Серия «Энергетика»

Рассматриваются вопросы разработки математической модели взаимосвязанных клетей непрерывной подгруппы черновой группы широкополосного стана горячей прокатки. Обоснована задача исследования повторных динамических процессов, возникающих в электромеханических системах вертикальных валков универсальной клети при захвате полосы валками последовательно расположенной горизонтальной клети. Отмечено, что динамический момент в данном режиме может превышать установившийся момент прокатки в 2–2,5 раза. Основной причиной возникновения повторных ударных нагрузок является несогласованность скорости выхода полосы из валков вертикальной клети и линейной скорости валков горизонтальной клети. С целью исследования передачи кинетической энергии на вал двигателя предыдущей клети обоснована целесообразность разработки уточненной математической модели очага деформации. Предложено разработать данную модель на основе уравнения закона сохранения энергии при прокатке. Представлена структурная схема математической модели взаимосвязанных электроприводов вертикальных и горизонтальных валков трехклетевой прокатной группы стана 2000 ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат». Представлены аналитические выражения для расчета мощности, подводимой к очагу деформации со стороны приводного двигателя валков, мощности, подводимой за счет переднего натяжения (подпора) и заднего подпора (натяжения), мощности, затрачиваемой на формоизменение проката и мощности трения скольжения. Для этого исследовано поведение металла в очаге деформации, представлены математические выражения изменения элементарных скоростей точек на поверхностях входного и выходного сечений. Приведены зависимости скольжения металла относительно валков и мощностей трения скольжения для зон опережения и отставания, полученные с учетом изменения сечения обрабатываемого металла и его сопротивления деформации. На основе полученных выражений построена структурная схема модели очага деформации. Представлены аналитические и операторные выражения для моделирования сил натяжения и подпора и структура модели, описывающей упругие свойства полосы в межклетевом промежутке. Приведена структура математической модели системы регулирования скорости электропривода, основанная на известных уравнениях якорной цепи двигателя постоянного тока. В результате сравнения переходных процессов координат электроприводов и параметров прокатки, полученных при моделировании и путем осциллографирования на стане, подтверждена адекватность разработанной модели исследуемому объекту. Представленная математическая модель рекомендуется для исследования силового взаимодействия электромеханических систем прокатного стана, а также исследования динамических режимов, возникающих при захвате полосы валками горизонтальных и вертикальных клетей.

стан горячей прокатки; непрерывная группа клетей; универсальная клеть; полоса, взаимосвязанные электромеханические системы; математическая модель; очаг деформации; силовая взаимосвязь; натяжение; подпор; автоматизированный электропривод; структура; адеква

Ограничение ударных нагрузок электрооборудования клетей непрерывной подгруппы широкополосного стана горячей прокатки / А.С. Карандаев, В.Р. Храмшин, И.Ю. Андрюшин и др. // Труды VIII Междунар. (XIX Всерос.) конф. по автоматизиров. электроприводу АЭП-2014: в 2 т. – Саранск. Изд-во Мордов. ун-та, 2014. – Т. 2. – С. 305–309.

Согласование скоростных режимов электроприводов клетей непрерывной группы прокатного стана / А.С. Карандаев, В.Р. Храмшин, А.А. Радионов и др. // Вестник ИГЭУ. – Иваново: ИГЭУ, 2013. – Вып. 1. – С. 98–103.

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

Speed and Load Modes of Rolling Hollow Billet at the Wide-Strip Rolling Mill / A.A. Radionov, A.S. Karandaev, V.R. Khramshin et al. // Proceedings of 2014 International Conference on Mechanical Engineering, Automation and Control Systems (MEACS), 2014. – 5 p. DOI: 10.1109/MEACS.2014.6986841

Большаков, В.И. Развитие идей С.Н. Кожевникова в области исследования динамики прокатных станов / В.И. Большаков, В.В. Веренев // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии: сб. науч. тр. – Дніпропетровськ: ІЧМ НАН України, 2006. – Вип. 12. – С. 245–252.

Путноки А.Ю., Веренев В.В. Модель динамического взаимодействия смежных черновых клетей широкополосного стана при непрерывной прокатке / А.Ю. Путноки, В.В. Веренев // Металл и литье Украины. – 2002. – № 12. – С. 26–30.

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 электрон. науч. журнал. – 2013. – № 2. – С. 69–77.

Дружинин, Н.Н. Непрерывные станы как объект автоматизации / Н.Н. Дружинин. – М.: Металлургия, 1967. – 336 с.

Совершенствование системы автоматического регулирования толщины широкополосного стана горячей прокатки / В.Р. Храмшин, А.С. Карандаев, Р.Р. Храмшин и др. // Труды VII Междунар. (XVIII Всерос.) науч.-техн. конф. по автоматизиров. Электроприводу, Ивановский государственный энергетический университет. – Иваново,

– С. 556–560.

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

Автоматическая коррекция толщины головного участка полосы в гидравлической системе автоматического регулирования толщины широкополосного стана горячей прокатки / В.В. Галкин, С.А. Петряков, А.С. Карандаев, В.Р. Храмшин // Изв. вузов. Электромеханика. – 2011. – № 4. – С. 46–50.

Математическое моделирование взаимосвязанных электромеханических систем межклетевого промежутка широкополосного стана горячей прокатки / А.С. Карандаев, В.Р. Храмшин, И.Ю. Андрюшин и др. // Изв. вузов. Электромеханика. – 2009. – № 1. – С. 12–20.

Согласование скоростей взаимосвязанных электроприводов клетей черновой группы прокатного стана / А.С. Карандаев, В.Р. Храмшин, А.А. Радионов и др. // Труды VII Междунар. (XVIII Всерос.) науч.-техн. конф. по автоматизиров. электроприводу, Ивановский государственный энергетический университет. – Иваново, 2012. – С. 652–657.

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.

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.

Радионов, А.А. Автоматизированный электропривод совмещенного прокатно-волочильного проволочного стана: дис. ... д-ра техн. наук. Магнитогорск: Магнитогор. гос. техн. ун-т им. Г.И. Носова, 2009. – 332 с.

Выдрин, В.Н. Динамика прокатных станов / В.Н. Выдрин. – Свердловск: Металлургия, 1960. – 256 с.

Радионов, А.А. Автоматизированный электропривод для производства стальной проволоки / А.А. Радионов. – Магнитогорск: Магнитогор. гос. техн. ун-т им. Г.И. Носова, 2007. – 311 с.

Определение энергосиловых параметров процессов обработки металлов давлением косвенным методом / А.А. Радионов, Д.Ю. Усатый, А.С. Карандаев, А.С. Сарваров // Деп. 20.04.2000, № 1085-В00.

Павлов, И.М. Теория прокатки / И.М. Павлов. – М.: Металлургиздат, 1950. – 610 с.

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.

Шрейнер, Р.Т. Системы подчиненного регулирования электроприводов. Часть 1. Электроприводы постоянного тока с подчиненным регулированием координат / Р.Т. Шрейнер. – Екатеринбург: Урал. гос. проф.-пед. ун-та, 1997. – 279 с.

Пат. РФ 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 др. – Опубл. 10.10.2013, Бюл. № 28.

Synthesis methodology of frequency convertor’s voltage regulator for the kinematic buffering mode / T.R. Khramshin, G.P. Kornilov, А.S. Karandaev, V.R. Khramshin // 2014 International Conference on Actual Problems of Electron Devices Engineering (APEDE). – Saratov: Bukva, 2014. – Vol. 2. – P. 410–417. DOI: 10.1109/APEDE.2014.6958286

Шрейнер Р.Т. Математическое моделирование электроприводов переменного тока с полупроводниковыми преобразователями частоты / Р.Т. Шрейнер. – Екатеринбург: УрО РАН, 2000. – 654 с.

Ограничение минимальных скоростей электроприводов стана 2000 при прокатке трубной заготовки / А.А. Радионов, И.Ю. Андрюшин, В.В. Галкин, А.Н. Гостев // Вестник МГТУ им. Г.И. Носова. – 2011. – № 3. – С. 20–23.

Андрюшин, И.Ю. Разработка математической модели взаимосвязанных электромеханических систем черновой группы прокатного стана / И.Ю. Андрюшин, А.Г. Шубин, А.Н. Гостев // Электротехн. системы и комплексы. – 2014. – № 3. – С. 24–31.

Пат. РФ № 147042, МПК B21B 37/52. Устройство автоматического регулирования натяжения металла в двух межклетевых промежутках черновой группы стана горячей прокатки / В.Р. Храмшин, А.С. Карандаев, Р.Р. Храмшин и др. – Опубл. 27.10.2014, Бюл. № 30.

Способ коррекции скоростей захвата полосы в непрерывной подгруппе клетей широкополосного стана горячей прокатки / А.С. Карандаев, А.А. Радионов, В.Р. Храмшин, А.Н. Гостев // Электротехнические системы и комплексы: Межвуз. сб. науч. трудов. - Магнитогорск: Изд-во Магнитогор. гос. техн. ун-та им. Г.И. Носова, 2012. – Вып. 20. – С. 141–149.