Аннотация
Проблемы ограничения динамических нагрузок электромеханических систем непрерывной подгруппы универсальных клетей широкополосного стана горячей прокатки требуют проведения исследований методами математического моделирования. Рассмотрена функциональная схема системы автоматического регулирования нулевого натяжения стана 2000 ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» (ОАО «ММК»). Подчеркнуто, что она не соответствует возрастающим требованиям к точности регулирования межклетевых усилий. Представлена структурная схема математической модели взаимосвязанных электромеханических систем горизонтальных валков непрерывной подгруппы. Сделана ссылка на разработанную математическую модель взаимосвязанных электромеханических систем вертикальных и горизонтальных валков универсальной клети. Представлены результаты моделирования переходных процессов за цикл прокатки при существующих алгоритмах управления электроприводами. Подтверждено определяющее влияние взаимного несоответствия скорости выхода полосы из предыдущей (вертикальной либо горизонтальной) клети и окружной скорости валков следующей клети на натяжение либо подпор в межклетевом промежутке. Дано описание разработанного способа последовательного согласования скоростей электроприводов клетей непрерывной подгруппы. Представлены результаты исследования, выполненного с помощью разработанных математических моделей. Сделан вывод, что предложенный способ управления процессом прокатки обеспечивает компенсацию межклетевых усилий за счет установки наиболее точного соотношения скоростей валков перед захватом полосы.
Ключевые слова
Широкополосный стан горячей прокатки, черновая непрерывная группа клетей, универсальная клеть, межклетевые усилия, электропривод, математическая модель, структура, способ согласования скоростей, исследование.
1. Пат. 2494828 РФ, МПК B21B37/52. Способ автоматического регулирования натяжения полосы в черновой группе клетей непрерывного прокатного стана / И.Ю. Андрюшин, В.В. Галкин, А.Н.. Гостев, И.В. Казаков, С.А. Евдокимов, А.С. Карандаев, В.Р. Храмшин, Р.Р. Храмшин // БИПМ. 2013. №28.
2. Снижение динамических нагрузок в универсальных клетях прокатного стана / В.Р. Храмшин, А.С. Карандаев, С.А. Евдокимов, И.Ю. Андрюшин, А.Г. Шубин, А.Н. Гостев // Металлург. 2015. №4. С. 41-47.
3. Khramshin V.R., Karandaev A.S., Evdokimov S.A., Andryushin I.Yu., Shubin A.G., Gostev A.N. Reduction of the Dynamic Loads in the Universal Stands of a Rolling Mill. Metallurgist. Vol. 59. №3-4, July 2015. Pp. 315-323. doi:10.1007/s11015-015-0103-8.
4. Снижение динамических нагрузок механического и электрического оборудования черновой подгруппы клетей стана горячей прокатки / В.Р. Храмшин, А.С. Карандаев, А.А. Радионов, И.Ю. Андрюшин, А.Н. Гостев // Машиностроение: сетевой электронный научный журнал. 2013. №2. С. 69-77.
5. Согласование скоростных режимов электроприводов клетей непрерывной группы прокатного стана /А.С. Карандаев, В.Р. Храмшин, А.А. Радионов, И.Ю. Андрюшин, В.В. Галкин, А.Н. Гостев // Вестник ИГЭУ. 2013. Вып. 1. С. 98-103.
6. Согласование скоростей взаимосвязанных электроприводов клетей черновой группы прокатного стана / А.С. Карандаев, В.Р. Храмшин, А.А. Радионов, И.Ю. Андрюшин, В.В. Галкин, А.Н. Гостев // Труды VII Международной (XVIII Всероссийской) научно-технической конференции по автоматизированному электроприводу; ФГОУ ВПО «Ивановский государственный энергетический университет». – Иваново, 2012. С. 652-657.
7. Совершенствование алгоритма согласования скоростей электроприводов клетей черновой группы стана горячей прокатки /А.С. Карандаев, В.Р. Храмшин, В.В. Галкин, А.Н. Гостев // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Энергетика. Вып. 16. 2011. № 34 (251). – С. 35-41.
8. Khramshin V.R., Evdokimov S.A., Karandaev А.S. Andryushin I.Yu., Shubin A.G. Algorithm of No-Pull Control in the Continuous Mill Train. Proceedings of the 2015 International Siberian Conference on Control and Communications (SIBCON–2015). – Omsk: Omsk State Technical University. Russia, Omsk, May 21-23, 2015. doi 10.1109/SIBCON.2015.7147263.
9. Пат. 2477187 РФ, МПК7 В 21 В 37/52. Способ автоматического управления процессом прокатки в непрерывной группе клетей / И.Ю. Андрюшин, В.В. Галкин, В.В. Головин, П.В. Шиляев, А.С. Карандаев, В.Р. Храмшин, Р.Р. Храмшин // БИМП. 2013. №7.
10. Новые технические решения в электроприводах и системах регулирования технологических параметров станов горячей прокатки / А.С. Карандаев, В.Р. Храмшин, И.Ю. Андрюшин, В.В. Головин, П.В. Шиляев, С.А. Петряков, А.А. Лукин // Известия ТулГУ. Технические науки. Вып. 3: в 5 ч. Тула: Изд-во ТулГУ, 2010. Ч. 2. С. 34-40.
11. Карандаев А.С. Храмшин В.Р. Совершенствование электроприводов и систем автоматического регулирования технологических параметров широкополосных станов горячей прокатки при расширении сортамента полос // Электротехнические системы и комплексы. 2014. № 1(22). С. 22-31.
12. Карандаев А.С. Совершенствование автоматизированных электроприводов агрегатов прокатного производства // Машиностроение: сетевой электронный научный журнал. 2014. №1. С. 3-15.
13. Басков С.Н., Карандаев А.С., Осипов О.И. Энергосиловые параметры приводов и система профилированной прокатки слябов стана 2800 // Приводная техника. 1999. №1-2. С. 21-24.
14. Автоматическая коррекция скоростей электроприводов клетей стана 2000 при прокатке трубной заготовки / И.Ю. Андрюшин, В.В. Галкин, В.В. Головин, А.С. Карандаев, А.А. Радионов, В.Р. Храмшин // Изв. вузов. Электромеханика. 2011. № 4. С.31-35.
15. Совершенствование автоматизированных электроприводов и диагностика силового электрооборудования / И.А. Селиванов, А.С. Карандаев, С.А. Евдокимов, В.Р. Храмшин, А.А. Шеметова, А.А. Лукин // Изв. вузов. Электромеханика. 2009. №1. С. 5-11.
16. Храмшин В.Р. Способы компенсации статических отклонений скорости электроприводов клетей широкополосного стана горячей прокатки // Электротехника. 2013. №4. С. 49-55.
17. Математическое моделирование взаимосвязанных электромеханических систем непрерывной подгруппы клетей прокатного стана. Ч.1. Разработка математической модели / А.А. Радионов, А.С. Карандаев, А.С. Евдокимов, И.Ю. Андрюшин, А.Н. Гостев, А.Г. Шубин // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Энергетика. 2015. Т. 15. № 1. С. 59-73.
18. Математическое моделирование взаимосвязанных электромеханических систем непрерывной подгруппы клетей прокатного стана. Ч.2. Исследование динамических нагрузок в универсальных клетях / А.А. Радионов, А.С. Карандаев, А.С. Евдокимов, И.Ю. Андрюшин, А.Н. Гостев, А.Г. Шубин, В.Р. Гасияров // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Энергетика. 2015. Т. 15. № 2. С. 67-76.
19. Математическое моделирование тиристорного электропривода с переключающейся структурой / А.С. Карандаев, В.Р. Храмшин, В.В. Галкин, А.А. Лукин // Изв. вузов. Электромеханика. 2010. №3. С. 47-53.
20. Дружинин Н.Н. Непрерывные станы как объект автоматизации. М.: Металлургия, 1975. 336 с.
21. Математическая модель взаимосвязанных электротехнических систем непрерывной группы широкополосного стана / В.Р. Храмшин, И.Ю. Андрюшин, А.Н. Гостев, А.С. Карандаев // Машиностроение: сетевой электронный научный журнал. 2013. №1. С. 12-21.
22. Математическое моделирование взаимосвязанных электромеханических систем межклетевого промежутка широкополосного стана горячей прокатки / А.С. Карандаев, В.Р. Храмшин, И.Ю. Андрюшин, Шиляев П.В., В.В. Головин // Изв. вузов. Электромеханика. 2009. №1. С. 12-20.
23. Храмшин В.Р. Разработка электротехнических систем непрерывной группы стана горячей прокатки при расширении сортамента полос: дис. ... д-ра техн. наук. Магнитогорск: ФГБОУ ВПО «МГТУ», 2013. 360 с.
24. Храмшин, В.Р. Разработка и внедрение автоматизированных электроприводов и систем регулирования технологических параметров широкополосного стана горячей прокатки // Вестник Ивановского государственного энергетического университета. 2012. № 6. С. 100-104.
25. Гостев, А.Н. Ограничение динамических нагрузок электроприводов универсальных клетей непрерывной подгруппы широкополосного стана горячей прокатки: дис. ... канд. техн. наук. Магнитогорск: ФГБОУ ВПО «МГТУ», 2015. 166 с.
26. Андрюшин И.Ю., Шубин А.Г., Гостев А.Н. Разработка математической модели взаимосвязанных электромеханических систем черновой группы прокатного стана // Электротехнические системы и комплексы. 2014. №3(24). С. 24-31.
27. Бычков В.П. Электропривод и автоматизация металлургического производства. М.: Высш. шк., 1977. 391 с.
28. Автоматическая коррекция скоростей электроприводов клетей стана 2000 при прокатке трубной заготовки / Андрюшин И.Ю., Галкин В.В., Головин В.В., Карандаев А.С., Радионов А.А., Храмшин В.Р. // Изв. вузов. Электромеханика. 2011. № 4. С. 31-35.