автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Электромеханическая система регулирования натяжения тонкой полосы широкополосного стана горячей прокатки

На правах рукописи

ХРАМШИН Вадим Рифхатович

ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКАЯ СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ НАТЯЖЕНИЯ ТОНКОЙ ПОЛОСЫ ШИРОКОПОЛОСНОГО СТАНА ГОРЯЧЕЙ ПРОКАТКИ

Специальность 05.09.03 - Электротехнические комплексы и системы

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2005

Работа выполнена на кафедре «Автоматизированного электропривода» Московского энергетического института (Технического университета)

Научный руководитель

Официальные оппоненты

- доктор технических наук, профессор

ОСИПОВ Олег Иванович

- доктор технических наук, профессор ИВАНОВ Гелий Михайлович

- кандидат технических наук ИЗОСИМОВ Дмитрий Борисович

Ведущее предприятие

ОАО "Магнитогорский металлургический комбинат"

Защита диссертации состоится 2005 года в аудитории

М-611 в /^час.^МИН. на заседании диссертационного совета Д 212.157.02 при Московском энергетическом институте (Техническом университете) по адресу: 111250, г. Москва, ул. Красноказарменная, д. 13.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенных печатью, просим направлять по адресу: 111250, г. Москва, ул. Красноказарменная, д. 14, Ученый Совет МЭИ (ТУ).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МЭИ (ТУ).

Автореферат разослан

«¿7

2005 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 212.157.02 канд.техн. наук, доцент

Цырук СА.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Современной тенденцией развития широкополосных станов горячей прокатки является переход на выпуск горячекатаной полосы толщиной 1,2...2 мм, т.е. по геометрическим размерам приближающейся к продукции станов холодной прокатки. Существующие системы регулирования геометрических размеров полосы, рассчитанные на прокатку более толстых полос (от 2 мм до 10мм) не обеспечивают технологических требований, из-за влияния на толщину проката удельного натяжения особенно в последних межклетевых промежутках чистовой группы стана горячей прокатки.

В связи с необходимостью горячего проката более тонких полос и повышения точности регулирования геометрических размеров на металлургических заводах осуществляется реконструкция электрического оборудования станов. Не исключение и непрерывный широкополосный стан 2500 горячей прокатки ОАО "Магнитогорский металлургический комбинат" ("ММК"), где осуществлен переход на цифровые системы регулирования электропривода. Здесь, действующая система автоматического регулирования удельного натяжения и петли полосы, построена по принципу косвенного регулирования и включает в себя два контура: замкнутый контур регулирования угла петледержателя (за счет коррекции задания скорости последующей клети межклетевого промежутка) и разомкнутый контур регулирования удельного натяжения (за счет изменения момента на валу петледержателя). Указанный принцип регулирования обеспечивал стабильную прокатку лишь в установившихся технологических режимах, не гарантируя требуемой точности регулирования удельного натяжения тонкой полосы в динамических режимах. Влияние на качество регулирования удельного натяжения в динамических режимах оказывает значительная инерционность как электромеханического петледержателя, так и прокатной клети, что не позволило эффективно использовать ресурсы быстродействующей системы автоматического регулирования толщины полосы чистовой группы, выполненной на базе современных гидравлических нажимных устройств.

Основным требованием к системе регулирования натяжения является обеспечение удельных натяжений в диапазоне 0.S...17 Н/мм2 во всех динамических режимах, при этом, допустимые отклонения могут составлять не более ±10%, разнотолщинность полосы не должна превышать 3,7%. Эти условия потребовали дальнейшего исследования и развития системы регулирования натяжения и петли полосы.

Цель работы. Целью диссертационной работы является разработка электромеханической системы автоматического регулирования натяжения

и петли полосы широкополосного стана горячей прокатки с улучшенными динамическими характеристиками, за счет комбинированных воздействий на электропривод прокатной клети и систему гидравлических нажимных устройств.

Достижение поставленной цели потребовало:

1. Разработки математической модели действующей системы регулирования, включающей главные электроприводы клетей, электропривод петледержателя, гидравлический привод нажимных устройств с учетом их взаимосвязи через прокатываемый металл, а так же оценки адекватности полученной модели существующему объекту.

2. Разработки математической модели взаимосвязи удельного натяжения и толщины прокатываемого металла и исследований с целью оценки работы действующей системы регулирования в динамических режимах.

3. Разработки комбинированной системы регулирования удельного натяжения и петли полосы с повышенными показателями регулирования в динамических режимах.

4. Исследований разработанной комбинированной системы на математической модели и оценки показателей ее регулирования.

Методика проведения исследований. Теоретические исследования проводились с использованием аппарата передаточных функций, методов структурного моделирования, методов анализа и синтеза систем управления с использованием логарифмических амплитудно-частотных ее характеристик. Экспериментальные исследования проводились на действующем широкополосном стане 2500 горячей прокатки ОАО "ММК" путем прямого осциллографирования с последующей обработкой результатов.

Научная новизна результатов работы заключается в разработке системы автоматического регулирования удельного натяжения и петли полосы, с улучшенными динамическими характеристиками, за счет комбинированных воздействий на электропривод прокатной клети и систему гидравлических нажимных устройств.

Основные научные позиции работы:

1. Обоснованы технологические требования к системам автоматического регулирования натяжения и петли полосы широкополосных станов горячей прокатки при переходе на прокатку более тонкого сортамента полос толщиной 1,2...2мм с большей точностью.

2. Разработана математическая модель системы "петледержатель - полоса - прокатная клеть", учитывающая взаимосвязь через прокатываемый металл в межклетевом промежутке приводов петледержателя, прокатных клетей и гидронажимных устройств.

3. Разработана математическая модель взаимосвязи толшины прокатываемого металла и удельного натяжения в межклетевом промежутке чистовой группы стана 2500 горячей прокатки.

4. Теоретически и экспериментально доказано, что существующая система регулирования удельного натяжения и петли стана 2500 горячей прокатки не обеспечивает требуемую точность регулирования, как удельного натяжения, так и толщины полосы в динамических режимах.

5. Предложена комбинированная система регулирования удельного натяжения и петли полосы, реализующая принцип регулирования натяжения путем совместного воздействия в функции удельного натяжения на скорость прокатной клети и на положение гидравлического нажимного устройства.

6. По результатам теоретических и экспериментальных исследований доказано, что предложенный принцип управления позволяет обеспечивать требуемую точность регулирования удельного натяжения в динамических режимах не более 10%, уменьшая время регулирования в 2...3 раза, по сравнению с действующей системой и точность регулирования толщины до 3,2%.

Практическая ценность и реализация работы. Разработанная комбинированная система автоматического регулирования удельного натяжения и петли полосы позволяет повысить точность регулирования удельного натяжения и толщины прокатываемой полосы в динамических режимах при переходе на прокатку полос более тонкого сортамента, при сохранении действующего силового электрического и механического оборудования. Даны конкретные рекомендации по реконструкции системы регулирования удельного натяжения и петли полосы стана 2500 горячей прокатки путем реализации предложенных систем регулирования на базе внедряемых промышленных контроллеров.

Основные результаты диссертационной работы переданы в электрослужбу листопрокатного цеха № 4 и центральную электротехническую лабораторию ОАО '"ММК" в виде "Рекомендаций по реконструкции системы автоматического регулирования удельного натяжения и петли широкополосного стана 2500 горячей прокатки".

К защите представляются следующие основные положения.

1. Математическая модель взаимосвязи электро- и гидроприводов межклетевого промежутка чистовой группы стана горячей прокатки, содержащая электропривод петледержателя, глазные электроприводы прокатных клетей, приводы гидравлических нажимных устройств и модели взаимосвязи указанных приводов через прокатываемый металл.

2. Математическая модель взаимосвязи толщины прокатываемого металла и удельного натяжения в межклетевом промежутке чистовой группы стана 2500 горячей прокатки, адекватность которой подтверждена экспериментальным путем.

3. Результаты теоретических и экспериментальных исследований действующей системы автоматического регулирования удельного натяжения и петли полосы стана 2500 горячей прокатки в динамических режимах и оценки влияния удельного натяжения на отклонения толщины полосы.

4. Комбинированная система автоматического регулирования удельного натяжения и петли полосы, за счет одновременных воздействий на скорость валков и на положение гидравлического нажимного устройства последующей клети межклетевого промежутка.

5. Результаты теоретических и экспериментальных исследований комбинированной системы автоматического регулирования удельного натяжения и петли, подтвердившие обеспечение регулирования удельного натяжения в пределах 10%, точность регулирования толщины - 3,2%.

Апробация работы. Содержание работы доложено и обсуждено:

1. На научно-техническом семинаре кафедры автоматизированного электропривода МЭИ (г. Москва, февраль 2005 г.).

2. На IV Международной (XV Всероссийской) конференции по автоматизированному электроприводу АЭП-2004 "Автоматизированный электропривод в XXI веке: пути развития" (г. Магнитогорск, сентябрь 2004 г.).

3. На международной научно-технической конференции "Электроэнергетика, электрические системы и комплексы" (г. Томск, сентябрь 2003 г.).

4. На Всероссийской научно-практической конференции АЭП 2002 "Проблемы развития автоматизированного электропривода промышленных установок" (г. Новокузнецк, май 2002 г.).

5. На 3-ей Всероссийской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых учёных "Энергетики и металлурги настоящему и будущему России" (г. Магнитогорск, апрель 2002 г.).

6. На 62-ой, 63-ей научно-технических конференциях по итогам научно-исследовательских работ за 2002-2003 гг., 2003-2004 гг. (г. Магнитогорск, апрель 2003 г., апрель 2004 г.).

Публикации. Основное содержание работы опубликовано в 12 печатных трудах.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы из 78 наименований и приложения. Ее содержание изложено на 162 страницах машинописного текста, включая 51 рисунок и 21 таблицу.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, сформированы цель и основные задачи исследований.

В первой главе приведена краткая характеристика непрерывного широкополосного стана 2500 горячей прокатки ОАО "ММК", описание его технологического процесса, сортамента выпускаемой продукции, силового оборудования электроприводов клетей чистовой группы и петледержате-лей.

Дано описание действующей системы автоматического регулирования удельного натяжения и петли полосы, разработанной ВНИИЭлектропри-водом по принципу косвенного регулирования параметров. Система петле-регулирования представлена двумя взаимосвязанными системами регулирования удельного натяжения и петли. Автоматическое регулирование удельного натяжения представляет собой систему, управляющую электроприводом петледержателя, а система регулирования петли - управляющая электроприводом последующей клети межклетевого промежутка. Исходное положение петледержателя, в отсутствие полосы в межклетевом промежутке, горизонтальное; ролик находится на линии прокатки или с некоторым превышением (8... 12 мм) над ней, при этом система замкнута по положению петледержателя посредством двух контуров: контура момента (тока) и контура положения. При прокатке система управления двигателем петледержателя разомкнута по положению и представляет собой одноконтурную систему регулирования момента с заданным статическим моментом, зависящим от массы полосы, массы петледержателя, заданного удельного натяжения и угла подъема петледержателя над уровнем прокатки. Кроме того, статический момент на валу двигателя петледержателя зависит от момента изгиба полосы и момента трения в механизме. Под действием усилия, создаваемого петледержателем, полоса отклоняется от линии прокатки и в межклетевом промежутке образуется петля металла, при этом в прокатываемом металле возникает натяжение, т.е. создается силовая петля. Заданная величина петли удерживается посредством воздействия на скорость последующей по ходу прокатки клети межклетевого промежутка в функции отклонения рычага петледержателя от заданного положения. Значительная инерционность как электромеханического петледержателя, так и прокатной клети, снижает точность регулирования удельного натяжения в динамических режимах.

Основным требованием к системе регулирования удельного натяжения при переходе на прокатку более тонкого сортамента является обеспечение при прокатке удельного натяжения в полосе в диапазоне 0,5...17 Н/мм2, при допустимом отклонении не более 10%. Кроме того переход на прокат-

ку более тонкой полосы приводит к увеличению скоростей прокатки и как следствие, предполагает работу главного электропривода прокатной клети в зоне регулирования скорости с ослабленным магнитным потоком двигателя.

Разнотолщинность полосы после установки гидравлических нажимных устройств на последних клетях чистовой группы и включения в работу новой системы регулирования толщины на их основе не должна превышать 0,075... 0,09мм (до реконструкции разнотолщикность была 0,1...0,14мм), что при прокатке полосы 1,5...2мм составляет^ 7...5%.

Таким образом, основные требования к современной системе регулирования (в отличие от перечисленных требований к «традиционной» системе) направлены на обеспечение непрерывного контроля и поддержание точности регулирования удельного натяжения как в установившихся, так и в динамических режимах при прокатке тонких полос в требуемых допусках. Построение системы регулирования, обеспечивающей выполнение данного требования, является целью реконструкции, проводимой на стане 2500 горячей прокатки в настоящее время.

Литературный и патентный обзоры показали, что наиболее распространенной в отечественной промышленности является система регулирования удельного натяжения полосы на базе "астатического" петледержателя, в то время как в зарубежных разработках присутствуют системы прямого регулирования на базе как электромеханических, так и гидравлических петле-держателей. Одним из решений, предлагаемым при реконструкции стана 2500 горячей прокатки является система с прямым регулированием координат и перекрестными связями. Данный принцип построения регулирования позволяет скомпенсировать электромеханическую постоянную электропривода петледержателя, однако остается не скомпенсированной инерционность прокатной клети. Прямое регулирование предполагает наличие в системе сигнала пропорционального удельному натяжению. Обоснован способ вычисления удельного натяжение косвенным методом по параметрам электропривода петледержателя.

Показана необходимость разработки математической модели, которая позволит оценить приращение толщины полосы при изменении удельного натяжения в динамических режимах. Исследование этой модели в комплексе с существующей системой автоматического регулирования натяжения и петли, а так же проведение на стане пассивного эксперимента дает возможность оценить реальные взаимосвязи в межклетезом промежутке

Вторая глава посвящена разработке математической модели действующей системы автоматического регулирования удельного натяжения и петли широкополосного стана 2500 горячей прокатки для оценки основ-

ных динамических режимов с проверкой полученных результатов экспериментальным путем.

С этой целью была разработана обобщенная математическая модель межклетевого промежутка чистовой группы, включающая: электроприводы прокатных клетей с системой двухзонного регулирования скорости; электропривод электромеханического петледержателя в составе существующей системы автоматического регулирования удельного натяжения и петли полосы; гидравлический привод нажимных устройств в составе системы регулирования толщины; модель прокатываемой полосы и модель взаимосвязи нажимных устройств и главного электропривода через металл.

Математическая модель прокатываемой полосы описывается уравнениями:

Здесь 0( - удельное натяжение прокатываемого металла в г'-ом межклетевом промежутке; Е„ - модуль упругости прокатываемого металла; X - длина межклетевого промежутка; - скорость входа прокатываемого метал-

ла в последующую клеть; - скорость выхода прокатываемого металла из валков предыдущей клети; - линейная скорость перемещения ролика петледержателя; Од ,• - начальное значение удельного натяжения прокатываемого металла; - скорости валков прокатных клетей; - величины опережения металла; - коэффициенты связи между величинами опережения металла и переднего и заднего удельного натяжения соответственно; - толщины прокатываемого металла на выходе прокатных клетей; ( - длина рычага петледержателя; О / - угловая скорость петледержателя; - угол подъема петледержателя.

При описании прокатываемой полосы использована линейная зависимость опережения от разности переднего и заднего удельных натяжений. Коэффициенты связи рассчитаны с помощью зависимостей,

предложенных академиком А.И. Целиковым.

Математическая модель гидравлического нажимного устройства описывается тремя линеаризованными дифференциальными уравнениями: уравнение расхода жидкости в гидравлическом нажимном устройстве для малых приращений координат; уравнение соотношений усилия в прокат-

ной клети и линеаризованное уравнение сервоклапана для малых приращений координат.

В соответствии с реальной настройкой контуров регулирования системы стана 2500 горячей прокатки синтезированы регуляторы системы регулирования удельного натяжения и петли полосы Структурная схема математической модели системы автоматического регулирования удельного натяжения и петли стана 2500 горячей прокатки представлена на рис. 1. Система автоматического регулирования величины петли в межклетевом промежутке представляет собой систему, в которой внутренней двухкон-турной является система автоматического регулирования скорости (САР) последующей клети межклетевого промежутка с подчиненным контуром тока, а внешней - двухконтурная система регулирования петли прокатываемой полосы. Сигнал задания для двухзонной САР скорости клети суммируется из двух сигналов: задания на скорость и сигнала коррекции скорости, зависящего от угла подъема петледержателя. Сигнал задания на ток двигателя петледержателя, формирующийся в блоке вычисления момента (БВМ), пропорционален заданному значению удельного натяжения полосы при данном угле подъема петледержателя и зависит от веса петледержате-ля, веса прокатываемой полосы и площади поперечного сечения полосы в межклетевом промежутке.

Разработана математическая модель взаимосвязи гидронажимного устройства и главного электропривода прокатной клети через прокатываемый металл, структурная схема которой приведена на рис. 2. Для определения опережения при прокатке в валках клети используется формула Дрездена, а для расчета давление металла на валки используется выражение, предложенное академиком А.И. Целиковым, и реализовано в функциональных блоках ,+г/(Н„ Н„,. аи ст1+1, и ?,+,=/(#„ #,+;. сг„ на рис. 2.

Адекватность разработанной модели доказана путем сравнения переходных процессов основных режимов работы системы регулирования, полученных на разработанной математической модели и экспериментальным путем на стане. Исследованы основные режимы прокатки полосы. В результате, относительная погрешность сравнения теоретических и экспериментальных данных не превышает 7,5%. Кроме сравнения кривых основных параметров электропривода петледержателя (тока, скорости и угла подъема петледержателя) сравнивался и технологический параметр -удельное натяжение прокатываемой полосы. Для его косвенного определения использовалась математическая модель выделения удельного натяжения по параметрам электропривода петледержателя.

В третьей главе проведено исследование взаимосвязи удельного натяжения и толщины полосы в динамических режимах.

Для этого была разработана математическая модель взаимосвязи при-

Рис. 1.

Рис. 2.

ращения толщины прокатываемого металла и межклетевых натяжений для реального технологического оборудования и прокатываемого сортамента стана 2500 горячей прокатки. В основу этой модели положены аналитические зависимости, предложенные академиком А.И. Целиковым. Разработанная модель позволяет проанализировать изменение толщины прокатываемого металла в динамических режимах при изменениях удельного натяжения в межклетевом промежутке.

Для оценки адекватности полученной модели реальным взаимосвязям в межклетевом промежутке стана 2500 горячей прокатки путем осциллогра-фирования получены кривые толщин прокатываемого металла по всем клетям и рассчитанная (по параметрам электропривода петледержателя) кривая удельного натяжения при прокатке более 100 полос различного сортамента. На основании полученных осциллограмм была построена экспериментальная зависимость отклонения толщины за счет удельного натяжения от выходной толщины проката, представленная на рис. 3. На этом же рис. 3 представлена аналогичная кривая, полученная на разработанной математической модели. В результате, при нормальном распределении случайной величины был использован критерий Фишера, согласно которому с доверительной вероятностью 95% можно утверждать, что получен-

О 2 4 6 В 10 12 ¡4 16 18 Я. мм

Рис 3.

ные экспериментальные результаты соответствуют теоретической зависимости.

Проведен анализ основных динамических режимов действующей системы на разработанной математической модели, реализованной Е математическом пакете Иа11аЬ с применением прикладной программы ¡ЯтиКпк. Расчет проводился для последнего межклетевого промежутка чистовой группы стана 2500 горячей прокатки при прокатке тонких полос толщиной 1,5...1,8 мм. В результате выяснилось, что действующая система косвенного регулирования не обеспечивает необходимой точности регулирования удельного натяжения, составляющей в соответствии с технологическими требованиями ±10%. Показано существенное влияние удельного натяжения на отклонение толщины прокатываемого металла. В динамических режимах при прокатке тонких полос величина отклонения толщины полосы достигает значения 3,7...4,5 % от исходной толщины, что выше технологических требований.

Четвертая глава диссертационной работы посвящена разработке комбинированной системы автоматического регулирования удельного натяжения и петли, отличающейся от действующей системы стана 2500 горячей прокатки прямым регулированием координат с воздействием на ско-

рость валков и на положение гидравлического нажимного устройства последующей прокатной клети в функции отклонения фактического удельного натяжения от заданного значения.

Функциональная схема предлагаемой комбинированной системы автоматического регулирования натяжения и петли представлена на рис. 4. В ее состав входят две системы управления: положением петледержателя и удельным натяжением. Отличие предлагаемой системы автоматического регулирования величины петли от действующей системы стана 2500 горячей прокатки в том, что регулирующий сигнал поступает не на электропривод последующей прокатной клети в функции отклонения положения петледержателя от заданного, а непосредственно на электропривод петле-держателя рассматриваемого межклетевого промежутка. Система выполнена в виде трех замкнутых контуров: внутреннего контура регулирования тока двигателя петледержателя, среднего контура регулирования скорости петледержателя и внешнего контура регулирования положения петледер-жателя. Перекрестный регулятор в предлагаемой системе позволяет скомпенсировать влияние положения петледержателя на удельное натяжение.

Выполнен синтез регуляторов системы автоматического регулирования величины петли, воздействующей на электропривод петледержателя. Выполнена оценка статической ошибки регулирования угла подъема петле-держателя и предложен способ ее компенсации путем регулирования по возмущению. Синтезированы регуляторы удельного натяжения с воздействием на скорость и на положение валков последующей клети межклетевого промежутка, учитывающие изменение параметров прокатки. Синтезирован перекрестный регулятор, компенсирующий влияние системы автоматического регулирования положения петледержателя на систему автоматического регулирования удельного натяжения. Разработана общая структурная схема предложенной комбинированной системы с учетом синтезированных регуляторов.

В пятой главе разработана математическая модель предлагаемой комбинированной системы автоматического регулирования удельного натяжения и петли полосы, которая базируется на тех же исходных принципах, что и разработанная в гл. 2 модель действующей системы.

Проведены исследования комбинированной системы регулирования на математической модели в основных динамических режимах (прокатка переднего и заднего концов полосы; изменение задания положения петле-держателя, скорости прокатных клетей и межвалкового зазора при прокатке). Из осциллограмм на рис. 5 видно, что использование комбинированной системы с воздействием на положение гидравлического нажимного устройства позволяет обеспечить регулирование удельного натяжения в пределах требуемого значения и одновременно увеличить быстродействие

Рис. 4.

a «W

Ml У.

Рис.5

Рис. 6

в 2...3 раза по сравнению с системой, воздействующей только на скорость прокатной клети. Динамическая составляющая приращения толщины проката лежит в требуемых пределах 3,5%.

Применение в комбинированной системе регулирования перекрестного регулятора позволяет исключить влияние системы регулирования положения петледержателя на систему регулирования удельного натяжения, что наглядно видно при прокатке заднего конца полосы на рис. 6. Согласно технологии удельное натяжение полосы должно оставаться неизменным вплоть до выхода металла из валков предыдущей клети.

Результаты сравнения показателей регулирования для действующей и предлагаемой систем для исследованных режимов представлены в таблице.

Даны рекомендации по использованию результатов исследований при реконструкции системы автоматического регулирования удельного натяжения и петли стана 2500 горячей прокатки ОАО «ММК». Основными являются:

- замена в трех последних межклетевых промежутках существующей системы автоматического регулирования удельного натяжения и петли на предлагаемую систему с контурами регулирования удельного натяжения, воздействующими как на скорость валков, так и на положение ГНУ последующей клети, и перекрестной внутренней связью при сохранении уста ленного механического и силового электрического оборудования;

- техническое решение системы на базе внедряемых промышленных контроллеров.

Таблица

Показатели регулирования для действующей и предлагаемой систем

Техно югичееккй режим Время регулирования удельного натяжения, с Перерегулирование, % |

Удельного натяжения Угла петледержателя Приращения ! Т0Л1ШМЫ .

г г 3 2 2 о о >■. я о е ея Сч и ■ «Г -Я 2 11 г ш С.Ю С I о к Действующая система стана '2500 Предлагаемая комбинированная система Действующая система стана 2500 Предлагаемая комбинированная система Действующая система стана 2500 Предлагаемая комбинированная (.нстсма

Прокатка перелив! о конца полосы ОЯ-1,1 0 15-0.3 68-79 5-10 3-4 2 0.4-0,7 3,5-4.5 2-21

Прокатка эадна о конца паюсы 0 7-0 9 ■ 65-га 0.7-1.5 2 5-4 \ 0,2-0,5 4-4.5 2,8-2,9

Изменение задания положения пстледержатсля 0.9-1.0 ■ 50-57 0,2-0.4 4-5 ! 05-1 1 3,2-3,11 1.9-2.1

Изменение межделхового за юра последующей клети 0.4-0.6 0,15-0.2 25-32 7,5-9,5 3.2-5 | 0,2-0,4 3-4 2 03-0 46 3,6-3,9 3.0-3,2 '

Ишемнис скорости последующей клети 0 6-03 0,14-и,2 22-29 6.4-9. .1 3 5-3,7 3.1-3.2

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО ДИССЕРТАЦИИ

1. Проведен анализ существующих систем автоматического регулирования удельного натяжения и петли полосы широкополосных станов горячей прокатки. Сформулированы требования к петледержателям и системам управления электропривода современных широкополосных станов горячей прокатки при переходе на прокатку более тонких полос толщиной до 1,2...2 мм. Отличительным требованием является обеспечение статических и динамических удельных натяжений в полосе в диапазоне 0,5... 17 Н/мм2, допустимые отклонения могут составлять не более 10%.

2. Разработана обобщенная математическая модель межклетевого промежутка чистовой группы, содержащая модели электроприводов прокатных клетей с системой двухзонного регулирования скорости; электропривода электромеханического петледержателя; гидравлических приводов нажимных устройств и развернутой модели прокатываемой полосы с учетом взаимосвязи нажимных устройств и главного электропривода через прокатываемый металл.

3. Разработана математическая модель взаимосвязи приращения толщины прокатываемого металла и удельного натяжения в межклетевом промежутке чистовой группы, учитывающая изменение технологических коэффициентов при прокатке тонкой полосы. Доказана адекватность полученной модели реальным взаимосвязям, существующим в чистовой группе исследуемого прокатного стана.

4. Показано, что действующая система регулирования не обеспечивает необходимой точности регулирования удельного натяжения полосы при переходе на прокатку более тонких полос из-за существенного влияния удельного натяжения на отклонение толщины прокатываемого металла. В динамических режимах отклонение толщины достигает 3,7..4,5%, превышая технологические требования.

5. Предложена комбинированная система автоматического регулирования удельного натяжения и петли полосы в последних межклетевых промежутках чистовой группы, обеспечивающая улучшенные динамические показатели за счет компенсации влияния положения петледержателя на удельное натяжение, и осуществляющая регулирующее воздействие на скорость валков и положение гидравлического нажимного устройства последующей клети в функции отклонения удельного натяжения от заданного значения.

6. Выполнен синтез регуляторов разработанной комбинированной системы автоматического регулирования удельного натяжения и петли, учитывающих изменение технологических параметров прокатки.

7. Показано, что при прокатке тонких полос предлагаемая комбинированная система автоматического регулирования удельного натяжения и

петли полосы обеспечивает выполнение требований отклонения удельного натяжения з пределах 10 %, толщины - в пределах 3,2 % во всех динамических режимах, при снижении времени переходных процессов в 2...3 раза по сравнению с действующей системой стана 2500 горячей прокатки.

8. По результатам исследований системы автоматического регулирования удельного натяжения и петли стана 2500 горячей прокатки ОАО "ММК", предлагается:

- замена в трех последних межклетевых промежутках существующей системы автоматического регулирования удельного натяжения и петли на предлагаемую систему с контурами регулирования удельного натяжения, воздействующими как на скорость валков, так и на положение гидравлического нажимного устройства последующей клети, и перекрестной внутренней связью;

- техническое решение системы на базе внедряемых промышленных контроллеров.

Рекомендации вошли в основу плана реконструкции системы автоматического регулирования удельного натяжения и петли полосы широкополосного стана 2500 горячей прокатки ОАО "ММК".

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Храмшин В.Р. Исследование на математической модели процесса компенсации динамических отклонений натяжения полосы на широкополосном стане горячей прокатки // Электротехнические системы и комплексы: Межвуз. сб. науч. тр. Под ред. А.С. Карандаева, К.Э. Одинцова. -Магнитогорск: МГТУ, 2002. - Вып. 7. - С. 287-291.

2. Храмшин В.Р. Перспективные системы регулирования натяжения в чистовой группе клетей станов горячей прокатки // Материалы 62-й научно-технической конференции по итогам научно-исследовательских работ за 2002-2003 гг. Сб. докл. Т.2. - Магнитогорск: МГТУ, 2003. - С. 131-134.

3. Храмшин В.Р. Анализ быстродействующих систем автоматического регулирования натяжения широкополосных станов горячей прокатки // Электроэнергетика, электрические системы и комплексы: Материалы международной науч.-техн. конф., 3-5 сентября 2003 г. - Томск: ТПУ, 2003.-С. 79-82.

4. Храмшин В.Р. Оценка влияния изменения натяжения прокатываемого металла на толщину полосы // Материалы 63-й научно-технической конференции по итогам научно-исследовательских работ за 2003-2004 гг. Сб. докл. Т.2. - Магнитогорск: МГТУ, 2004. - С. 121-126.

5. Карандаев А.С, Осипов О.И., Храмшин В.Р. Быстродействующая система автоматического регулирования натяжения и петли широкополосного стана горячей прокатки // Труды IV Международной (XV Всероссийской) конф. по автоматизированному электроприводу "Автоматизиро-

05.0В- 05.41

ванный электропривод в XXI веке: пути развития" (АЭП-2004, Магнитогорск, 14-17 сентября 2004 г.). Часть 2. - Магнитогорск, 2004. - С. 60-

6. Карандаев А.С., Осипов О.И., Храмшин В.Р. Система автоматического регулирования натяжения и петли широкополосного стана горячей прокатки с улучшенными динамическими характеристиками // Вестн. МГТУ. - 2004, №3.- С. 76-82.

7. Система автоматического регулирования натяжения и петли с перекрестными связями для широкополосного стана горячей прокатки / А.С. Карандаев, В.Р. Храмшин, АА. Чертоусов и др. // Электромеханика. - 2004, №2.-С. 21-27.

8. Храмшин В.Р., Карандаев А.С. Анализ процессов образования натяжения в электромеханической системе прокатная клеть - моталка // Автоматизация технологических и производственных процессов в металлургии. Межвуз. сб. науч. тр. - Магнитогорск: МГТУ, 2001. - С. 153-158.

9. Быстродействующая система автоматического регулирования натяжения и петли широкополосного стана ГП / А.С. Карандаев, С.А. Евдокимов, В.Р. Храмшин и др. // Всероссийская научно-практическая конференция АЭП 2002 «Проблемы развития автоматизированного электропривода промышленных установок». Новокузнецк, 15-17 мая 2002. - С. 246-248.

10. Диагностика системы автоматического регулирования натяжения широкополосного стана горячей прокатки / А. С. Карандаев, С.А. Евдокимов, В.Р. Храмшин и др. // Вестник УГТУ-УПИ. Ч. I. - Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2003, № 5. - С. 432-435.

11. Поколев И.Н., Евдокимов СА., Храмшин В.Р. Компьютерная система диагностики с возможностью создания математических моделей, работающих в реальном масштабе времени // Материалы 63-й научно-технической конференции по итогам научно-исследовательских работ за 2003-2004 гг. Сб. докл. Т.2. - Магнитогорск: МГТУ, 2004. - С. 173-179.

12. Карандаев А.С, Храмшин В.Р., Чертоусов А.А. Принципы построения быстродействующих САР натяжения широкополосных станов горячей прокатки // Энергетики и металлурги настоящему и будущему России: Тез. докл. 3-й Всерос. науч.-техн. конф. студентов, аспирантов и молодых учёных. - Магнитогорск: МГТУ, 2002. - С. 25.

66.

Подписано в печать Полиграфический центр МЭИ (ТУ) Красноказарменная ул., д. 13

t

(

\ — -

'' 1379

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. АНАЛИЗ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ НАТЯЖЕНИЯ И ПЕТЛИ ПОЛОСЫ ШИРОКОПОЛОСНОГО СТАНА 2500 ГОРЯЧЕЙ ПРОКАТКИ.

1.1. Краткая характеристика стана 2500, описание технологического процесса, сортамент выпускаемой продукции.

1.2. Силовое оборудование электроприводов клетей чистовой группы и петледержателей.

1.3. Действующая система автоматического регулирования удельного натяжения и петли полосы.

1.3.1. Функциональная схема системы.

1.3.2. Физические основы регулирования удельного натяжения петли.

1.4. Технологические требования к системе автоматического регулирования удельного натяжения и петли полосы стана

1.5. Принципы построения известных систем автоматического регулирования натяжения и петли полосы.

1.6. Система регулирования с перекрестными связями.

1.6.1. Описание системы.

1.6.2. Результаты исследования.

1.6.3. Способ выделения удельного натяжения.

1.7. Анализ показателей регулирования толщины.

ВЫВОДЫ.

Глава 2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ НАТЯЖЕНИЯ И ПЕТЛИ

СТАНА 2500 ГОРЯЧЕЙ ПРОКАТКИ.

2.1. Математическая модель электромеханической системы "петледержатель - полоса - прокатная клеть".

2.1.2. Описание математической модели силовой части электропривода петледержателя как объекта управления.

2.1.3. Описание математической модели силовой части электропривода прокатной клети как объекта управления.

2.1.4. Описание математической модели прокатываемой полосы как объекта управления.

2.1.5. Описание математической модели силовой части привода гидронажимного устройства как объекта управления.

2.2. Синтез контуров регулирования.

2.2.1. Синтез контура регулирования удельного натяжения.

2.2.2. Синтез контура регулирования величины петли.

2.2.3. Синтез контура регулирования положения гидронажимного устройства.

2.2.4. Моделирование взаимосвязи нажимных устройств и главного электропривода через прокатываемый металл. 2.3. Адекватность разработанной модели.

ВЫВОДЫ.

Глава 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМОСВЯЗИ УДЕЛЬНОГО НАТЯЖЕНИЯ И ТОЛЩИНЫ ПОЛОСЫ В ДИНАМИЧЕСКИХ РЕЖИМАХ.

3.1. Математическая модель взаимосвязи удельного натяжения и приращения толщины полосы.

3.2. Исследования взаимосвязи удельного натяжения прокатываемой полосы и приращения толщины полосы на математической модели

3.3. Экспериментальные исследования взаимосвязи удельного натяжения прокатываемой полосы и приращения толщины полосы.

3.4. Адекватность математической модели взаимосвязи.

3.5. Исследование на математической модели изменения удельного натяжения и приращения толщины проката в динамических режимах . 94 ВЫВОДЫ.

Глава 4. КОМБИНИРОВАННАЯ СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО

РЕГУЛИРОВАНИЯ УДЕЛЬНОГО НАТЯЖЕНИЯ И ПЕТЛИ

ПОЛОСЫ.

4.1. Функциональная схема комбинированной системы.

4.2. Расчет контуров регулирования.

4.2.1. Расчет контура регулирования петли.

4.2.2 Расчет контура регулирования удельного натяжения с воздействием на скорость прокатной клети.

4.2.3. Расчет контура регулирования удельного натяжения с воздействием на положение гидравлического нажимного устройства.

4.2.4. Синтез перекрестного регулятора.

ВЫВОДЫ.

Глава 5. ИССЛЕДОВАНИЕ РАЗРАБОТАННОЙ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ НАТЯЖЕНИЯ И ПЕТЛИ

ПОЛОСЫ НА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ.

5.1. Математическая модель комбинированной системы.

5.2. Исследование динамических режимов при возмущающих воздействиях.

5.2.1. Прокатка переднего конца полосы.

5.2.2. Прокатка заднего конца полосы.

5.2.3. Изменение положения петледержателя.

5.2.4. Изменение межвалкового зазора.

5.2.5. Изменение скорости клети.

5.3. Рекомендации по внедрению результатов исследований.

ВЫВОДЫ.

Непрерывные широкополосные станы горячей прокатки благодаря высокой производительности и совершенной технологии являются основными поставщиками листового проката. Объем производства горячекатаного проката в мире достигает 430.440 млн. т в год, что составляет около 60. 70 % всей продукции стали, в том числе в России - около 50 % (33,9 млн. т в 1998 г.) [1, 2]. Современной тенденцией развития широкополосных станов горячей прокатки является переход на выпуск горячекатаной полосы толщиной 1,2.2 мм, т.е. по геометрическим размерам приближающейся к продукции станов холодной прокатки. В связи с этим, возникает задача повышения точности регулирования геометрических размеров полосы, и предъявляются жесткие требования к системам автоматического регулирования технологических параметров. В последних межклетевых промежутках чистовой группы стана горячей прокатки значительное влияние на толщину полосы оказывает удельное натяжение. Соответственно, в связи с повышение требований к точности регулирования возникает задача совершенствования системы регулирования удельного натяжения и петли полосы.

Наиболее типовым примером непрерывного широкополосного стана горячей прокатки является стан 2500 ОАО "Магнитогорского металлургического комбината" (ММК), доля продукции которого в России составляет не менее 15%. Технологическая необходимость реконструкции электрического оборудования стана потребовала анализа работы всех систем, в том числе и системы автоматического регулирования натяжения и петли полосы. Как и большинство отечественных широкополосных станов горячей прокатки [3, 4], система регулирования стана 2500 построена по принципу косвенного регулирования и включает в себя два контура: замкнутый контур регулирования угла петледержателя (величины петли) и разомкнутый контур регулирования удельного натяжения. Удельное натяжение полосы регулируется за счет изменения момента (тока) на валу петледержателя, а положение петледержателя регулируется коррекцией задания скорости валков последующей клети межклетевого промежутка.

Указанный принцип регулирования обеспечивает стабильную прокатку во всех установившихся технологических режимах, однако не обеспечивает требуемой точности регулирования удельного натяжения в динамических режимах. Это объясняется отсутствием в действующей системе непосредственного измерения и контроля удельного натяжения, значительным влиянием систем регулирования положения петледержателя и удельного натяжения друг на друга. Взаимовлияние характеризуется тем, что изменение удельного натяжения, возникающее, например, за счет изменения скорости клети, приводит к изменению статического момента на валу двигателя петледержателя, его скорости и соответственно положения, что сказывается и на удельном натяжении.

Влияние на качество регулирования удельного натяжения в динамических режимах оказывает и значительная инерционность как электромеханического петледержателя, так и прокатной клети, не позволяя тем самым эффективно использовать ресурсы быстродействующей системы автоматического регулирования толщины полосы чистовой группы, выполненной на базе современных гидравлических нажимных устройств. В то же время главным требованием к современным системам регулирования удельного натяжения и петли полосы является поддержание удельного натяжения с высокой точностью, как в статических, так и в динамических технологических режимах [5]. Поэтому возникает необходимость дальнейшего исследования и развития систем регулирования удельного натяжения полосы.

Литературный и патентный обзор показал, что совершенствованием систем регулирования удельного натяжения и петли полосы для широкополосных станов горячей прокатки занимаются как отечественные, так и зарубежные фирмы. Следует отметить работы отечественных предприятий: ВНИИЭлектропривода [6-11], ВНИИметмаша [12-18], НИИтяжмаша и Урал-машзавода [19-22], а так же работы зарубежных фирм: Siemens (Германия) [23], VAI (Австрия) [24], Ansaldo (Италия) [24], General Electric (США) [24,

27] и ряда японских фирм [28-30]. Наиболее распространенной в отечественной промышленности является система косвенного регулирования удельного натяжения на базе "астатического" петледержателя, в то время как в зарубежных разработках присутствуют системы прямого регулирования на базе как электромеханических, так и гидравлических петледержателей.

Выбранный при реконструкции стана 2500 ОАО "ММК" путь предполагает следующее: модернизацию существующих аналоговых систем регулирования, при сохранении установленных двигателей и механических частей петледержателей; использование преобразователей с микропроцессорным управлением, контроллеров с модулями входов/выходов и связью с ЭВМ высшего уровня через магистрали типа PROFIBUS. При этом потребовалось проведение теоретических и экспериментальных исследований взаимосвязанных электро- и гидроприводов межклетевого промежутка чистовой группы действующей системы, и разработка быстродействующей системы с улучшенными показателями регулирования в динамических режимах.

Целью диссертационной работы является разработка электромеханической системы автоматического регулирования натяжения и петли полосы широкополосного стана горячей прокатки с улучшенными показателями регулирования толщины в динамических режимах.

Достижение поставленной цели потребовало решения в диссертационной работе следующих основных задач:

1. Анализа существующих систем автоматического регулирования удельного натяжения и петли полосы широкополосных станов горячей прокатки с целью обоснования путей реконструкции их электропривода.

2. Разработки математической модели действующей системы регулирования, включающей главные электроприводы клетей, электропривод петледержателя, гидравлический привод нажимных устройств с учетом их взаимосвязи через прокатываемый металл, а так же оценки адекватности полученной модели существующему объекту.

3. Разработки математической модели взаимосвязи удельного натяжения и толщины прокатываемого металла и исследований с целью оценки работы действующей системы регулирования в динамических режимах.

4. Разработки комбинированной системы регулирования удельного натяжения и петли полосы с повышенными показателями регулирования в динамических режимах.

5. Исследований разработанной комбинированной системы на математической модели и оценки показателей ее регулирования.

Содержание работы изложено в пяти главах:

В первой главе рассмотрены принципы построения и физические основы работы действующей системы автоматического регулирования удельного натяжения и петли полосы широкополосного стана на примере стана 2500 ОАО "ММК", сформулированы технологические требования, предъявляемые к системе, приведен анализ известных систем регулирования, применяемых на отечественных и зарубежных станах горячей прокатки, рассмотрены принципы построения прямого регулирования удельного натяжения, дан анализ показателей регулирования толщины.

Во второй главе разработана математическая модель действующей системы автоматического регулирования удельного натяжения и петли полосы стана горячей прокатки, включающая в себя модели электропривода петле-держателя, главного электропривода прокатной клети (с учетом двухзонного регулирования), а так же гидравлического нажимного устройства в составе системы автоматического регулирования толщины полосы и модели взаимосвязи всех указанных приводов через прокатываемый металл. Приведена оценка адекватности полученной математической модели реальным процессам межклетевого промежутка.

В третьей главе выполнена разработка математической модели взаимосвязи удельного натяжения и толщины прокатываемого металла, даны экспериментальные и теоретические исследования указанной взаимосвязи, исследованы удельные натяжения и толщины прокатываемого металла в динамических режимах, приведена оценка показателей регулирования толщины.

В четвертой главе разработана функциональная схема комбинированной системы автоматического регулирования удельного натяжения и петли полосы широкополосного стана горячей прокатки. Выполнен синтез регуляторов контура регулирования петли с воздействием на положение петледер-жателя, регулирования удельного натяжения с воздействием на скорость прокатной клети и быстродействующего контура регулирования удельного натяжения с воздействием на положение гидронажимного устройства. Выполнен синтез перекрестного регулятора, компенсирующего влияние системы автоматического регулирования петли на систему автоматического регулирования удельного натяжения.

В пятой главе выполнено математическое моделирование переходных процессов предложенной комбинированной системы регулирования. Приведены показатели регулирования системы в сравнении с действующей системой стана 2500. Даны рекомендации по промышленному внедрению результатов исследования.

В заключении приводятся выводы по работе.

По содержанию диссертационной работы опубликовано двенадцать научных трудов. Результаты работы докладывались и обсуждались на шести научно-технических конференциях и семинарах. Работа выполнялась при финансовой поддержке в форме гранта Министерства образования РФ и Правительства Челябинской области.

142 ВЫВОДЫ

1. Предложена математическая модель комбинированной системы автоматического регулирования удельного натяжения и петли полосы, построенная с учетом разработанных в гл. 4 структурных схем и передаточных функций контуров регулирования положения петледержателя, регулирования удельного натяжения с воздействием на скорость валков и положение гидравлического нажимного устройства последующей клети, а также передаточной функции перекрестного регулятора. В структуре модели учтены взаимосвязь приращения толщины прокатываемого металла от удельного натяжения полосы и модель взаимосвязи приводов межклетевого промежутка через прокатываемый металл.

2. По результатам моделирования переходных процессов удельного натяжения, положения петледержателя и приращения толщины в динамических режимах при возмущающих воздействиях со стороны петледержателя, клети и нажимных устройств показано, что за счет воздействия на положение гидравлического нажимного устройства в предлагаемой системе в 2.3 раза уменьшено время переходных процессов по сравнению с действующей системой стана 2500.

3. Подтверждено, что введение в систему регулирования компенсирующей внутренней связи обеспечивает ослабление влияния положения петледержателя на удельное натяжение во всех режимах, и как следствие, уменьшаются динамические отклонения удельного натяжения и приращения толщины полосы.

4. Моделированием показано, что при прокатке тонких полос предлагаемая система обеспечивает выполнение требования отклонения натяжения в пределах ±10% во всех исследуемых динамических режимах.

5. Даны рекомендации по использованию результатов исследований при реконструкции системы автоматического регулирования удельного натяжения и петли стана 2500 горячей прокатки ОАО «ММК», основными из которых являются:

- замена в трех последних межклетевых промежутках существующей системы автоматического регулирования удельного натяжения и петли на предлагаемую систему с контурами регулирования удельного натяжения, воздействующими как на скорость валков, так и на положение ГНУ последующей клети, и перекрестной внутренней связью при сохранении установленного механического и силового электрического оборудования;

- исполнение предложенных систем на базе внедряемых промышленных контроллеров.

144

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Проведен анализ известных систем автоматического регулирования удельного натяжения и петли полосы широкополосных станов горячей прокатки. Сформулированы требования к петледержателям и системам управления электропривода современных широкополосных станов горячей прокатки при переходе на прокатку более тонких полос толщиной до 1,5—1,8 мм. Отличительным требованием является обеспечение удельных л натяжений в полосе в диапазоне 0,5. 17 Н/мм , допустимые отклонения могут составлять не более ±10%.

2. Разработана обобщенная математическая модель межклетевого промежутка чистовой группы, содержащая модели электроприводов прокатных клетей с системой двухзонного регулирования скорости; электропривода электромеханического петледержателя; гидравлических приводов нажимных устройств и развернутой модели прокатываемой полосы с учетом взаимосвязи нажимных устройств и главного электропривода через прокатываемый металл.

3. Разработана математическая модель взаимосвязи приращения толщины прокатываемого металла и удельного натяжения в межклетевом промежутке чистовой группы, учитывающая изменение технологических коэффициентов при прокатке тонкой полосы. Доказана адекватность полученной модели реальным взаимосвязям, существующим в чистовой группе исследуемого прокатного стана.

4. Показано, что действующая система регулирования не обеспечивает необходимой точности регулирования удельного натяжения полосы при переходе на прокатку более тонких полос из-за существенного влияния удельного натяжения на отклонение толщины прокатываемого металла. В динамических режимах величина отклонения толщины 3,7.4,5% превышает технологические требования, допустимые значения которого ±3,5%.

5. Предложена функциональная схема комбинированной системы автоматического регулирования удельного натяжения и петли полосы в последних межклетевых промежутках чистовой группы, обеспечивающая улучшенные динамические показатели за счет компенсации влияния положения петледержателя на удельное натяжение, и осуществляющая регулирующее воздействие на скорость валков и положение гидравлического нажимного устройства последующей клети в функции отклонения удельного натяжения от заданного значения.

6. Выполнен синтез регуляторов разработанной комбинированной системы автоматического регулирования удельного натяжения и петли, учитывающих изменение технологических параметров прокатки.

7. Показано, что при прокатке тонких полос предлагаемая комбинированная система автоматического регулирования удельного натяжения и петли полосы обеспечивает выполнение требований отклонения удельного натяжения в пределах ±10 %, толщины - в пределах 3,2% во всех динамических режимах, при снижении времени переходных процессов в 2.3 раза по сравнению с действующей системой стана 2500.

8. Даны рекомендации по использованию результатов исследований при реконструкции системы автоматического регулирования удельного натяжения и петли стана 2500 горячей прокатки ОАО «ММК», основными из которых являются:

- замена в трех последних межклетевых промежутках существующей системы автоматического регулирования удельного натяжения и петли на предлагаемую систему с контурами регулирования удельного натяжения, воздействующими как на скорость валков, так и на положение гидравлического нажимного устройства последующей клети, и перекрестной внутренней связью при сохранении установленного механического и силового электрического оборудования;

- исполнение предложенных систем на базе внедряемых промышленных контроллеров.

Предложенные рекомендации вошли в основу плана реконструкции системы автоматического регулирования удельного натяжения и петли полосы широкополосного стана 2500 горячей прокатки ОАО "ММК".

146

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

2. Отвечают ли обычные широкополосные станы современным запросам // Новости черной металлургии за рубежом. 1997, №3. — С. 79-82.

3. Дружинин Н.Н. Непрерывные станы как объект автоматизации. М.: Металлургия, 1967. - 336 с.

4. Пистрак М.Я., Каретников В.Ф. Система автоматического регулирования натяжения полосы непрерывного листового стана с электромеханическими петледержателями // Электричество. 1976, №2. - С. 79-82.

5. Eckelsbach К., Rosenthal D. Новые концепции фирмы "Schloemann-Siemag" для экономичного и гибкого производства высококачественной горячекатаной полосы // Новости черной металлургии России и зарубежных стран.- 1998, №1. С. 56-59.

6. Лапидус М.И., Пистрак М.Я. Системы автоматического регулирования натяжения на широкополосных станах горячей прокатки с электромеханическими петледержателями // Электротехн. пром-сть. Сер. 08. Электропривод. Обзор, информ. 1988. - Вып. 22. - С. 1-80.

7. Лапидус М.И., Пистрак М.Я., Наумов В.А. Исследования процесса компенсации динамических отклонений натяжения полосы на стане горячей прокатки // Электротехника. 1983, №5. - С. 49-52.

8. Пистрак М.Я., Лапидус М.И. Улучшение экономических показателей широкополосных станов горячей прокатки // Электротехника. 1984, №11.— С. 9-11.

9. Лапидус М.И., Пистрак М.Я. Электропривод петледержателей широкополосного прокатного стана // Сталь. 1991, №2. - С. 58-62.

10. Дружинин Н.Н., Мирер А.Г. Исследование управления непрерывными станами методом контроля межклетевых натяжений // Сталь. 1987, №3. с. 44-49.

11. Филатов А.С., Акимов В. А., Зайцев А.П. Исследования точности прокатки на стане 1450 Магнитогорского металлургического комбината // Автоматизация и электропривод метал, машин и агрегатов. Труды ВНИИ-МЕТМАШ. 1980, №59. - С. 20-31.

12. Результаты исследования адаптивных регуляторов межклетевых натяжений / В.М. Колядич, А.Г. Мирер, И.В. Залесский и др. // Автоматизация и электропривод метал, машин и агрегатов. Труды ВНИИМЕТМАШ. -1979,№58.-С. 26-29.

13. Воронцов А.А. Петледержатели для чистовых групп непрерывных полосовых станов горячей прокатки // Автоматизация и электропривод метал.машин и агрегатов. Труды ВНИИМЕТМАШ. 1980, №59. - С. 150-159.

14. Митрофанов В.З., Топаллер А.В. Вычислительное устройство для измерения удельных межклетевых натяжений на листовом стане горячей прокатки // Автоматизация и электропривод метал, машин и агрегатов. Труды ВНИИМЕТМАШ. 1979, №58. - С. 102-109.

15. Исследование энергетического баланса работы петледержателей / М.А. Зайков, В.И. Погоржельский, И.А. Колесников и др. // Изв. Вузов. Чернаяметаллургия. 1986, №9. - С. 76-81.

16. Колесников И.А. Повышение размерной точности горячекатаных листов методом оптимизации межклетевых натяжений // Прогрессивные процессы обработки металлов давлением. Краснодар, 1988.-С. 17-24.

17. А.С. 854480 СССР, МПКЗ В 21 В 37/02. Петледержатель для непрерывного стана горячей прокатки / А.Д. Белянский, Н.В. Бочаров, А.А. Воронцов и др. Заявлено 14.11.79, № 2839375/22-02.; Опубл. в Б.И. №29, 1981.

18. Bass G.V. Minimum tension control in finishing train of hot strip mills // Iron and steel Engineer. 1987, №11 - P. 48-52 (англ).

19. Kopineck H., Tappe W. New on-line measuring and testing systems for steel strip // Metallurgical plant and technology. 1990, №1. - P. 70-75 (англ).

20. System for optimizing performance of loopers on continuous hot strip mills / G.R. Gagliardi, R. Passoni, L. Zanicotti и др. // BTF special issue. - 1984. P. 71-74.

21. Clark M., Martin D. Advanced control for hot strip finishing mill // The metals journal. 1999, №7. - P. 40-44 (англ).

22. D. O'Connell, T.N. Thoria. Modernizing a hot strip finishing mill main drive control at Inland Steel // Iron and steel Engineer. 1980, №5 - P. 34-40 (англ).

23. Fukushima K. Looper optimal multivariable control for hot strip finishing mill

24. Trans. Iron and Steel Inst. Jap. 1988, №6. - P. 463-469.

25. Tanimoto S., Hayashi Y., Saito M. New tension measurement and control system in hot strip finishing mill // Meas. And Contr. Instrum. Iron and Steel Ind. Prod 5th Process Technical Congress, Detroit. Werrendale, Pa. 1985. P. 147154 (англ).

26. Finishing mill tension control system in the Mizushima hot strip mill / K. Hamada, S. Ueki, M. Shitomi и др. // Kawasaki steel technical report. 1985, №11. -P. 35-43 (англ).

27. Краснов B.C., Куркотов А.И., Фншкин E.E. Специальные моментные электродвигатели для привода петледержателей прокатных станов // Электротехника. 1974, №1. - С. 30-31.

28. Стефанович B.JI. Автоматизация непрерывных и полунепрерывных широкополосных станов горячей прокатки. М.: Металлургия, 1975. - 208 с.

29. Исследование системы автоматического регулирования натяжения на листовом стане горячей прокатки 2500 ММК. Отчет по научно-исследовательской работе, № гос. регистрации 78055584. Магнитогорск: МГМИ, 1979.-87 с.

30. Горячая прокатка полос на стане «2500». Технологическая инструкция ТИ-101-П-Гл. 4-71-97. Магнитогорск: ОАО «ММК», 1997. - 105 с.

31. Documents of 13th international rolling technology course / Bariloche, Argentina, 18-23rd April, 1999 // Industrial Automation Services Pty Ltd, 1999. P. 9-11. (англ).

32. Shaw D.A., Foulds J.G., Horner A.C. Custom design of hydraulic gauge control for three Canadian hot strip mills // Iron and Steel Eng. 1988, №12. - P. 21-29 (англ).

33. Экспериментальное определение натяжений на непрерывном широкополосном стане / М.А. Зайков, В.И. Погоржельский, Н.А. Скороходов и др. // Известия Вузов. Черная металлургия. — 1986, №5. — С. 81-86.

34. Чертоусов А.А. Совершенствование электромеханической системы регулирования натяжения полосы широкополосного стана горячей прокатки: Дис. . канд. техн. наук. Магнитогорск: МГТУ, 2004. - 198 с.

35. Выдрин В.Н., Федосиенко А.С. Автоматизация прокатного производства: Учебник для вузов. М.: Металлургия, 1984. - 472 с.

36. Роде В. Новые концепции экономического и гибкого производства высококачественных горячих штрипсов // Черная металлургия России и стран СНГ в XXI веке: Сб. трудов междунар. конф. Т.З. М.: Металлургия, 1994.-С. 268-273.

37. Система автоматического регулирования натяжения и петли с перекрестными связями для широкополосного стана горячей прокатки / А.С. Каран-даев, В.Р. Храмшин, А.А. Чертоусов и др. // Электромеханика. 2004, №2. -С. 21-27.

38. Заявка 57-156829 (Япония). -№56-43752. Заяв. 24.03.81 Опубл. 28.09.82.

39. Ткалич К.Н., Коновалов Ю.В. Точная прокатка тонких полос. М.: Металлургия, 1972. - 176 с.

40. Сафьян М.М. Прокатка широкополосной стали. -М.: Металлургия, 1969. 460 с.

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

42. Целиков А.И. Теория расчета усилий в прокатных станах. М.: Металлургиздат, 1962. - 494 с.

43. Целиков А.И. Основы теории прокатки. М.: Металлургия, 1965. - 247 с.

44. Технологическая инструкция ТИ-101-ГЛ4-71-2003.

45. Кузищин В.А., Гедымин Ю.Ю. Моделирование гидравлических нажимных устройств прокатных станов // Конструирование и исследование современных прокатных станов: Сб. науч. трудов. М.: ВНИИметмаш, 1985. - С. 113-118.

46. Lederer A. State of development of plate mills // MPT. 1982, №5. - P. 36-60 (англ).

47. Браун A.E., Дралюк Б.Н., Тикоцкий А.Е. Некоторые вопросы динамики гидронажимных устройств // Электротехн. пром-сть. Сер. 08. Электропривод. Обзор, информ. 1982. - Вып. 8. - С. 13-17.

48. Управление координатами гидронажимного устройства прокатной клети / А.Е. Браун, Б.Н. Дралюк, А.Е. Тикоцкий и др. // Электропривод и автоматизация мощных машин: Сб. научн. тр. Свердловск: НИИтяжмаш, 1988. -С. 40-51.

49. Басков С.Н. Разработка и исследование автоматизированных электроприводов черновой клети толстолистового стана в режимах регулируемого формоизменения прокатываемого металла: Дис. . канд. техн. наук. М.: МЭИ, 1999.- 162 с.

50. 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.

51. Hidraulic automatic gauge control // Davy McKee (Sheffield) Ltd. 1987. P. 9 (англ).

52. CAPT для 7-клетевого полосопрокатного стана горячей прокатки 2500 Магнитогорского меткомбината: Руководство по эксплуатации // Davy McKee. 1993.- 19 с.

53. Ключев В.И. Теория электропривода: Учеб. для вузов. М.: Энергоатом-издат, 2001.-760 с.

54. Проектирование электроприводов. Справочник. Свердловск: Средне-Уральское кн. Изд-во, 1980. - 160 с.

55. Системы прецизионного регулирования геометрических параметров го-рячеполосового проката / В.И. Русаев, П.С. Гринчук, А.И. Чабанов и др. // Обзор, инф. Сер. Электропривод. М.: Ин-т. "Черметинформация", 1975, -Вып. 9.-С. 27-37.

56. Коновалов Ю.В., Остапенко А.Л., Пономарев В.И. Расчет параметров листовой прокатки: Справочник. М.: Металлургия, 1986. - 429 с.

57. Храмшин В.Р. Оценка влияния изменения натяжения прокатываемого металла на толщину полосы // Материалы 63-й научно-технической конференции по итогам научно-исследовательских работ за 2003-2004 гг. Сб. докл. Т.2. Магнитогорск: МГТУ, 2004. - С. 121-126.

58. Ильинский Н.Ф. Элементы теории эксперимента. М.: МЭИ, 1983. - 92 с.

59. Лукьянов С.И., Панов А.Н. Обработка экспериментальных данных: Учеб. пособие. Магнитогорск: МГМИ, 1992. - 75 с.

60. Диагностика системы автоматического регулирования натяжения широкополосного стана горячей прокатки / Карандаев А. С., Евдокимов С.А., Храмшин В.Р. и др. // Вестник УГТУ-УПИ. Ч. I. Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2003, № 5. - С. 432-435.

61. Карандаев А.С., Осипов О.И., Храмшин В.Р. Система автоматического регулирования натяжения и петли широкополосного стана горячей прокатки с улучшенными динамическими характеристиками // Вестн. МГТУ.- 2004, №3. С. 76-82.

62. Чиликин М.Г., Ключев В.И., Сандлер А.С. Теория автоматизированного электропривода: Учеб. пособие для вузов. М.: Энергия, 1979. - 616 с.

63. Следящие приводы: В 3 т. 2-е изд., доп. и перераб. / Под ред. Б.К. Чемо-данова. Т. I. Теория и проектирование следящих приводов / Е.С. Блейз, А.В. Зимин, Е.С. Иванов и др. М: изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1999.- 904 с.