Автоколебания клетей стана тандема холодной прокатки 2000 Магнитогорского металлургического комбината

Автоколебания клетей стана тандема холодной прокатки 2000 Магнитогорского металлургического комбината

Автор: Краснов Максим Львович, Качурин Павел Леонидович, Вишняков Сергей Геннадьевич, Савченко Юрий Иванович, Васильев Виталий Альбертович, Иванов Анатолий Иванович, Ницкий Антон Юрьевич

Журнал: Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Машиностроение @vestnik-susu-engineering

Рубрика: Технология

Статья в выпуске: 1 т.23, 2023 года.

Бесплатный доступ

Одной из проблем холодной прокатки тонких полос являются самовозбуждающиеся колебания «чаттер», приводящие к появлению различных дефектов. Высокочастотные автоколебания могут приводить к дефектам, связанным с качеством поверхности, низкочастотные с высокими уровнями амплитуд могут приводить к порывам тонких полос или даже тяжелым авариям самого прокатного стана. Как правило, автоколебания возникают внезапно на больших скоростях проката - больше 20 м/с и тонких полосах - толщина в районе 300-700 мкм. Для нормальной работы стана холодной прокатки необходимо использовать специальные системы контроля вибрационного состояния и предупреждения возникновения автоколебаний. Система контроля по превышению критического уровня вибрации вырабатывает сигналы АСУ ТП стана для устранения автоколебаний. Критический уровень вибрации определяется по спектральному составу с использованием быстрого преобразования Фурье (БПФ). При возникновении автоколебаний преобладают низкочастотные составляющие от 5 до 20 Гц, частоты в диапазоне третьей октавы от 100 до 200 Гц и частоты пятой октавы от 400 до 800 Гц. Стан холодной прокатки 2000 магнитогорского металлургического комбината объединяет пяти-клетьевой стан-тандем и непрерывный травильный агрегат. Штатная система контроля вибрационного состояния на стане отсутствует, предупреждение и устранение автоколебаний происходит в ручном режиме. С использованием исследовательской виброаппаратуры проведены экспериментальные исследования возможности использования технологических параметров для контроля и предупреждения возникновения автоколебаний. Момент возникновения автоколебаний можно контролировать по колебаниям гидравлического натяжного устройства (ГНУ) стана. Обработка сигнала виброперемещения измерительного канала ГНУ проводилась с использованием Быстрого преобразования Фурье (БПФ).

Еще

Прокатка, вибрация, чаттер, автоколебания, эксперимент

Короткий адрес: https://sciup.org/147240350

IDR: 147240350   |   DOI: 10.14529/engin230102

Список литературы Автоколебания клетей стана тандема холодной прокатки 2000 Магнитогорского металлургического комбината

  • Experimental Investigations and ALE Finite Element Method Analysis of Chatter in Cold Strip Rolling / M.R. Niroomand, M.R. Forouzan, M. Salimi et al. // ISIJ Int. – 2012. – Vol. 52. – P. 2245–2253. DOI:10.2355/isijinternational.52.2245
  • Hu, P.-A. Third-octave-mode chatter in rolling. Part 1: chatter model / P.-A. Hu, H. Zhao, K.F. Ehmann // Proc. Inst. Mech. Eng., Part B: J. Eng. Manuf. – 2006. – Vol. 220. – P. 1267–1277. DOI:10.1243/09544054B06804
  • Гарбер, Э.А. Исследование причин возникновения колебаний в клетях непрерывных прокатных станов / Э.А. Гарбер, В.П. Наумченко и др. // Производство проката – 2003. – № 1. – C. 10–12.
  • Characteristic recognition of chatter mark vibration in a rolling mill based on non-dimensional parameters of the vibration signal / Shao Yimin, De Xiao, Yuan Yilin et al. // Journal of Mechanical Sci-ence and Technology. – 2014. – Vol. 28(6). – P. 2075–2080. DOI:10.1007/s12206-014-0106-6
  • Аркулис, Г.Э. Автоколебания в стане холодной прокатки / Г.Э. Аркулис, З.М. Шварцман и др. // Сталь. – 1972. – № 8. – C. 727–728.
  • Александрова, А.С. Музыкальная нотация и проблемы ее теоретического освоения / А.С. Александрова // Тамбов: Грамота. – 2019. – Том 12. Выпуск 8. – C. 139–144. https://doi.org/10.30853/manuscript.2019.8.28
  • The Journal of the Acoustical Society of America. – July 1939. – Vol. 11, Iss. 1. – P. 134–139.
  • Amer, Y.A. Torsional vibration reduction for rolling mill’s main drive system via negative veloci-ty feedback under parametric excitation / Y.A. Amer, A.T. El-Sayed, F.T. El-Bahrawy // J. Mech. Sci. Technol. – 2015. – Vol. 29(4). – P. 1581–1589. https://doi.org/10.1007/s12206-015-0330-8
  • Analysis of chatter in tandem cold rolling mills / Y. Kimura, Y. Sodani, N. Nishiura et al. // ISIJ International. – 2003. – Vol. 43(1). – P. 77–84. https://doi.org/10.2355/isijinternational.43.77
  • Yarita, I. Analysis of chattering in cold rolling for ultra-thin gauge steel strip / I. Yarita // T rans Iron Steel Inst Jpn – 1978. – Vol. 18(1). – P. 1–10. https://doi.org/10.2355/isijinternational1966.18.1
  • Heidari, A. Effect of Friction on Tandem Cold Rolling Mills Chattering / A. Heidari, M.R. Forouzan, S Akbarzadeh // ISIJ International – 2014. – Vol. 54(10). – P. 2349–2356. https://doi.org/10.2355/isijinternational.54.2349
  • Heidari, A. Optimization of cold rolling process parameters in order to increasing rolling speed limited by chatter vibrations / A Heidari, M.R. Forouzan, S Akbarzadeh // Journal of Advanced Re-search – 2011. – Vol. 4. – P. 27–34. https:// doi.org/10.1016/j.jare.2011.12.001
  • Heidari, A. Development of a Rolling Chatter Model Considering Unsteady Lubrication / A. Heidari, M.R. Forouzan, S. Akbarzadeh // Department of Mechanical Engineering, Isfahan University of Technology, Isfahan – 2014. – Vol. 54. – P. 165–170. https://doi.org/10.2355/isijinternational.54.165
  • High-speed rolling by hybrid-lubrication system in tandem cold rolling mills / Y. Kimura, N. Fujita, Y. Matsubara et al. // J. Mater Process Technol – 2015. – Vol. 21(6). – P. 357–368. https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2014.10.002
  • Zhao, H. Stability analysis of chatter in tandem rolling mills-part 1: single- and multi-stand negative damping effect / H. Zhao, K.F. Ehmann // J Manuf Sci Eng – 2013. – Vol. 135(3). – P. 031001–031001. https://doi.org/10.1115/1.4024032
  • Vibration characteristics of multi-parametric excitations and multi-frequency external excitations of rolling mill under entry thickness fluctuation of strip / T. Xu, D.X. Hou, Z.N. Sun et al. // J. Iron Steel Res. – 2020. – Vol. 27(5). – P. 517–527. DOI:10.1007/s42243-020-00404-1
  • Система обнаружения признаков развития «чаттера» и своевременной коррекции технологического режима непрерывной холодной прокатки полос / И.Ю. Приходько, П.В. Крот, Е.А. Парсенюк и др. // Труды VII Конгресса прокатчиков. – М., 2007. – Том. 1. – С. 115–123.
  • Веренев, В.В. Состояние вибрационной диагностики и мониторинга оборудования прокатных станов / В.В. Веренев, В.И. Большаков // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии: Сб. научн. тр. – Днепропетровск.: ИЧМ НАН Украины, 2006. – Вып. 12. – С. 267–281.
  • Результаты опробования методов снижения вибрации в системе управления непрерывным станом холодной прокатки полос / И.Ю. Приходько, П.В. Крот, Е.А. Парсенюк и др. // «Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии»: Сборник научных трудов ИЧМ. – 2007. – Вып. 14. – С. 267–277.
  • Возможные решения задачи повышения скорости непрерывной холодной прокатки полос / П.П.Чернов, И.Ю.Приходько, П.В.Крот и др. // Труды VI Конгресса прокатчиков, Липецк, 18-21 октября. – 2005. – C. 152–158.
  • Минаев, А.А. Совмещение технологических процессов - одно из главных направлений развития металлургии / А.А. Минаев, Ю.В. Коновалов // Обработка металлов давлением: сб. науч. тр. – Краматорск: ДГМА, 2012. – № 4. – С. 5–16. http://ea.donntu.edu.ua/handle/123456789/16425
  • Choudhary, A.K. A Review on Chatter Analysis in Cold Rolling process : Review Article Volume 2 / Asit Kumar Choudhary, Vinay S Gujre, Rahul Kumar Verma A // JOJ Material Sci. – 2017. – Vol. 23. – P. 001– 006. DOI: 10.19080/JOJMS.2017.02.555578.
  • Chatter detection using principal component analysis in cold rolling mill / N.I. Usmani, S. Kumar, S. Velisatti et al. // Diagnostyka. – 2018. – Vol. 19(1). – P. 73–81. https://doi/org/10.29354/diag/81692
  • Principles of Constructing Systems for Monitoring the Vibration State of Power Equipment Us-ing IEEE 1451.X Smart Sensors / V.A. Vasiliev, A.V. Erpalov, D.V. Taraday et al. // Power Technology and Engineering. – 2020. – Vol. 53, № 5. – P. 601–604. https://doi.org/10.1007/s10749-020-01123-z
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp