasi-steady rolling mode. Note that the drawbacks of the existing system are long response time and mismatch of the “ski forming” algorithms and load compensation algorithms. The author analyzed the oscillograms of speeds and moments of engines of upper and lower rolls confirming the aforementioned drawbacks. Further, the paper considered the method of improving the response time of the “ski forming” system by means of forming various rates of electric drive speed setting for upper and lower rolls. The system structure and the graphs of speed setting are provided for the explanation of the proposed method. The research presented the results of simulating speed and moment transition processes at project adjustment of the “ski forming” system and at the implementation of the developed method of electric drive control. The author drew the conclusions on reducing the time necessary for the compensation of speeds and mismatch of drive moments in the steady rolling mode. In the course of the research the oscillograms obtained at the algorithm introduction to the APCS of the mill 5000 for the method implementation were considered. The paper proved the improvement of the control indicators and compliance of experimental results with the expected theoretical results. In addition, the author pointed to the technical advantages of the developed method and provided the recommendations for its introduction at the existing hot rolling mills.

Author Biography

Vadim R. Gasiyarov, ЮУрГУ (НИУ)

Candidate of Technical Sciences. Associate Professor.

References

Толстолистовой стан для ММК [Электронный ресурс] // Электрооборудование и автоматизация из одних рук. Режим доступа: https://docplayer.ru/42247373-Tolstolistovoy-stan-dlya-mmk-elektrooborudovanie-i-avtomati-zaciya-iz-odnih-ruk.html (дата обращения 12.03.2019)

Prediction and control of front-end curvature in hot finish rolling process // Kyunghun Lee, Jinqyu Han, Joonhong Park, Byungmin Kim and Daecheol Ko. Advances in Mechanical Engineering 2015, Vol. 7(11) 1-10. DOI 10.1177/1687814015615043.

Патент №2661523 Российская Федерация, В21В 1/22. Способ асимметричной прокатки передних концов толстых полос в клети с индивидуальным приводом валков / Е.А. Варшавский, В.М. Басуров, М.А. Храпов. Опубл. 17.07.2018. Бюл. № 20.

Варшавский Е.А., Храпов М.А., Басу-ров В.М. Система автоматического управления изгибом переднего конца раската в черновой клети с индивидуальным приводом валков / Труды XI Конгресса прокатчиков (Магнитогорск 9 - 11 октября 2017 г.). Сб. статей. Т. 2. Магнитогорск, 2017. С. 57 - 62.

Chikishev D.N., Pozhidaeva E.B. Analysis of the causes of vertical bending of the strip front end at hot rolling on the basis of mathematical modeling. Izvestia VUZov. Chernaya Metallurgia = Izvestia Ferrous Metallurgy. 2016. Vol. 59. No. 1. Pp. 204-208. DOI 10.17073/0368-0797-2016-1-204-208.

Разработка режимов асимметричной толстолистовой прокатки низколегированных сталей с целью минимизации дефекта подгибки концов листа / В.М. Салганик, Д.Н. Чикишев, Д.О. Пустовойтов, С.В. Денисов, П.А. Стеканов // Металлург. 2013. № 11. С. 75 - 77.

Чикишев Д.Н., Пожидаева Е.Б. Анализ причин вертикального изгиба переднего конца полосы при горячей прокатке на основе математического моделирования // Изв. вузов. Черная металлургия. 2016. Т. 59. № 1. С. 204 - 208.

Песин А.М., Пустовойтов Д.О., Свердлик М.К. Развитие теории и технологии процесса асимметричной тонколистовой прокатки как метода интенсивной пластической деформации: монография. Магнитогорск: Изд-во Магнитогорск. гос. техн. ун-та им. Г.И. Носова, 2017. 150 с.

Kiefer T and Kugi A. An analytical approach for modelling asymmetrical hot rolling of heavy plate. Math Comp Model Dyn 2008; 14: 249 - 267.

Asymptotican alysis of asymmetric thin sheet rolling J.J. Minton n, C.J. Cawthorn, E.J. Brambley. International Journal of Mechanical Sciences, 113, (2016) 36 - 48. DOI 10.1016/j.ijmecsci.2016.03.024.

Front end bending in plate rolling influenced by circumferential speed mismatch and geometry. M. Philipp, W. Schwenzfeier, F.D. Fischer, R. W¨odlinger, C. Fischer. Journal of Materials Processing Technology 184 (2007) 224 - 232. DOI 10.1016/j.jmatprotec.2006.11.027.

Gasiyarov V.R., Radionov A.A., Karan-daev A.S., Khramshin V.R. Method of Load Calculation of Electrical Drives of Rolling mills During Heavy Plate Manufacturing. 9th International Conference on Mechatronics and Manufacturing (ICMM 2018). IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering, 361 (2018) 012014 DOI 10.1088/1757-899X/361/1/012014.

Karandaev A.S., Loginov B.M., Gasiya-rov V.R., Khramshin V.R. Force limiting at roll axial shifting of plate mill. Procedia Engineering, 2017, Vol. 206. Pp. 1780-1786. DOI 10.1016/j.proeng.2017.10.713.

Karandaev A.S., Loginov B.M., Radio-nov A.A., Gasiyarov V.R. Setting Automated Roll Axial Shifting Control System of Plate Mill. Procedia Engineering, 2017, Vol. 206. Pp. 1753-1750. DOI 10.1016/j.proeng.2017.10.709.

Разработка математической модели взаимосвязанных электротехнических систем клети толстолистового прокатного стана / С.Н. Басков, В.Р. Гасияров, Б.М. Логинов, В.Р. Храмшин, К.Э. Одинцов // Известия вузов. Электромеханика. 2017. Т. 60. № 6. С. 55 - 64.

Constraining the Dynamic Torque of a Rolling Mill Stand Drive / V.R. Khramshin, V.R. Gasiyarov, A.S. Karandaev, S.N. Baskov, B.M. Loginov // Вестник Южно-Ураль-ского государственного университета. Серия «Энергетика». 2018. Т. 18, № 1. С. 101 - 111. DOI 10.14529/power180109.

Ограничение динамических нагрузок электромеханических систем клети прокатного стана за счет регулирования зазора валков / В.Р. Гасияров, С.Н. Басков, С.С. Во-ронин, К.Э. Одинцов // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия «Энергетика». 2018. Т. 18. № 2. С. 82-95. DOI 10.14529/power180210.

Гасияров В.Р. Согласование скоростей электроприводов и гидравлических нажимных устройств при автоматическом контроле профиля раската // Электротехнические системы и комплексы. 2018. № 4(41). С. 22-29. DOI 10.18503/2311-8318-2018-4(41)-22-29.

Обоснование способов ограничения динамических нагрузок электромеханических систем клети прокат-ного стана / А.Г. Шубин, Б.М. Логинов, В.Р. Гасияров, Е.А. Маклакова // Электротехнические системы и комплексы. 2018. № 1(38). С. 14 - 25. DOI 10.18503/2311-8318-2018-1(38)-14-25.

А. с. №1759491 СССР, МПК В21В37/00. Способ лыжеобразования слитка на реверсивном стане горячей прокатки с индивидуальным приводом валков и устройство для его осуществления / В.Я. Шевчук, В.А. Беличенко, Н.Г. Орехов, Ю.И. Сивоволов. Опубл. 07.09.1992, Бюл. № 33.

Published

2019-06-15

How to Cite

(1)
Gasiyarov, V. R. Method of Improving Response Rate of System of Controlling Electric Drives of Horizontal Roll Stand in «Ski Forming» Mode. electromeh 2019, 62, 33-43.

Issue

Section

Articles