МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЗАИМОСВЯЗАННЫХ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ СИСТЕМ НЕПРЕРЫВНОЙ ПОДГРУППЫ КЛЕТЕЙ ПРОКАТНОГО СТАНА. Часть 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ НАГРУЗОК В УНИВЕРСАЛЬНЫХ КЛЕТЯХ*

А.А. Radionov; A.S. Karandaev; V.R. Khramshin; A.S. Evdokimov; I.Yu. Andryushin; A.N. Gostev; A.G. Shubin; V.R. Gasiyarov

doi:10.14529/power150209

Authors

А.А. Radionov South Ural State University
A.S. Karandaev Nosov Magnitogorsk State Technical University, Magnitogorsk, Russian Federation
V.R. Khramshin Nosov Magnitogorsk State Technical University, Magnitogorsk, Russian Federation
A.S. Evdokimov Nosov Magnitogorsk State Technical University, Magnitogorsk, Russian Federation
I.Yu. Andryushin Magnitogorsk Iron and Steel Works, Magnitogorsk, Russian Federation
A.N. Gostev Magnitogorsk Iron and Steel Works, Magnitogorsk, Russian Federation
A.G. Shubin Magnitogorsk Iron and Steel Works, Magnitogorsk, Russian Federation
V.R. Gasiyarov South Ural State University

DOI:

https://doi.org/10.14529/power150209

Keywords:

hot-rolling mill, continuous train, universal stand, strip, interrelated electromechanical systems, mathematical model, deformation zone, power interaction, tension, looping, automated electric dive, structure, conformity

Abstract

It was proposed to use the mathematical model considered in [1] for study of the repeated dynamical processes emerging within the electric and mechanical systems of the edging rolls of the universal mill stands at the strip gripping by rolls of the tandem horizontal stands. The analysis of the oscillograms representing transient processes of current and speeds of the electric drives of the horizontal and edging rolls installed at the universal stand No. 4 of the 2.000 mm wide-strip mill at OJSC Magnitogorsk Iron and Steel Works (OAO MMK) has helped to define reasons of the unallowable dynamical loads. The main reason is the incoordination of the speed of the strip leaving the edging stand rolls und linear rotation speed of the horizontal stand rolls. The paper provides results of the mathematical modelling of this dynamic mode under the starting conditions that correspond to the actual processes at the stand. To generalize the results, we compared designing and experimental data obtained at rolling of over 90 variable gauge strips. It has been proven that there is a (near-linear) dependence of current of the electric drive of the edging rolls on the related incoordination of the linear speeds of the edging and horizontal rolls. Based on this fact, it is justified to apply proportional control action on the speed of the electric drive of the horizontal rolls which provides dynamical load limitation. It has been shown that the relation of the linear speeds is greatly influenced by the steady-state error appearing in the electric drive with the proportional speed controller. The paper presents methods and technical solutions providing dynamic load limitation due to the coordination of the universal stand roll speeds and compensation of the speed control error by means of its increase before or immediately at the strip gripping.

Downloads

Download data is not yet available.

References

Математическое моделирование взаимосвязанных электромеханических систем непрерывной подгруппы клетей прокатного стана. Часть 1. Разработка математической модели / А.А. Радионов, А.С. Карандаев, И.Ю. Андрюшин и др. // Вестник ЮУрГУ. Серия «Энергетика». – 2015. – Т. 15, № 1. – С. 59–73. DOI: 10.14529/power150108

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

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

Радионов, А.А. Автоматизированный электропривод совмещенного прокатно-волочильного проволочного стана: дис. … д-ра техн. наук / А.А Радионов.  Магнитогорск: ГОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г. И. Носова». – 2009. – 332 с.

Радионов, А.А. Автоматизированный электропривод станов для производства стальной проволоки / А.А. Радионов. – Магнитогорск: ГОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова», 2007. – 311 с.

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.

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.

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

Математическое моделирование тиристорного электропривода с переключающейся структурой / А.С. Карандаев, В.Р. Храмшин, В.В. Галкин, А.А. Лукин // Известия вузов. Электромеханика. – 2010. – № 3. – С. 47–53.

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.

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.

Андрюшин, И.Ю. Экспериментальные исследования системы автоматической коррекции натяжения в межклетевом промежутке широкополосного стана горячей прокатки / И.Ю. Андрюшин, П.В. Шиляев, В.В. Головин // Вестник ЮУрГУ. Серия «Энергетика». – 2009. – Вып. 11, № 15 (148). – С. 51–59.

Технологические схемы управления электроприводами чистовой группы широкополосного стана горячей прокатки / А.С. Карандаев, В.Р. Храмшин, И.Ю. Андрюшин и др. // Труды VII конгресса прокатчиков. – М., 2007. – Т. 1. – С. 71–75.

Пат. 2494828 Российская Федерация, 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. // БИМП. – 2013. – № 28.

Пат. 2477187 Российская Федерация, МПК7 В 21 В 37/52. Способ автоматического управления процессом прокатки в непрерывной группе клетей / И.Ю. Андрюшин, В.В. Галкин, В.В. Головин и др. // БИМП. – 2013. – № 7.

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

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.

Храмшин, В.Р. Способы компенсации статических отклонений скорости электроприводов клетей широкополосного стана горячей прокатки / В.Р. Храмшин // Электротехника. – 2013. – № 4. – С. 49–55. DOI: 10.3103/S1068371213040032