Способ повышения быстродействия системы управления электроприводами горизонтальной клети прокатного стана в режиме лыжеобразования

Авторы

  • Вадим Рашитович Гасияров ЮУрГУ (НИУ)

DOI:

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

Ключевые слова:

толстолистовой прокатный стан, реверсивная клеть, горизонтальные валки, электроприводы, раскат, «лыжа», формирование, скорость, регулирование, способ, нагрузки, согласование, моделирование, экспериментальные исследования, анализ, рекомендации

Аннотация

Приведена краткая характеристика технологии прокатки металла в реверсивной клети толстолистового стана. Отмечена актуальность снижения аварийности электромеханических систем клети и вспомогательных механизмов. На примере стана 5000 ПАО «Магнитогорский металлургический комбинат» (ПАО «ММК») обоснована необходимость совершенствования алгоритмов управления взаимосвязанными электроприводами верхнего и нижнего валков в режиме формирования изгиба переднего конца раската в форме «лыжи» (в режиме лыжеобразования). Рассмотрена структура системы управления скоростными режимами электроприводов, включающая систему учета лыжеобразования и регулятор деления нагрузок, предназначенный для выравнивания нагрузок электроприводов в квазиустановившемся режиме прокатки. Отмечено, что недостатками существующей системы являются низкое быстродействие и несогласованность алгоритмов формирования «лыжи» и деления нагрузок. Выполнен анализ осциллограмм скоростей и моментов двигателей верхнего и нижнего валков, подтвердивший указанные недостатки. Рассмотрен способ повышения быстродействия системы лыжеобразования за счет формирования разных темпов задания скоростей электроприводов верхнего и нижнего валков. Приведены структура системы и графики задания скоростей, поясняющие предложенный способ. Представлены результаты моделирования переходных процессов скоростей и моментов при проектной настройке системы лыжеобразования и при реализации разработанного способа управления электроприводами. Сделаны выводы о сокращении времени выравнивания скоростей и снижении рассогласований моментов двигателей в установившемся режиме прокатки. Рассмотрены осциллограммы, полученные при внедрении алгоритмов, реализующих способ, в АСУ ТП стана 5000. Подтверждены улучшение показателей регулирования и соответствие экспериментальных результатов ожидаемым теоретическим. Отмечены технические преимущества разработанного способа, даны рекомендации по его внедрению на действующих станах горячей прокатки.

Биография автора

Вадим Рашитович Гасияров, ЮУрГУ (НИУ)

канд. техн. наук, доцент, зав. кафедрой «Мехатроника и автоматизация» ЮУрГУ (НИУ).

Библиографические ссылки

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.

Опубликован

15.06.2019

Как цитировать

(1)
Гасияров, В. Р. Способ повышения быстродействия системы управления электроприводами горизонтальной клети прокатного стана в режиме лыжеобразования. electromeh 2019, 62, 33-43.

Выпуск

Раздел

Статьи