Совершенствование электротехнических систем клети толстолистового прокатного стана в режиме регулируемого изменения формы раската

Бесплатно
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0
Воронин Станислав Сергеевич
Бесплатно
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

ВВЕДЕНИЕ 5
Глава 1. АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИИ ПРОФИЛИРОВАННОЙ
ПРОКАТКИ. ОБОСНОВАНИЕ СПОСОБОВ УПРАВЛЕНИЯ
ЭЛЕКТРО- И ГИДРОПРИВОДАМИ С ЦЕЛЬЮ СНИЖЕНИЯ
РАСХОДНОГО КОЭФФИЦИЦЕНТА 15
1.1. Технологическая линия и технология прокатки на стане 5000 16
1.2. Оборудование реверсивной клети 19
1.3. Анализ причин неудовлетворительных расходных
коэффициентов на толстолистовых станах 26
1.4. Способы повышения качества и выхода готовой продукции 31
1.4.1. Технологии прокатки с коррекцией формы листа в плане 31
1.4.2. Технология прокатки с профилированием широких граней
раскатов горизонтальными валками 33
1.5. Концепция регулирования толщины ROLL-GAP CONTROLL 36
1.6. Режим профилированной прокатки 38
1.7. Обоснование направлений совершенствования алгоритмов
управления электроприводами реверсивной клети 40
1.7.1. Ограничение силовой связи вертикальной и горизонтальной
клетей через металл 40
1.7.2. Ограничение динамических нагрузок при захвате раската
валками 42
1.8. Выводы и постановка задачи исследований 45
Глава 2. РАЗРАБОТКА СПОСОБА АВТОМАТИЧЕСКОГО
РЕГУЛИРОВАНИЯ ТОЛЩИНЫ В РЕЖИМЕ ИЗМЕНЕНИЯ
ПРОФИЛЯ РАСКАТА 48
2.1. Задание профиля переменной толщины в системе ASC 49
2.2. Совершенствование алгоритмов САРТ в режиме
профилированной прокатки 52
2.2.1. Структурные схемы систем регулирования зазора и толщины 52
2.2.2. Разработка САРТ с регулированием с упреждением 56
2.3. Разработка имитационной модели взаимосвязанных
электротехнических систем клети 58
2.4. Разработка моделей гидравлических НУ в структуре САРТ 64
2.5. Результаты моделирования 70
ВЫВОДЫ 73
Глава 3. ОГРАНИЧЕНИЕ СИЛОВОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ
ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ СИСТЕМ ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ
И ВЕРТИКАЛЬНОЙ КЛЕТЕЙ ТОЛСТОЛИСТОВОГО СТАНА 74
3.1. Обоснование направления исследований 74
3.2. Анализ известного способа согласования скоростей валков 76
3.3. Разработка способа ограничения силового взаимодействия 79
3.4. Аналитические зависимости для расчета энергосиловых
параметров в режиме профилированной прокатки 84
3.4.1. Расчет по известной методике 84
3.4.2. Кинематика очага деформации 87
3.4.3. Расчет усилия и момента при прокатке с нарастающим
обжатием 90
3.5. Расчет критического угла и опережения 92
3.6. Разработка модели взаимосвязанных электроприводов
горизонтальной и вертикальной клетей 97
3.7. Результаты моделирования 101
ВЫВОДЫ 107
Глава 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И
ПРОМЫШЛЕННОЕ ВНЕДРЕНИЕ РАЗРАБОТОК НА СТАНЕ
5000
4.1. Экспериментальные исследования точности регулирования
толщины в САРТ с предуправлением 111
4.2. Реализация способа согласования скоростей электроприводов
клетей 112
4.3. Способ упреждающего регулирования зазора валков перед
захватом 115
4.4. Результаты экспериментальных исследований 118
4.5. Технико-экономическое обоснование внедрения алгоритма
согласования скоростей раската и валков 121
ВЫВОДЫ 125
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 128
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 130
ПРИЛОЖЕНИЯ 150

Во введении отмечена актуальность сокращения потерь металла с боковой
и торцевой обрезью при производстве листового проката. Обоснованы задачи
повышения точности регулирования толщины раската в проходах с профилиро- ванием и ограничения силовой связи вертикальных и горизонтальных валков через металл. Отмечена недостаточная проработанность данных вопросов в ли- тературе. Сформулированы цель и задачи диссертационной работы.
В первой главе дана характеристика технологии и оборудования стана 5000 ПАО «ММК» (далее – стан 5000). Рассмотрены причины отклонения геометри- ческих размеров раската от заданных в режиме прокатки с большими обжати- ями. Представлены способы повышения выхода готовой продукции за счет со- кращения потерь с обрезью. Отмечено, что основным направлением решения данной проблемы является внедрение технологии профилированной прокатки слябов в одном либо нескольких черновых проходах. Дано обоснование совер- шенствования алгоритмов управления электроприводами и гидравлическими приводами НУ горизонтальной клети.
Фотография клети стана 5000 со стороны вертикальных валков представлена на рис. 1, а. Он состоит из четырехвалковой горизонтальной клети и вертикаль- ной клети (эджера), расположенной перед клетью. В зависимости от технологии листы могут быть прокатаны за один проход (нормальная прокатка) или оста- ваться на рольганге для промежуточного охлаждения (прокатка при контроли- руемой температуре или термомеханическая прокатка). Во время прокатки вер- тикальная и горизонтальная клети жестко связаны через металл. Установка за- зора в заданное положение осуществляется электромеханическими нажимными устройствами в паузе между проходами, регулирование зазора во время про- катки, в том числе при профилировании горизонтальными валками, осуществ- ляется гидравлическими НУ.
а) б)
Рис. 1. Фотографии клети стана 5000 (а) и готового листа на рольганге (б)
Выполнен анализ причин неудовлетворительных расходных коэффициентов на толстолистовых станах. Основной причиной являются высокие обжатия рас- катов на первых двух стадиях прокатки (протяжки и разбивки ширины). Это со- провождается значительным отклонением ширины (уширением) и, как след- ствие, искажениями геометрии готового листа, представленными на рис. 2, б. Кроме того, возникают искажения формы концевых участков (рис. 2, а), что уве- личивает концевую обрезь. Показано, что форма листа зависит от соотношения

22 11
в
а
121
гб
а
б
коэффициентов вытяжек: отношений длины раската к длине сляба при про- тяжке и ширины раската к ширине сляба при разбивке ширины. Готовые листы характеризуются большими выпуклыми торцами, как правило, в виде «языков» (рис. 1, б), их длина на тонких раскатах достигает 1000 мм.
Рассмотрены известные технологии, обеспечивающие улучшение формы листа в плане. К ним относятся: косая прокатка, изменение поперечного про- филя сляба тянущей клетью, регулирование величины обжатия при протяжке, предварительное обжатие вертикальными валками. Отмечено, что эти способы получили ограниченное промышленное внедрение.
Наибольшее распространение полу- чили технологии прокатки с профилиро- ванием широких граней раскатов в одном либо нескольких проходах при протяжке и/или разбивке ширины. К ним относятся прокатка по способу MAS, внедренная на нескольких станах Японии и стане 5000 в г. Колпино, и концепция автоматического контроля профиля (ASC), которая рас- сматривается ниже во втором разделе. Она реализована на отечественных и зару- бежных станах, в том числе станах 5000 ПАО «ММК» и ОАО «ВМЗ».
Профилированная прокатка ASC обес- печивается средствами автоматического регулирования прокатного зазора и тол- щины листа, реализующих концепцию ROLL-GAP CONTROLL. В диссертации
приведена структура, поясняющая эту концепцию, перечислены системы тех- нологической автоматизации, важнейшими из которых являются:
– система гидравлического регулирования раствора валков (HGC, Hydraulic Gap Control);
– система автоматического регулирования толщины (AGC, Automatic Gap Control) – аналог САРТ.
Дана оценка точности регулирования толщины в режиме изменения межвал- кового зазора во время прокатки. На рис. 3, а представлены осциллограммы из- менения толщины при формировании профиля переменной толщины на перед- нем конце раската. Они демонстрируют значительное отклонение актуальной толщины (кривая 2) от заданной (кривая 1). В интервале t1–t3 отклонение ΔhТ составляет 2 мм или 0,8% толщины после профилирования, равной 239 мм. Это вызвано задержкой сигнала регулирования при перемещении НУ. Интервал за- держки ΔtТ≈0,2 с.
В ходе экспериментальных исследований были зафиксированы отклонения толщины до 2,5% при допустимом пределе ±1%. Данный недостаток обуслов- лен тем, что при проектной настройке САРТ регулирование осуществляется по
Рис. 2. Форма листа при различ- ных соотношениях коэффици- ентов вытяжки: 1 – торцевая об- резь, 2 – боковая обрезь
отклонению толщины. Отсюда возникает задача совершенствования алгорит-
мов САРТ с целью повышения быстродействия и точности регулирования в ре-
жиме профилированной прокатки. мм
242 240 238 236
кН·м
кН 40000
30000 20000 10000
Δhт 1
Окно 1
t4 t5 Окно 2
Окно 3
01:36:42 б)
0 -1000 -2000 -3000 -4000
3 (МВГП) 4 (МНГП)
01:36:40
Δtт
t1 t2 t3
01:36:39
а)
01:36:41
t, с
Рис. 3. Осциллограммы параметров прокатки в проходе с профилированием при существующей настройке (а) и при разработанном алгоритме САРТ (б): окно 1 (верхнее) – заданная и актуальная толщина; окно 2 – моменты электроприводов; окно 3 – усилие прокатки
Далее дано обоснование ограничения силовой связи вертикальной и гори- зонтальной клетей через металл. Недостатком алгоритма управления прокаткой в проходах с профилированием является отсутствие согласования скоростей электроприводов этих клетей при перемещении НУ. Это приводит к нарушению условия постоянства секундных объемов металла на выходе вертикальной и входе горизонтальной клетей. В результате возникает подпор (отрицательное натяжение), что может привести к аварии.
Обоснована разработка способа автоматического регулирования скорости электропривода валков вертикальной клети пропорционально приращению ли- нейной скорости металла на входе в горизонтальную клеть, вызванному пере- мещением НУ в режиме формирования профиля переменной толщины.
Выполнен анализ силовых линий нагрузок, возникающих при захвате ме- талла валками. Показано что одной из причин колебаний давления и момента, является горизонтальное усилие, которое определяется соотношением линей- ных скоростей валков и раската, а также и величиной межвалкового зазора пе- ред захватом. В качестве направления его снижения обоснована разработка спо- соба управления с автоматическим регулированием зазора валков. Он является аналогом способа управления зазором при профилированной прокатке.
Вторая глава посвящена разработке и исследованию САРТ с предуправле- нием за счет формирования положительной связи по производной задания тол- щины, подключаемой на вход регулятора положения НУ. Представлена имита- ционная модель системы «электропривод клети – гидравлический привод НУ». Выполнены исследования методом математического моделирования.

Рассмотрена концепция ASC профилирования широких граней раската го- ризонтальными валками, разработанная фирмой SMS group, реализованная на стане. Для воздействия на форму головной и хвостовой частей на повернутом листе применяется конический профиль, показанный на рис. 4, а. Аналогичный профиль формируется для улучшения формы кромки листа после последнего калибровочного прохода.
Многоточечную стратегию задания профиля «собачья кость» поясняет ри- сунок 4, б. Формирование задания на толщину по длине заготовки согласно представленному продольному сечению осуществляется программным спосо- бом. В алгоритме задается ряд опорных точек 1, 2 …, i, …, каждая из которых находится на расстоянии Δli от предыдущей точки. Для каждой точки i из па- мяти ПК выдаются значения толщины hi. В результате формируются задания на толщину для разных профилей при протяжке и разбивке ширины.
Сляб
Профиль толщины после последнего прохода калибровки
Прокатка с калибровкой
Поворот на 90°
Прокатка в уширительной клети
Форма передней и задней частей при традиционной прокатке
Сниженная длина передней и задней частей при прокатке в уширительной клети ASC
С
h
Б
ляб
оково
Δli+1
Прокатка с калибровкой hi+1 hi
Направление прокатки
Поворот на 90°
h1
a)
б) l
i+1
й кон
Боко кали
hi+1
Образец после чистовой прокатки
Поворот на 90°
Чистовая прокатка
Профиль толщины после прокатки в уширительной клети
Образец пос
ле чи
Δli
i1
Прокатка в уширительной тур обычной прокатки клети
вой контур после прокатки с ASC бровΔкоhйi
hi Поворот на 90° Профиль толщины после
стовой прокатки прокатка
клети
Чистовая уширительной
Длина прокатанного листа
прокатки в
Δl1
а) б)
Рис. 4. Пояснения к концепции ASC (а) и многоточечной стратегии задания профиля (б)
Далее в главе представлена структура действующей системы автоматиче- ского регулирования толщины (AGC) с внутренним контуром регулирования положения НУ (HGC). Рассмотрен принцип действия САРТ, основанный на уравнении Головина-Симса.
Разработка САРТ с предуправлением. С целью повышения быстродей- ствия и уменьшения ошибки регулирования толщины разработана САРТ, реа- лизующая принцип управления положением нажимных устройств с упрежде- нием. Он обеспечивается за счет введения положительной связи по задающему сигналу, выделенной на рис. 5 контуром.
Рис. 5. Структурная схема САРТ с упреждающим регулированием толщины
Толщина
Регулятор предуправления принят пропорциональным. Коэффициент связи задания зазора s0 и толщины h1 зависит от модулей жесткости клети MG и ме- талла MB:
s0 =МВ+МG . (1) h М
1G
Модуль жесткости клети принимается по данным калибровки клети, модуль
жесткости металла задается программой (моделью) прокатки.
Разработка имитационной модели. С целью исследования этого и других технических решений разработана имитационная модель взаимосвязанных электро- и гидроприводов, реализованная в пакете Matlab-Simulink. Она содер- жит блоки, описывающие непосредственно электроприводы с механической ча-
стью, блок управления «лыжей» (задания разницы скоростей верхнего и ниж- него валков), блок моделирования нагрузки и ее распределения по двигателям.
Выполнена разработка моделей гидравлических НУ в структуре САРТ. Гид- равлическое НУ как объект управления описывается тремя линеаризованными дифференциальными уравнениями: расхода жидкости для малых приращений координат, уравнением, описывающим соотношение усилий в клети и линеари- зованным уравнением сервоклапана. С использованием аппарата ЛАЧХ выпол- нена настройка регулятора положения. Он принят пропорциональным с настройкой на технические оптимум. Это сделано для обеспечения высокого быстродействия и низкой колебательности процессов при возникновений воз- мущений по толщине. Представлены упрощенная имитационная модель HGC и структура модели контура регулирования толщины.
Параметры всех звеньев разработанной модели определены по данным электро- и гидрооборудования и осциллограммам, полученным на стане. Путем сопоставления результатов моделирования с результатами экспериментов под- тверждена ее адекватность исследуемому объекту.
Выполнены исследования методом моделирования. На рис. 6 приведены временные зависимости скоростей (окно 1), моментов (окно 2) электроприводов верхнего и нижнего валков (ВГП и НГП), а также зависимости заданной и акту- альной толщины раската (окно 3). При моделировании учтено, что режим про- филирования совпадает по времени с формированием «лыжи», который обеспе- чивается за счет задания рассогласования скоростей до захвата. Поэтому заданы
начальные рассогласования скоростей в 15%.
В результате анализа зависимостей сделаны следующие выводы.
1. На рис. 6, а прослеживается отставание реальной толщины раската (кривая 2) от заданной (кривая 1). Это приводит к ошибке регулирования толщины в режиме профилирования ΔhТ=0,4%. Расчетные кривые с достаточной точно- стью повторяют процессы на осциллограммах, рис. 3, а. Это косвенно подтвер- ждает адекватность модели исследуемому объекту.
2. Отличием анализируемых процессов на рис. 6, б является значительное снижение (практически отсутствие) задержки регулирования толщины. В ре-
зультате ошибка регулирования приближается к нулю (ΔhТ≈0,05%). Это проис- ходит благодаря введению положительной связи по заданию толщины на вход регулятора положения НУ.
В целом, в результате моделирования сделан вывод, что профиль «кость» в разработанной системе формируется с более высокой точностью, чем при реа- лизации проектного алгоритма управления НУ. Это подтверждает достижение конечной цели, заключающейся в максимальном приближении формы листа в плане к прямоугольной. Результаты экспериментальных исследования разрабо- танной системы рассмотрены ниже в разделе 4.
а) б)
Рис. 6. Результаты моделирования при реализации проектного (а) и разработанного (б) алгоритмов управления: 1, 2 – заданная и фактическая толщина; 3, 4 – моменты ВГП и НГП; 5, 6 – скорости электроприводов
Третья глава посвящена разработке и исследованию способа ограничения силового взаимодействия электромеханических систем горизонтальной и вер- тикальной клетей. Это достигается путем согласования скорости металла на входе в горизонтальную клеть и линейной скорости валков вертикальной клети. При этом учитывается изменение опережения в режиме регулирования межвал- кового зазора при профилированной прокатке.
Разработан способ согласования скоростей горизонтальных и верти- кальных валков (ГВ и ВВ) при перемещении НУ. Схема системы управления представлена на рис. 7. При прокатке металла 3 в вертикальных валках 1, до захвата горизонтальными валками 2 устанавливается скорость ωГ электропри- вода 9 согласно зависимости
Г =В DВ  1 DГ cosГ
, (2)
где ωГ, ωВ, DГ, DD – угловые скорости и диаметры ГВ и ВВ; αГ – угол захвата металла горизонтальными валками.
При изменении зазора, вызванном перемещением НУ, осуществляется регу- лирование скорости электропривода валков вертикальной клети пропорцио- нально приращению линейной скорости металла на входе в горизонтальную клеть. Приращение линейной скорости ВВ ΔVВ вычисляется согласно выражению:
ΔVВ = VГ ΔS MК . (3) HВ MП +MК
где VГ – линейная скорость металла на выходе из ГВ; HВ – толщина на входе в горизонтальную клеть; ΔS – приращение зазора валков при перемещении НУ.
Это обеспечивает реализацию принципа ограничения силового взаимодействия электромеханических систем горизонтальной и вертикальной клетей, суть которого заключается в согласовании скоростей электроприводов за счет динамической компенсации управляющих и возмущающих воздействий с передачей регулирующего воздействия против направления прокатки.
Рис. 7. Функциональная схема си- стемы согласования скоростей ВВ и ГВ, поясняющая разрабо- танный способ: 1, 2 – вертикаль- ные и горизонтальные клети; 3 – раскат; 4 – гидравлическое НУ; 5 – датчик зазора валков; 6 – вычислительный блок; 7 – датчик линейной скорости ГВ; 8, 14 – датчики угловой скорости элек- троприводов ГВ и ВВ; 9, 11 – электроприводы ГВ и ВВ; 10, 13 – блоки управления электроприво- дами ВВ и ГВ, соответственно; 12 – блок задания скорости; 15 – блок задания зазора валков S0 при отсутствии металла; 16 – блок за- дания толщины металла HВ по проходам; 17 – суммирующий элемент
S
4
ВВ
2
3
αГ
VВНВVл VГНГ
V
ГВ
ΔVВ S
15 S0
6 VГ 7 НВ 16
14В Г 8
11 9
10 12 13
Подробное описание работы устройства (рис. 7) приведено в патенте РФ No2687354.
Расчет усилия и момента при прокатке с нарастающим обжатием.
Анализ литературных источников показал, что известные зависимости рас- чета энергосиловых параметров непригодны для расчета усилий и моментов в режиме прокатки с одновременным деформированием металла валками. В них не учитывается изменение толщины, которое в режиме профилированной про- катки оказывает значительное влияние на давление.
При выводе аналитических зависимостей за основу приняты выражения, по- лученные учеными Белорусского национального технического университета под руководством проф. Исаевича Д.А. По ним составлена структура для рас- чета усилия и момента при прокатке с нарастающим обжатием, представленная на рис. 8. Формулы для вычисления углов и коэффициентов, входящих в струк- туру:
 =  k −  ; D = 2 f  1 + h 
Блок расчета усилия и момента
для полосы  Уголклиновидности
1 + h ;  k −  ; E = 1 + h .
( 4 )
2R4R 4R
Радиус валка
R
Постоянные
k,f
p
Fпр
ср
bср lср
Задание профиля толщины
XX
= 1− +  2 2f f

 – к  к
Расчет
pср

 kk
k = h R
Зазор валков
E=1+4R h
E
D=
R 2f1+2  h
E
Mпр h XX2X
h Xfк –
R
Критический угол определяется по упрощенному уравнению, которое полу- чено из условия равновесия сил в очаге деформации:
k k 
= 21−2f+f. (5)
Мгновенное опережение в сечении выхода из очага деформации при про- катке металла переменного сечения с нарастанием обжатия
2 Рис. 8. Структура блока расчета усилия и момента при деформировании
металла валками во время прокатки

D
 R R ( −)2 2  ( −)2  1+2+2+ − 1−
S=
h h 2 2 2  R 2 2
−1. (6)
 1 + h     1 − 2   
Представленная структура и зависимости (4)–(6) составляют основу мето- дики расчета энергосиловых параметров прокатки с нарастающим обжатием. Они использованы при разработке имитационной модели электромеханических
систем вертикальной и горизонтальной клетей и гидравлических НУ, взаимо- связанных через металл (в связи с ограниченным объемом структура модели здесь не приводится).
В целом, в результате применения приведенных зависимостей теория про- катки в приводных валках постоянного радиуса с изменяющимся межвал- ковым зазором в процессе деформирования металла получила развитие для профилированной прокатки слябов на толстолистовых станах.
Результаты моделирования. Характерные расчетные зависимости, полу- ченные при моделировании прокатки за один проход представлены на рис. 9. Они построены для случаев прокатки с профилированием по обычной техноло- гии без коррекции скоростей (рис. 9, а) и при реализации разработанного спо- соба согласования скоростей валков (рис. 9, б). Захват происходит в момент t1, далее в интервале t2–t3 осуществляется профилирование (продавливание) ме- талла горизонтальными валками. Глубина профиля 5-7 мм, что при толщине сляба 250 мм, составляет 2-3 %.
а) б)
Рис. 9. Временные зависимости за цикл прокатки без коррекции скоростей (а) и при моделировании разработанного способа (б): окно 1 – заданные V0ГП, V0Э
и актуальные VГП, VЭ скорости электроприводов клети и эджера (в % макси- мальной); окно 2 – МГП, МЭ – электромагнитные моменты двигателей главного привода ГВ и эджера; МУГП, МУЭ – упругие моменты на шпинделях (в % номи- нальных); окно 3 – Т – межклетевое натяжение (подпор), Н; окно 4 – задание толщины h0 и фактическая толщина h раската на входе клети, мм.

На рис. 9, а натяжение Т (окно 3) изменяется в пределах (-20) – (-30) т (за исключением первоначального броска) и не приходит к первоначальному нуле- вому значению. Подпор имеет место в течение всего прохода, поскольку согла- сования скоростей не осуществляется.
При реализации разработанного способа (рис. 9, б) натяжение Т (окно 3) к моменту t4 окончания прокатки приближается к нулевому значению. Это про- исходит вследствие коррекции задания V0 и соответственно фактической скоро- сти V двигателя эджера (окно 1).
В четвертой главе представлены результаты экспериментальных исследо- ваний разработанных технических решений и их внедрения на стане 5000 ПАО «ММК».
В алгоритме САРТ реализован разработанный способ предуправления, пред- ставленный в разделе 2. Проведены экспериментальные исследования прокатки раскатов различного сортамента. Характерные осциллограммы представлены на рис. 3, б. В результате их анализа сделаны следующие выводы:
1. На осциллограммах в окне 1 сдвиг между заданием и актуальной толщи- ной ΔtТ≈0,1 с, т.е. по сравнению с рисунком 3, а он уменьшился в 2 раза. Это обеспечено за счет предуправления. Ошибка регулирования ΔhТ=1 мм, снизи- лась также в 2 раза и составляет 0,4% установившегося значения.
2. Представленные осциллограммы соответствуют расчетным зависимо- стям, приведенным на рис. 6. Это подтверждает адекватность модели объекту и достоверность выводов, сделанных по результатам моделирования.
Результаты экспериментальных исследований также подтвердили, что при реализации разработанного способа согласования скоростей металла и валков, рассмотренного в разделе 3, обеспечивается ликвидация подпора вертикальных валков в динамическом режиме, вызванном перемещением НУ при наличии ме- талла в валках (анализ приведен в диссертации).
Способ упреждающего регулирования зазора валков перед захватом.
С целью ограничения динамических нагрузок при захвате металла валками разработан способ регулирования межвалкового зазора, аналогичный управле- нию НУ при профилированной прокатке. Его суть заключается в следующем. Перед входом металла в очаг деформации рабочие валки вращаются с линейной скоростью, горизонтальная составляющая, которой равна скорости движения металла на рольганге. При этом очаг деформации в вертикальном направлении установлен на толщину головной части раската. Через заданное время после входа «головы» раската в очаг деформации последний замыкается на предвари- тельно определенное значение. Одновременно с этим регулируется скорость валков в функции скорости изменения межвалкового зазора.
Представленный способ поясняется осциллограммами, представленными на рис. 10. Их анализ позволил сделать следующие выводы:
1. Непосредственно после захвата в момент времени t1 зазор НУ уменьша- ется от 5,2 мм до 4,9 мм. Замыкание зазора происходит в два этапа, это сделано для надежного срабатывания датчика наличия металла в валках.
2. Через 0,35 с в момент t2 вследствие перемещения НУ, зазор устанавлива- ется равным требуемой толщине раската на выходе клети.

3. Динамическая просадка скорости Δn,% составляет 15,6% (от 51 об/мин до 43 об/мин).
4. Перерегулирование моментов МДВ(В), МДВ(Н) двигателей электроприводов ΔMMAX=60% (максимальное значение 4000 кН∙м при установившемся 2500 кН∙м). Эффект заключается в снижении перерегулирования и исключении ко- лебаний момента при захвате.
В результате реа- лизации предложен- ного способа кос- венно ограничива- ется влияние на ди- намический процесс рассогласования ско- рости металла на рольганге и окруж- ной скорости валков. Также устраняется влияние соотноше- ния предварительно
установленного межвалкового зазора и толщины «головы» раската. Проведен- ные исследования подтвердили, что предложенный способ регулируемого изменения зазора перед захватом с точки
зрения ограничения динамических нагрузок является эффективным.
В связи с этим выполнено внедрение разработанного способа на стане 5000.
Это обеспечило следующие технические эффекты:
– сокращение времени аварийных простоев стана, обусловленных полом-
ками оборудования линий главных приводов;
– сокращение затрат на устранение последствий аварий, замену и восстанов-
ление оборудования;
– повышение срока службы электрического и механического оборудования
за счет снижения динамических нагрузок.
Благодаря внедрению алгоритма предуправления обеспечивается снижение
расходного коэффициента за счет сокращения обрези.
Ожидаемый годовой эффект, рассчитанный на изменении затрат на закуп и
установку шпинделя в аварийном и регламентном режимах составил 5,76 млн руб./год, что подтверждено соответствующим актом.
Выполненные разработки рекомендуются для промышленного внедрения на толстолистовых и широкополосных прокатных станах.
Рис. 10. Регулирование зазора валков после захвата
ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО ДИССЕРТАЦИИ
1. В результате проведенных исследований установлено, что эффективным способом улучшения геометрии листового проката является прокатка с профи- лированием широких граней раската горизонтальными валками. В результате формируется двойной конический профиль толщины «собачья кость». Это поз- воляет компенсировать отклонение формы раската от прямоугольной.
2. Разработана САРТ с упреждающим регулированием толщины (предуправ- лением). Отличительным признаком является включение положительной связи по заданию толщины на вход регулятора положения гидравлических НУ. В ре- зультате повышается быстродействие системы.
3. Разработаны способ и система ограничения силового взаимодействия электромеханических систем горизонтальной и вертикальной клетей в режиме профилированной прокатки. Согласно способу при изменении зазора валков, вызванном перемещением НУ, осуществляется регулирование скорости элек- тропривода валков вертикальной клети пропорционально приращению линей- ной скорости металла на входе в горизонтальную клеть. В результате обеспечи- вается постоянство объема металла в межклетевом промежутке.
4. Разработана имитационная модель взаимосвязанных электромеханиче- ских систем клетей стана 5000 и гидравлических НУ горизонтальной клети в структуре САРТ. Она содержит блоки, моделирующие электроприводы как двухмассовые системы, блок моделирования нагрузки и ее распределения по двигателям, а также модели контура HGC (регулирования положения гидравли- ческого НУ) и контура регулирования положения НУ (модель AGC), реализую- щего принцип Головина-Симса.
5. Представлены результаты моделирования, подтверждающие повышение точности и увеличение быстродействия регулирования толщины в режиме пе- ремещения НУ при реализации разработанного алгоритма с предуправлением. Сделан вывод, что двойной конический профиль формируется с более высокой точностью. Это подтверждает достижение цели, заключающейся в приближе- нии формы листа в плане к прямоугольной.
6. В результате моделирования сделан вывод, что при реализации разрабо- танного способа согласования скоростей вертикальных и горизонтальных вал- ков натяжение достигает заданного значения через 0,6 с после окончания про- филирования. Это подтверждает ограничение силовой связи валков и исключе- ние подпора в межклетевом промежутке.
7. Разработан способ ограничения динамических нагрузок, согласно кото- рому величина зазора валков до захвата устанавливается на уровне, близком к толщине головной части, а после захвата возвращается в положение, соответ- ствующее заданной толщине раската на выходе клети. При этом осуществляется коррекция скорости валков пропорционально изменению положения нажим- ного устройства.
8. Алгоритм, реализующий разработанный способ, внедрен в программное обеспечение АСУ ТП реверсивной клети стана 5000. В ходе экспериментов под- тверждено снижение перерегулирования и колебаний момента на валу двига- теля.
9. Выполненные разработки представляют собой комплекс технических ре- шений, обеспечивающих совершенствование концепции ROLL-GAP CONTROLL с целью повышения точности формирования продольного профиля раската в режиме профилированной прокатки. Они рекомендуются к внедрению на толстолистовых станах.

В период с 2009 года в Российской Федерации построены два современ-
ных толстолистовых прокатных стана 5000, предназначенных для производ-
ства продукции высокого передела – высококачественных трубных марок
стали. Эти станы введены в эксплуатацию в ПАО «Магнитогорский металлур-
гический комбинат» (ПАО «ММК») в 2009 г и ОАО «Выксунский металлур-
гический завод» (ОАО «ВМЗ», г. Выкса, Нижегородская область) – в 2011 г.
Ранее был построен аналогичный широкоформатный стан в ОАО «Север-
сталь» (г. Колпино), он находится в эксплуатации с 2000 года. Разработчиком
технологии и генеральным подрядчиком строительства этих станов выступила
компания SMS-Siemag (в настоящее время – SMS group, Германия), которая
является основным производителем прокатного оборудования и имеет боль-
шой опыт строительства прокатных станов.
Сумма производственных мощностей трех названных станов составляет
до 3,5 млн. т горячекатаного широкого листа, толщина которого может варьи-
роваться от 8 до 100 мм. Они производят лист из качественных сортов стали,
нужных не только трубникам, но и машиностроителям, атомным энергетикам,
строителям судов [1]. В результате действующие и завершенные мегапро-
екты: «Северный поток-2», «Сила Сибири», «Восточная Сибирь – Тихий
океан» и другие, обеспечиваются продукцией отечественных металлургиче-
ских предприятий. Ранее подобный сортамент марок стали производился
только отдельными предприятиями Японии и Германии.
В диссертационной работе [2] приведены графики, характеризующие
динамику и структуру рынка стальных труб в 2013-2017 гг. и прогноз до 2025
года. Они подтверждают, что в истекшее десятилетие произошло практически
полное вытеснение зарубежных производителей с отечественного рынка труб
большого диаметра. Для закрепления достигнутых позиций и расширения
присутствия на зарубежных рынках металлопродукции требуется повышение
конкурентоспособности за счет снижения материалоемкости и повышения ее
качества. В условиях современного производства листового проката задачи
повышения конкурентоспособности и снижения себестоимости являются ак-
туальными. Применительно к толстолистовому стану себестоимость опреде-
ляется расходными коэффициентами на тонну готовой продукции.
В научной публикации [3] отмечается, что «Рентабельность изготовле-
ния листового проката существенно зависит от выхода годного, который в
значительной мере определяется формой листа в плане1, то есть формой
концов проката и колебаниями ширины по длине полосы, обусловливающих
концевую и боковую обрезь. Уменьшение металлоемкости требует уменьше-
ния боковой и торцевой обрези, что возможно при приближении формы про-
ката в плане к прямоугольной». Аналогичные выводы сделаны в работах [4–
7].
Согласно «Инструкции» на проектирование стана 5000 ПАО «ММК» го-
довое производство листа должно составлять 1.462.400 т (в настоящее время
этот показатель превышен). При этом масса заготовок в слябах – 1.589.600 т в
год. Таким образом, выход листа из слябов (выход годного) должен составлять
92%. В настоящее время этот показатель достигнут далеко не для всех прока-
тываемых профилей.
Основной причиной потерь металла с боковой и торцевой обрезью явля-
ется отличие формы листа в плане от прямоугольной. Наибольшие потери воз-
никают при производстве листа из высокопрочных сталей из толстых слябов
(толщиной до 35 мм) с большими обжатиями. Это обусловлено течением ме-
талла во время обжатия не только в осевом, но и в боковых направлениях (по-
яснения к этому утверждению даны в разделе 1).
Вопросам улучшения формы листов посвящены научные труды многих
исследователей – специалистов по прокатке и автоматизации технологических
процессов. К числу наиболее значимых публикаций отечественных авторов и
авторов из ближнего зарубежья относятся монографии и учебные пособия [8–
12], научные статьи [13–17]. Также следует отметить диссертации [18–21] и
Здесь и далее под общепринятым термином «форма листа в плане» понимается вид листа сверху, а вели-
чина обрези определяется отличием этой формы от прямоугольника, который может быть вписан в нее
патенты на изобретения [22–26]. Значительный вклад в развитие данного науч-
ного направления внесли научные школы Магнитогорского государственного
технического университета им. Г.И. Носова под руководством проф. Салга-
ника В.М. [27–29], Санкт-Петербургского государственного политехниче-
ского университета под руководством проф. Рудского А.И. [30], Донецкого
национального технического университета под руководством проф. Конова-
лова Ю.В. и Руденко Е.А. [31–34].
Вопросам электропривода и автоматизации толстолистовых станов, в том
числе направленной на улучшение профиля и снижение потерь с обрезью по-
священы научные книги [35–38], ряд работ зарубежных авторов, в том числе
статьи [39–43]. В публикациях [44–47] и других рассмотрена реализация кон-
цепции ROLL GAP CONTROLL регулирования толщины листа средствами
гидравлических нажимных устройств. В работах [48–52] обосновано примене-
ние технологии профилированной прокатки с двойным коническим профилем
на концах раската2, получившей название «собачья кость». Доказано, что при-
менение этой технологии обеспечивает улучшение формы листа в плане.
Проведенный анализ известных публикаций показал, что проблема фор-
мирования профилей переменной толщины при прокатке на толстолистовых
станах не является до конца изученной. Технологические аспекты ее решения
исследованы достаточно подробно. Однако вопросам совершенствования
электротехнических систем реверсивной клети и автоматизированных систем
управления уделено недостаточное внимание. Разработке систем управления
профилированной прокаткой посвящены диссертационные работы [53] – для
стана 2800 ОАО «НОСТА» (в настоящее время – ОАО «Уральская сталь») и
[2] – для стана 5000. Однако эти исследования нельзя назвать окончательными,
так как совершенствование технологии и опыт эксплуатации прокатных ста-
нов постоянно предъявляют новые, все более сложные требования к электро-
Под термином «раскат» понимается полупродукт между исходной заготовкой (слябом) и готовым прока-
том (листом), который изменяет свою форму в каждом проходе реверсивной прокатки
и гидроприводам и системам управления, которые в представленной диссер-
тации объединены понятием «электротехнические системы».
Анализ опыта эксплуатации стана 5000 ПАО «ММК» показал, что кон-
цепция автоматического регулирования толщины ROLL GAP CONTROLL, ре-
ализованная на стане, не обеспечивает требуемой точности регулирования
толщины в режиме формирования конических профилей на концах раската.
Другим недостатком является отсутствие ограничения силовой взаимо-
связи через металл электромеханических систем вертикальных и горизонталь-
ных валков реверсивной клети. Силовое взаимодействие валков аналогично
процессам в универсальных клетях черновых групп широкополосных станов
горячей прокатки, рассмотренным в диссертационных работах [54, 55], а
также публикациях [56–60]. В них доказано, что возникновение натяжения
приводит к отклонениям ширины (уширению) раската, а возникновение под-
пора (отрицательного натяжения) приравнивается к аварийному режиму. До-
пустимое значение натяжения не должно превышать 10 т (100 кН).
Отличием реверсивной клети толстолистового стана является возникно-
вение подпора при перемещении гидравлических нажимных устройств (НУ) в
режиме формирования профиля «собачья кость». Данный режим является не-
достаточно изученным, поэтому его рассмотрение является актуальной зада-
чей.
Таким образом, актуальными являются задачи совершенствования алго-
ритмов существующей системы автоматического регулирования толщины
(САРТ), с целью снижение отходов с боковой и торцевой обрезью, и разра-
ботки способа согласования скоростей взаимосвязанных вертикальной и гори-
зонтальной клетей.
Целью диссертационной работы является разработка комплекса
научно-обоснованных технических решений, обеспечивающих повышение
точности регулирования толщины листа в режиме профилированной прокатки
и ограничение силового взаимодействия электромеханических систем ревер-
сивной клети толстолистового прокатного стана.
Для достижения цели поставлены следующие задачи:
1. Анализ переходных процессов взаимосвязанных автоматизированных
электроприводов горизонтальной и вертикальной клетей и гидравлической
САРТ стана 5000 в режиме профилированной прокатки слябов.
2. Разработка способов управления электро- и гидроприводами горизон-
тальной клети, обеспечивающих повышение точности регулирования тол-
щины в динамическом режиме перемещения нажимных устройств (НУ) во
время прокатки.
3. Разработка способа и системы ограничения силовой взаимосвязи элек-
тромеханических систем вертикальной и горизонтальной клетей через металл
в режиме формирования профилей переменной толщины.
4. Разработка имитационных моделей электроприводов горизонтальной и
вертикальной клетей и гидравлических приводов нажимных устройств (в
структуре САРТ) с учетом их взаимосвязи через металл.
5. Исследование взаимосвязанных электротехнических систем клети в ре-
жиме профилированной прокатки методом математического моделирования.
Сравнительный анализ переходных процессов при проектном и разработан-
ных алгоритмах управления.
6. Разработка алгоритмов регулирования гидравлического зазора клети с
целью ограничения динамических ударов при захвате.
Экспериментальные исследования разработанных технических решений,
внедрение в опытно-промышленную эксплуатацию на стане 5000.
Решение перечисленных задач выполняется применительно к стану 5000
ПАО «ММК». В завершающем разделе диссертации даются рекомендации по
расширенному применению разработок.
Содержание диссертации соответствует поставленным задачам и изло-
жено в следующей последовательности:
В первой главе дана характеристика технологического процесса и сило-
вого электрооборудования горизонтальной и вертикальной клетей стана 5000.
Дана краткая характеристика гидравлических НУ реверсивной клети. Рассмот-
рены причины отклонения геометрических размеров раската от заданных в ре-
жиме прокатки с большими обжатиями. Представлены способы повышения
качества и выхода готовой продукции за счет сокращения потерь с обрезью.
Дана оценка точности регулирования толщины в режиме изменения межвал-
кового зазора во время прокатки. Приведена структура, поясняющая концеп-
цию регулирования толщины ROLL-GAP CONTROLL. Представлены осцил-
лограммы, подтверждающие необходимость совершенствования алгоритмов
САРТ, с целью повышения быстродействия и точности регулирования тол-
щины в режиме изменения межвалкового зазора при профилированной про-
катке. Обоснованы и конкретизированы направления исследований.
Во второй главе рассмотрена концепция ASC профилирования широких
граней раската горизонтальными валками, реализованная на стане. Рассмот-
рена структура существующей системы автоматического регулирования тол-
щины (AGC) с внутренним контуром регулирования положения НУ (HGC).
Разработана САРТ, реализующая принцип регулирования толщины с упрежде-
нием за счет введения положительной связи по задающему сигналу с пропор-
циональным регулятором предуправления. Разработана имитационная модель
взаимосвязанных электро- и гидроприводов, обеспечивающая возможность
исследования разработанных технических решений, реализованная в пакете
Matlab-Simulink. Выполнены исследования методом моделирования. Подтвер-
ждены увеличение быстродействия регулирования толщины, что обеспечивает
повышение точности формирование заданного профиля разнотолщинных
участков раската.
Третья глава посвящена ограничению силового взаимодействия электро-
механических систем валков вертикальной и горизонтальной клетей, возника-
ющему при перемещении НУ. Разработан способ автоматического регулиро-
вания скорости электропривода валков вертикальной клети пропорционально
приращению линейной скорости металла на входе в горизонтальную клеть,
вызванному изменением ее межвалкового зазора (патент РФ №2687354). Пред-
ставлена структура имитационной модели, учитывающая взаимосвязь элек-
тромеханических систем через металл, обеспечивающая возможность иссле-
дования данного способа. Выполнен сравнительный анализ переходных про-
цессов натяжения, вызванных формированием профиля переменной толщины,
при проектной настройке и при реализации предложенного способа. Подтвер-
ждены повышение быстродействия и точности согласования скоростей, а
также ликвидация подпора (отрицательного натяжения) в межклетевом проме-
жутке, возникающего при проектной настройке САРТ.
Четвертая глава посвящена экспериментальным исследованиям и про-
мышленному внедрению разработанных технических решений. Разработан
способ управления электроприводами валков горизонтальной клети и гидрав-
лическими нажимными устройствами, обеспечивающий ограничение динами-
ческих нагрузок за счет автоматического регулирования гидравлического за-
зора валков. При этом осуществляется коррекция скорости валков пропорцио-
нально изменению положения нажимного устройства. Дано эксперименталь-
ное подтверждение снижения перерегулирования и колебаний момента на
валу двигателя. Проведены опытно-промышленные испытания, подтвердив-
шие, что реализация технологии профилированной прокатки слябовой заго-
товки обеспечивает улучшение геометрической формы выпускаемого листа и
за счет этого – снижение отходов с боковой и торцевой обрезью.
В заключении сделаны выводы по работе.
Научная новизна.
1. В результате теоретических и экспериментальных исследований дока-
зано, что известная концепция ASC профилирования широких граней раската
горизонтальными валками, реализованная на станах 5000, обеспечивает точ-
ность регулирования толщины с погрешностью ±1% в квазиустановившемся
режиме прокатки, но не обеспечивает требуемой точности в режиме формиро-
вания профиля переменной толщины.
2. Принцип автоматического регулирования положения в замкнутых САР
с предуправлением за счет положительной обратной связи по сигналу задания
получил развитие в направлении применения для автоматического регулиро-
вания положения нажимных устройств реверсивной клети в режиме профили-
рованной прокатки.
3. Обоснован принцип ограничения силового взаимодействия электроме-
ханических систем горизонтальной и вертикальной клетей прокатного стана,
суть которого заключается в согласовании скоростей электроприводов посред-
ством динамической компенсации управляющих и возмущающих воздействий
с передачей регулирующего воздействия против направления прокатки.
4. Теория прокатки в приводных валках с изменяющимся межвалковым
зазором получила развитие в направлении приложения для толстолистовых
станов в виде уточненных аналитических зависимостей для расчета энергоси-
ловых параметров прокатки и опережения в проходах с профилированием рас-
катов горизонтальными валками.
Практическая значимость и реализация работы.
1. Разработанная САРТ с предуправлением реализована в виде алгорит-
мов в АСУ ТП стана 5000. Дано экспериментальное подтверждение обеспече-
ния регулирования толщины в режимах изменения зазора с погрешностью
±1%.
2. Разработанный алгоритм управления гидравлическим зазором до и по-
сле захвата внедрен в эксплуатацию на стане 5000. Внедрение позволило по-
высить долговечность оборудования главной линии горизонтальной клети за
счет сокращения количества аварий.
3. Результатами внедрения разработанных алгоритмов являются:
– снижение расходного коэффициента за счет сокращения потерь металла
с боковой и концевой обрезью на 0,035 кг/т;
– увеличение нормативного срока эксплуатации механического оборудо-
вания главной линии клети от 3-х до 8-и лет и снижение показателя аварийно-
сти.
Экономический эффект от сокращения затрат на аварийную замену шпин-
деля составляет 5,76 млн руб./год.
4. Разработанные методика расчета энергосиловых параметров прокатки
и опережения в проходах с профилированием, способы управления электриче-
скими и гидравлическими приводами рекомендуются для внедрения на дей-
ствующих толстолистовых прокатных станах.
Методика проведения исследований.
Постановка задачи и обоснование направлений исследований базирова-
лись на результатах литературного обзора, анализе известных разработок и
экспериментальных исследованиях, выполненных на стане 5000 ПАО «ММК».
В основу теоретических исследований положены положения теории электро-
привода, теории автоматического управления, в том числе разделы, посвящен-
ные применению логарифмических амплитудно-частотных характеристик
(ЛАЧХ) и преобразованию структурных схем. Имитационные модели разра-
ботаны в графической среде Simulink пакета MATLAB. Экспериментальные
исследования разработанных алгоритмов выполнены на стане 5000.
Основные положения, выносимые на защиту.
1. Результаты теоретических и экспериментальных исследований, под-
твердившие, что при перемещении НУ в режиме профилирования при суще-
ствующей настройке САРТ возникает отклонение фактической толщины от за-
данной, что приводит к искажению формы листа в плане.
2. Система автоматического регулирования толщины, реализующая прин-
цип упреждающего регулирования за счет положительной связи по задающему
сигналу, включенной на вход регулятора положения НУ.
3. Способ согласования скоростей электроприводов вертикальной и гори-
зонтальной клетей в режиме профилированной прокатки, согласно которому
осуществляется регулирование скорости электропривода валков вертикальной
клети пропорционально приращению линейной скорости металла на входе в
горизонтальную клеть.
4. Способ ограничения динамических нагрузок горизонтальной клети, со-
гласно которому величина зазора валков до захвата устанавливается на уровне,
близком к толщине головной части раската, а после захвата возвращается в
положение, заданное программой обжатий. При этом осуществляется коррек-
ция скорости вращения валков пропорционально изменению положения
нажимного устройства.
5. Результаты теоретических и экспериментальных исследований, под-
твердившие повышение точности регулирования толщины раската на профи-
лированных участках, дающих косвенное подтверждение снижения боковой и
торцевой обрези за счет улучшения формы листа в плане.
Апробация работы. Положения, выносимые на защиту, докладывались
на 8-и международных конференциях, в том числе: 7th International Conference
on Mechatronics and Manufacturing (ICMM), Сингапур, 2016 г; 2nd International
Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing (ICIEAM),

1. В результате проведенных исследований установлено, что эффектив-
ным способом улучшения геометрии листового проката является прокатка с
профилированием широких граней раската горизонтальными валками. В ре-
зультате формируется двойной конический профиль толщины «собачья
кость». Это позволяет компенсировать отклонение формы раската от прямо-
угольной.
2. Результаты экспериментов показали неудовлетворительную точность
регулирования толщины концевых участков раската в динамическом режиме,
вызванном перемещением гидравлических нажимных устройств. Зафиксиро-
ваны отклонения толщины до 2,5% при допустимом пределе ±1%. Основной
причиной отклонений толщины является низкое быстродействие САРТ.
3. Разработана САРТ с упреждающим регулированием толщины (преду-
правлением). Отличительным признаком является включение положительной
связи по заданию толщины на вход регулятора положения гидравлических
НУ. В результате повышается быстродействие системы.
4. Теория прокатки в приводных валках постоянного радиуса с изменяю-
щимся межвалковым зазором получила развитие в качестве приложения для
прокатки с деформацией сляба горизонтальными валками на толстолистовых
станах. Обоснованы аналитические зависимости для расчета энергосиловых
параметров и опережения в проходах с профилированием.
5. Разработаны способ и система ограничения силового взаимодействия
электромеханических систем горизонтальной и вертикальной клетей в режиме
профилированной прокатки. Согласно способу при изменении зазора валков,
вызванном перемещением НУ, осуществляется регулирование скорости элек-
тропривода валков вертикальной клети пропорционально приращению линей-
ной скорости металла на входе в горизонтальную клеть. В результате обеспе-
чивается постоянство объема металла в межклетевом промежутке.
6. Разработана имитационная модель взаимосвязанных электромеханиче-
ских систем клетей стана 5000 и гидравлических НУ горизонтальной клети в
структуре САРТ. Она содержит блоки, моделирующие электроприводы как
двухмассовые системы, блок моделирования нагрузки и ее распределения по
двигателям, а также модели контура HGC (регулирования положения гидрав-
лического НУ) и контура регулирования положения НУ (модель AGC), реали-
зующего принцип Головина-Симса.
7. Представлены результаты моделирования, подтверждающие повыше-
ние точности и увеличение быстродействия регулирования толщины в режиме
перемещения НУ при реализации разработанного алгоритма с предуправле-
нием. Сделан вывод, что двойной конический профиль формируется с более
высокой точностью. Это подтверждает достижение цели, заключающейся в
приближении формы листа в плане к прямоугольной.
8. В результате моделирования сделан вывод, что при реализации разра-
ботанного способа согласования скоростей вертикальных и горизонтальных
валков натяжение достигает заданного значения через 0,6 с после окончания
профилирования. Это подтверждает ограничение силовой связи валков и ис-
ключение подпора в межклетевом промежутке.
9. Разработан способ ограничения динамических нагрузок, согласно ко-
торому величина зазора валков до захвата устанавливается на уровне, близком
к толщине головной части, а после захвата возвращается в положение, соот-
ветствующее заданной толщине раската на выходе клети.
10. Алгоритм, реализующий разработанный способ, внедрен в программ-
ное обеспечение АСУ ТП реверсивной клети стана 5000. В ходе эксперимен-
тов подтверждено снижение перерегулирования и колебаний момента на валу
двигателя. В результате внедрения разработанных решений достигнут годовой
экономический эффект – 5,8 млн руб./год, что подтверждено соответствую-
щим актом.
11. Выполненные разработки представляют собой комплекс технических
решений, обеспечивающих совершенствование концепции ROLL-GAP
CONTROLL с целью повышения точности формирования продольного про-
филя раската в режиме профилированной прокатки. Они рекомендуются к
внедрению на толстолистовых станах.

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Читать «Совершенствование электротехнических систем клети толстолистового прокатного стана в режиме регулируемого изменения формы раската»

    Публикации автора в научных журналах

    Ограничение динамических нагрузок электромеханических систем клети прокатного стана за счет регулирования зазора валков
    В.Р. Гасияров, С.Н. Басков, С.С. Воронин, К.Э. Одинцов // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия “Энергетика”. – 2– Т. – No – С. 82–DOI 14529/power180Гасияров, В.Р. Повышение точности регулирования толщины раската в режиме про- филированной прокатки средствами электро- и гидропривода / В.Р. Гасияров, Б.М. Логинов, С.С. Воронин // Электротехнические системы и комплексы. – 2– No 2(43). – С. 43–DOI 18503/2311-8318-2019-2(43)-43
    Совершенствование алгоритмов регулирования толщины и профиля зазора валков реверсивной клети толстолистового прокатного стана
    А.С. Карандаев, В.Р. Храмшин, В.Р. Гасияров, С.С. Воронин, Б.М Логинов // Известия высших учеб- ных заведений. Электромеханика. – 2– Т. – No – C. 53–DOI 17213/0136-3360-2019-4-53
    Automatic control system of speed of synchronous motor
    V.R. Gasiya- rov, A.S. Maklakov, S.S. Voronin, E.A. Maklakova // Procedia Engineering – 2– Vol. – Pp. 57-DOI 1016/j.proeng.2Gasiyarov, V.R. Dynamic torque limitation principle in the main line of a mill stand: ex- planation and rationale for use / V.R. Gasiyarov, V.R. Khramshin, S.S. Voronin, T.A. Li- sovskaya, O.A. Gasiyarova // Machines – 2– 7(4). –DOI 3390/ma- chines7040Труды конференций из баз Scopus и WoS
    A development of the method of the control signal formation for the hot plate mill automation systems to improve the flatness of the finish plate
    S.S. Voronin, V.R. Gasiyarov, A.A. Radionov // MATEC Web of Conferences: 7th International Conference on Mechatronics and Manufacturing (ICMM). – 2– Vol. – 04DOI 1051/matecconf/20164504Maklakova, E.A. Simulation modeling of the rolling mill stand 5000 OJSC MMK / E.A. Maklakova, V.R. Gasiyarov, A.S. Maklakov, S.S. Voronin // Proceedings of 2nd Interna- tional Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing (ICIEAM). – 2– 7911DOI 1109/ICIEAM.27911
    Improvement of work roll bending control system installed at plate mill stand
    V.R. Gasyarov, A.A. Radionov, B.M. Loginov, S.S. Voronin, V.R. Khramshin // Proceedings of the 9th International Conference on Computer and Automation Engineering (ICCAE). – 2– Pp. 269–DOI 1145/30573057Khramshin, V.R. Study of automated no-pull control system in the continuous mill train / V.R. Khramshin, A.G. Shubin, A.S. Karandaev, S.N. Baskov, S.S. Voronin, 2018 IEEE Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering (EIConRus), Moscow and St. Petersburg, Russia, 2018, pp. 672-doi: 1109/EICon-Rus.28317Патенты РФ, свидетельства о гос. регистрации
    Расчет параметров жесткости клети “КВАРТО” для толстолистовых станов горячей прокатки
    С.С. Воронин, В.Р. Гасияров // Свидетельство о регистра- ции программы для ЭВМ RU 2015618815, 2За- явка No 2015615931 от 2

    Помогаем с подготовкой сопроводительных документов

    Совместно разработаем индивидуальный план и выберем тему работы Подробнее
    Помощь в подготовке к кандидатскому экзамену и допуске к нему Подробнее
    Поможем в написании научных статей для публикации в журналах ВАК Подробнее
    Структурируем работу и напишем автореферат Подробнее

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    Анна В. Инжэкон, студент, кандидат наук
    5 (21 отзыв)
    Выполняю работы по экономическим дисциплинам. Маркетинг, менеджмент, управление персоналом. управление проектами. Есть опыт написания магистерских и кандидатских диссе... Читать все
    Выполняю работы по экономическим дисциплинам. Маркетинг, менеджмент, управление персоналом. управление проектами. Есть опыт написания магистерских и кандидатских диссертаций. Работала в маркетинге. Практикующий бизнес-консультант.
    #Кандидатские #Магистерские
    31 Выполненная работа
    Лидия К.
    4.5 (330 отзывов)
    Образование высшее (2009 год) педагог-психолог (УрГПУ). В 2013 году получено образование магистр психологии. Опыт преподавательской деятельности в области психологии ... Читать все
    Образование высшее (2009 год) педагог-психолог (УрГПУ). В 2013 году получено образование магистр психологии. Опыт преподавательской деятельности в области психологии и педагогики. Написание диссертаций, ВКР, курсовых и иных видов работ.
    #Кандидатские #Магистерские
    592 Выполненных работы
    Екатерина С. кандидат наук, доцент
    4.6 (522 отзыва)
    Практически всегда онлайн, доработки делаю бесплатно. Дипломные работы и Магистерские диссертации сопровождаю до защиты.
    Практически всегда онлайн, доработки делаю бесплатно. Дипломные работы и Магистерские диссертации сопровождаю до защиты.
    #Кандидатские #Магистерские
    1077 Выполненных работ
    Анастасия Б.
    5 (145 отзывов)
    Опыт в написании студенческих работ (дипломные работы, магистерские диссертации, повышение уникальности текста, курсовые работы, научные статьи и т.д.) по экономическо... Читать все
    Опыт в написании студенческих работ (дипломные работы, магистерские диссертации, повышение уникальности текста, курсовые работы, научные статьи и т.д.) по экономическому и гуманитарному направлениях свыше 8 лет на различных площадках.
    #Кандидатские #Магистерские
    224 Выполненных работы
    Сергей Е. МГУ 2012, физический, выпускник, кандидат наук
    4.9 (5 отзывов)
    Имеется большой опыт написания творческих работ на различных порталах от эссе до кандидатских диссертаций, решения задач и выполнения лабораторных работ по любым напра... Читать все
    Имеется большой опыт написания творческих работ на различных порталах от эссе до кандидатских диссертаций, решения задач и выполнения лабораторных работ по любым направлениям физики, математики, химии и других естественных наук.
    #Кандидатские #Магистерские
    5 Выполненных работ
    Татьяна Б.
    4.6 (92 отзыва)
    Добрый день, работаю в сфере написания студенческих работ более 7 лет. Всегда довожу своих студентов до защиты с хорошими и отличными баллами (дипломы, магистерские ди... Читать все
    Добрый день, работаю в сфере написания студенческих работ более 7 лет. Всегда довожу своих студентов до защиты с хорошими и отличными баллами (дипломы, магистерские диссертации, курсовые работы средний балл - 4,5). Всегда на связи!
    #Кандидатские #Магистерские
    138 Выполненных работ
    Евгений А. доктор, профессор
    5 (154 отзыва)
    Более 40 лет занимаюсь преподавательской деятельностью. Специалист в области философии, логики и социальной работы. Кандидатская диссертация - по логике, докторская - ... Читать все
    Более 40 лет занимаюсь преподавательской деятельностью. Специалист в области философии, логики и социальной работы. Кандидатская диссертация - по логике, докторская - по социальной работе.
    #Кандидатские #Магистерские
    260 Выполненных работ
    Мария Б. преподаватель, кандидат наук
    5 (22 отзыва)
    Окончила специалитет по направлению "Прикладная информатика в экономике", магистратуру по направлению "Торговое дело". Защитила кандидатскую диссертацию по специальнос... Читать все
    Окончила специалитет по направлению "Прикладная информатика в экономике", магистратуру по направлению "Торговое дело". Защитила кандидатскую диссертацию по специальности "Экономика и управление народным хозяйством". Автор научных статей.
    #Кандидатские #Магистерские
    37 Выполненных работ
    Анастасия Л. аспирант
    5 (8 отзывов)
    Работаю в сфере метрологического обеспечения. Защищаю кандидатскую диссертацию. Основной профиль: Метрология, стандартизация и сертификация. Оптико-электронное прибост... Читать все
    Работаю в сфере метрологического обеспечения. Защищаю кандидатскую диссертацию. Основной профиль: Метрология, стандартизация и сертификация. Оптико-электронное прибостроение, управление качеством
    #Кандидатские #Магистерские
    10 Выполненных работ

    Последние выполненные заказы

    Другие учебные работы по предмету

    Вентильные дизель-генераторные установки переменной частоты вращения
    📅 2022 год
    🏢 ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева»
    Повышение энергоэффективности Республики Бурунди за счет внедрения солнечной электроэнергетики
    📅 2021 год
    🏢 ФГАОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)»