Модели и алгоритмы автоматического регулирования межклетевых натяжений полосы для устранения вибраций на станах холодной прокатки

• Автор: Маслов, Евгений Александрович
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Череповец
• Количество страниц: 155 с. : ил.

Введение.

Глава 1. Анализ существующих исследований в области

возникновения и устранения вибраций на станах холодной прокатки.

1.1. Требования к качеству проката и производительности современных станов холодной прокатки.

1.2. Вибрации рабочих клетей станов холодной

прокатки с колебаниями межклетевого натяжения полосыЦ

1.3. Теории возникновения вибраций на станах холодной прокатки

1.3.1. Исследования оборудования и элементов станов

холодной прокатки

1.3.2. Известные модели прокатной клети как

колебательной системы

1.3.3. Известные методы устранениявибраций
на станах холодной прокатки.
1.4. Выбор, направления исследования. Постановка
цели и задач исследования.
Глава 2. Разработка математической модели стана холодной
прокатки при вибрациях.
2.1. Экспериментальное определение параметров прокатки
при вибрациях
2.2. Определение переменных параметров математической
модели стана холодной прокатки при вибрациях.
2.2.1. Исследование динамических свойств межклетевого натяжения прокатываемой полосы при вибрациях
2.2.2. Исследование динамических свойств параметров
прокатки при вибрациях.
2.3. Линеаризация математической модели стана
холодной прокатки.
2.3.1. Передаточные функции прокатной клети, учитывающие упругость прокатываемой полосы и динамику
электропривода клети.
2.3.2. Передаточные функции прокатной клети
как динамического объекта управления.
2.4. Математическое описание и определение параметров
автоматических регуляторов процесса прокатки
Глава 3. Исследование причин возникновения вибраций на
станах холодной прокатки.
3.1. Разработка имитационной модели двух клетей
и межклетевого промежутка стана холодной прокатки
3.1.1. Параметрическая идентификация динамической модели электропривода рабочих клетей стана
ПХП ЧерМК ОАО Северсталь.
3.1.2. Аппроксимация звена транспортного запаздывания
толщины прокатываемой полосы
3.1.3. Структура имитационной модели двух клетей
и межклетевого промежутка стана холодной прокатки.
3.1.4. Проверка адекватности разработанных
математической и имитационной моделей
3.2. Исследование устойчивости процесса прокатки
при вибрациях
3.3. Определение источников возбуждения колебаний
натяжения на станах холодной прокатки.
3.4. Исследование динамических характеристик процесса
прокатки при вибрациях.
Глава 4. Разработка алгоритма автоматического регулирования натяжения прокатываемой полосы для устранения
вибраций на станах холодной прокатки
4.1 .Оценка эффективности существующей системы
автоматического регулирования толщины и натяжения
прокатываемой полосы при вибрациях.
4.2. Структурная схема системы регулирования натяжения прокатываемой полосы для подавления колебаний
натяжения прокатываемой полосы
4.3. Устранение погрешности работы упреждающего регулятора толщины полосы приводящей к возникновению вибраций
4.3.1. Исследование погрешности работы упреждающего регулятора толщины прокатываемой полосы.
4.3.2. Разработка алгоритма обработки информации о
толщине полосы для упреждающего регулятора.
4.4. Алгоритм идентификации колебаний натяжения
прокатываемой полосы на станах холодной прокатки.
4.5. Алгоритм расчета параметров регулятора
колебаний натяжения прокатываемой полосы.
4.5.1. Расчет корректора фазового сдвига
регулятора колебаний натяжения прокатываемой полосы
4.5.2. Расчет полосового усилителя регулятора
колебаний натяжения прокатываемой полосы
4.6. Имитационное моделирование алгоритма автоматического регулирования натяжения прокатываемой полосы для
устранения вибраций на станах холодной прокатки
Заключение.
Литература


По материалам диссертации опубликовано 5печатных работ, в том числе 3 из них опубликованы в рецензируемых научных журналах, входящих в перечень ВАК. Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, включающего наименований и приложений. Работа содержит 5 страниц, рисунка и таблиц. Приложения включают 8 страниц. Глава 1. Для станов холодной прокатки листов, жести и тонкой ленты выделяются следующие основные конструктивные и технологические характеристики
количество рабочих клетей, шт. Стандартами на холоднокатаную листовую сталь предусматривается изготовление холоднокатаных листов шириной 0,, м. Потребность в холоднокатаной, стали, удовлетворяющей приведенным требованиям, напрямую связана с производством и продажами непосредственно в самой промышленности потребляющей эту сталь. Министерство промышленности Россиипрогнозирует рост спроса, на готовую металлопродукцию, в том числе и готовый холодный прокат,, на за период с года. Увеличение скорости прокатки является одним из основных направлений повышения производительности производства холоднокатаного листа, однако с ростом скоростей начинают проявляться негативные эффекты, выражающиеся в нарастающих вибрациях в рабочих клетях, особенно при прокатке полос толщиной менее 0,5 мм. Вибрации в рабочих клетях стана приводят к повышенной разнотолщинности, дефектам формы и поверхности прокатываемой полосы, а при отсутствии контроля могут привести к разрыву полосы ,. Проблема возникновения повышенной вибрации при скоростях работы станов холодной прокатки свыше 7 мс возникла во второй половине XX века и активно исследуется как с теоретической стороны проблемы возникновения повышенной вибрации, так и с практической стороны преодоления этого эффекта. Вибрации прокатки с колебаниями межклетевого натяжения прокатываемой полосы также часто называют вибрациями третьей октавы1. Частота таких вибраций лежит в пределах от 0 Гц до0 Гц. При вибрациях третьей октавы один или несколько из элементов конструкции прокатной клети всегда возбуждается на своей резонансной частоте. Как правило, эта частота лежит в пределах Гц, но иногда она может достигать и 0 Гц , . Происхождение термина объясняется совпадением частот вибраций на прокатном стане с акустическими частотами соответствующими третьей октаве. Вибрации третьей октавы возникают на скоростях работы стана 7 мс. Амплитуда вибраций третьей октавы сопровождается колебаниями межклетевого натяжения прокатываемой полосы, которые нарастают в течение двухчегырх секунд, после чего возникает слышимый шум, называемый гудением, который без специальных алгоритмов анализа состояния прокатки является единственным признаком наличия вибраций . КарМК отмечены повышенные вибрационные процессы на скорости мс. Возникновение и развитие вибраций третьей октавы вызвано наличием непрерывного массового потока металла через рабочие клети стана, который создает прокатываемая полоса . Такие вибрации ограничивают максимальные скорости работы для станов холодной прокатки до значений, на которых явление вибраций третьей октавы не возникает или возникает не часто, что соответственно, также ограничивает производительность станов холодной прокатки . На всех станах вибрации третьей октавы снижают качество готовых полос по продольной разнотолщинности и периодическим дефектам поверхности типа поперечная ребристость, поперечные теневые полосы, а также повышает износ валков . На рисунке 1 представлены дефекты поверхности полосы, вызываемые вибрациями третьей октавы, они выражаются в многочисленных неустойчивых зонах повышенной разнотолщинности на всю ширину полосы перпендикулярно направлению прокатки, которые приводят к появлению чередующихся светлых и темных полос на поверхности листа, особенно заметных после покраски. В результате рулоны холоднокатаного листа первой группы отделки поверхности, на которых проявляются дефекты типа ребристость и поперечные теневые полосы, вызванные вибрациями в процессе прокатки, отбраковываются по периодическим дефектам как по разнотолщинности полос, так и шероховатости поверхности .