Совершенствование систем автоматического регулирования технологических параметров широкополосного стана горячей прокатки

Станислав Сергеевич Воронин, Вадим Ришитович Гасияров, Екатерина Андреевна Маклакова, Андрей Александрович Радионов

Аннотация


Отмечено, что современной тенденцией развития прокатного производства является расширение сортамента широкополосных станов горячей прокатки за счет производства особо тонкой горячекатаной полосы взамен холоднокатаной. На примере широкополосных станов 2000 и 2500 ОАО Магнитогорский металлургический комбинат обоснована целесообразность совершенствования основных систем автоматического регулирования технологических параметров (натяжения, толщины, скорости прокатки). Рассмотрены алгоритмы управления скоростными режимами электроприводов, обеспечивающие автоматическое пропорциональное регулирование скоростей валков клетей чистовой группы при управляющих и возмущающих воздействиях с передачей корректирующего воздействия против хода прокатки. Представлены уточненные цифровые алгоритмы регулирования натяжения в динамических режимах, обеспечивающие снижение продольной разнотолщинности полосы за счет повышения точности вычислений момента электропривода петледержателя и размера петли в межклетевом промежутке. Рассмотрена структура усовершенствованной системы автоматического регулирования толщины полосы (САРТ). Система реализует способ регулирования, основанный на сочетании косвенного регулирования с усреднением показаний датчиков за заданный промежуток времени, прямого регулирования по сигналу от выходного толщиномера и внешней коррекции, обеспечивающей компенсацию возмущающих воздействий и перераспределение обжатий по клетям чистовой группы. Представлена разработанная система автоматической коррекции толщины головного участка путем разведения валков перед входом полосы в клеть с последующим их возвращением в заданную позицию для прокатки основного участка полосы. Представлены результаты экспериментальных исследований усовершенствованной САРТ на действующем прокатном стане. Обоснованы и рассмотрены способ и система взаимосвязанного регулирования натяжения и толщины полосы, согласно которым осуществляется автоматическая коррекция положения гидравлического нажимного устройства предыдущей клети при управляющих и возмущающих воздействиях, вызванных изменением положений петледержателя либо нажимного устройства последующей клети. Отмечены результаты исследований и промышленного внедрения разработанных систем, подтвердившие технико-экономическую эффективность, обеспечиваемую за счет снижения материалоемкости, повышения качества продукции и устойчивости технологического процесса.


Ключевые слова


широкополосный стан горячей прокатки; непрерывная группа клетей; технологические параметры; системы автоматического регулирования; совершенствование; технические решения; экспериментальные исследования; внедрение

Полный текст:

PDF

Литература


Тонкослябовые литейно-прокатные агрегаты для производства стальных полос / В.М. Салганик, И.Г. Гун, А.С. Карандаев, А.А. Радионов. – М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2003. – 506 с.

Роде, В. Новые концепции экономического и гибкого производства высококачественных горячих штрипсов / В. Роде // Черная металлургия России и стран СНГ в XXI веке: сб. тр. междунар. конф. – М.: Металлургия, 1994. – Т. 3. – С. 268–273.

Технические решения в системе автоматического регулирования толщины стана 2000 горячей прокатки / В.Р. Храмшин, И.Ю. Андрюшин, П.В. Шиляев и др. // Известия вузов. Электромеханика. – 2011. – № 4. – С. 41–45.

Алгоритмы цифровой системы автоматического регулирования натяжения и петли широкополосного стана горячей прокатки / П.В. Шиляев, И.Ю. Андрюшин, В.В. Головин и др. // Электротехника. – 2013. – № 10. – С. 3–11.

Algorithms of a digital automatic system for tension and loop control in a wide-strip hot-rolling mill / P.V. Shilyaev, I.Yu. Andryushin, V.V. Golovin et al. // Russian Electrical Engineering. – 2013. – No. 84 (10). – P. 533–541.

System for Speed Mode Control of the Electric Drives of the Continuous Train of the Hot-Rolling Mill / V.R. Khramshin, A.S. Evdokimov, G.P. Kornilov et al. // Proceedings of the 2015 International Siberian Conference on Control and Communications (SIBCON–2015). Omsk: May 21–23, 2015. – Omsk: Omsk State Technical University, 2015. DOI: 10.1109/SIBCON.2015.7147264.

Храмшин, В.Р. Система автоматической коррекции скоростей электроприводов клетей широкополосного стана горячей прокатки / В.Р. Храмшин // Вестник ЮУрГУ. Серия Энергетика. – 2012. – Вып. 18. – № 37 (296). – С. 60–67.

Improvement of Algorithms for Automatic Gauge Control System of the Hot-Rolling Mill / A.S. Karandaev, V.R. Khramshin, I.Y. Andryushinet al. // Applied Mechanics and Materials. – 2015. – Vol. 756. – P. 592–597. DOI: 10.4028 /www.scientific.net/AMM.756.592.

Патент РФ на полезную модель 117839, МПК7 B 21 B 37/00. Устройство автоматического регулирования толщины полосы непрерывного широкополосного стана горячей прокатки / В.Р. Храмшин, А.С. Карандаев, С.А. Петряков, Р.Р. Храмшин // БИПМ. – 2012. – № 19. – С. 36.

Патент РФ на полезную модель 117329, МПК7 B 21 B 37/16. Устройство для коррекции толщины головного участка полосы в чистовой клети широкополосного стана горячей прокатки / В.Р. Храмшин, А.С. Карандаев , С.А. Петряков, В.В. Галкин, Р.Р. Храмшин // БИПМ. – 2012. – № 18. – С. 38.

Способ коррекции разнотолщинности головного участка полосы в системе автоматического регулирования толщины широкополосного стана горячей прокатки / А.С. Карандаев, В.Р. Храмшин, И.Ю. Андрюшин и др. // Электротехника. – 2013. – № 8. – С. 34–38.

Method for correction of gauge interference of the head-strip section in a system for automated controlling of the thickness of a broad-strip hot-rolling mill / A.S. Karandaev, V.R. Khramshin, I.Yu. Andryushin et al. // Russian Electrical Engineering. – 2013. – 84 (8). – P. 441–445.

Автоматическая коррекция толщины головного участка полосы в гидро-САРТ широкополосного стана горячей прокатки / В.В. Галкин, С.А. Петряков, А.С. Карандаев, В.Р. Храмшин // Известия вузов. Электромеханика. – 2011. – № 4. – С. 46–50.

Automatic Gauge Control System with Combined Control of the Screw-Down Arrangement Position / А.S. Karandaev, A.A. Radionov, V.R. Khramshin et al. // Proceedings of the 12th International Conference on Actual Problems of Electronic Instrument Engineering (АPEIE-2014). – Novosibirsk, 2014. – Vol. 1. – P. 88–94. DOI: 10.1109/APEIE.2014.7040794.

Карандаев, А.С. Исследование системы автоматической коррекции толщины полосы на широкополосном стане горячей прокатки / А.С. Карандаев, В.Р. Храмшин // Известия вузов. Электромеханика. – 2013. – № 4. – С. 39–46.

Study of Thickness Control of Strip Head Section Using Mathematical Simulation Methods / V.R. Khramshin, A.S. Karandaev, A.A. Radionov, R.R. Khramshin // Вестник ЮУрГУ. Серия Энергетика. – 2013. – Вып. 13. – № 1. – С. 144–153.

Система автоматического регулирования натяжения и петли с перекрестными связями для широкополосного стана горячей прокатки / А.С. Карандаев, С.А. Евдокимов, А.А. Чертоусов, В.Р. Храмшин // Известия вузов. Электромеханика. – 2004. – № 2. – С. 21–27.

Храмшин, В.Р. Разработка электротехнических систем непрерывной группы стана горячей прокатки при расширении сортамента полос: дис. ... д-ра техн. наук / В.Р. Храмшин. – Магнитогорск: МГТУ, 2013. – 360 с.

Совершенствование автоматизированных электроприводов и диагностика силового электрооборудования / И.А. Селиванов, А.С. Карандаев, С.А. Евдокимов и др. // Известия вузов. Электромеханика. – 2009. – № 1. – С. 5–11.

Патент РФ на изобретение 2446026, МПК7 B 21 B 37/48. Способ автоматического регулирования натяжения полосы в межклетевом промежутке широкополосного стана горячей прокатки / А.С. Карандаев, В.Р. Храмшин, П.В. Шиляев, И.Ю. Андрюшин, В.В. Головин, П.Л. Пономарев // БИПМ. – 2012. – № 9. – С. 117.

Храмшин, В.Р. Разработка и внедрение автоматизированных электроприводов и систем регулирования технологических параметров широкополосного стана горячей прокатки / В.Р. Храмшин // Вестник Ивановского государственного энергетического университета. – 2012. – № 6. – С. 100–104.

Новые технические решения в электроприводах и системах регулирования технологических параметров станов горячей прокатки / А.С. Карандаев, В.Р. Храмшин, И.Ю. Андрюшин и др. // Известия ТулГУ. Технические науки. 2010. – Вып. 3. Ч. 2. – С. 34–40.

Патент РФ на изобретение 2477187, 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 // БИПМ. – 2013. – № 7. – С. 75.

Храмшин, В.Р. Способы компенсации статических отклонений скорости электроприводов клетей широкополосного стана горячей прокатки / В.Р. Храмшин // Электротехника. – 2013. – № 4. – С. 49–55.

Карандаев, А.С. Совершенствование автоматизированных электроприводов агрегатов прокатного производства / А.С. Карандаев // Машиностроение: сетевой электронный научный журнал. –2014. – №1. – С. 3–15.

Автоматическая коррекция скоростей электроприводов клетей стана 2000 при прокатке трубной заготовки / И.Ю. Андрюшин, В.В. Галкин, В.В. Головин и др. // Известия вузов. Электромеханика. – 2011. – № 4. – С. 31–35.

Совершенствование алгоритма согласования скоростей электроприводов клетей черновой группы стана горячей прокатки / А.С. Карандаев, В.Р. Храмшин, В.В. Галкин, А.Н. Гостев // Вестник ЮУрГУ. Серия Энергетика. – 2011. – Вып. 16. – № 34 (251). – С. 35–41.

Согласование скоростных режимов электроприводов клетей непрерывной группы прокатного стана / А.С. Карандаев, В.Р. Храмшин, А.А. Радионов и др. // Вестник Иванов. гос. энергет. ун-та. – 2013. – № 1. – С. 98–103.

Патент РФ на изобретение №2494828, 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. – С. 31.

Снижение динамических нагрузок в универсальных клетях прокатного стана / В.Р. Храмшин, А.С. Карандаев, С.А. Евдокимов и др. // Металлург. – 2015.– № 4. – С. 41–47.

Reduction of the Dynamic Loads in the Universal Stands of a Rolling Mill / V.R. Khramshin, A.S. Karandaev, S.A. Evdokimov et al. // Metallurgist. – 2015. – Vol. 59. № 3–4, July. – P. 315–323. DOI: 10.1007/s11015-015-0103-8.

Снижение динамических нагрузок механического и электрического оборудования черновой подгруппы клетей стана горячей прокатки / В.Р. Храмшин, А.С. Карандаев, А.А. Радионов и др. // Машиностроение: сетевой электронный научный журнал. – 2013. – №2. – С. 69–77.

Басков, С.Н. Энергосиловые параметры приводов и система профилированной прокатки слябов стана 2800 / С.Н. Басков, А.С. Карандаев, О.И. Осипов // Приводная техника. – 1999. – № 1–2. – С. 21–24.

Шиляев, П.В. Автоматизация процесса прокатки толстого листа на стане 5000 / П.В. Шиляев , Д.Ю. Усатый, А.А. Радионов // Известия вузов. Электромеханика. – 2011. – № 4. – С. 15–18.




DOI: http://dx.doi.org/10.14529/ctcr160111

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.