Constraining the dynamic torque of a rolling mill stand drive

Бесплатный доступ

We herein consider issues of limiting the dynamic loads in the electromechanical systems of horizontal rolls in the stand of a plate mill. It is shown that shock loads mainly occur during gripping due to gaps in spindle connections; the size of the gap depends on how worn-out those spindles are. We analyze a method of limiting such dynamic loads that consists in gripping workpieces while accelerating the electric drive. We also task ourselves to prove the feasibility of implementing this method at the 5000 rolling mill employed by PJSC Magnitogorsk Iron and Steel Works (MMK). We present the oscillograms of workpiece gripping in accelerated and decelerated modes; those oscillograms prove how efficient pre-setting the gap size is. The paper contains a control chart that ensures electric drive acceleration before gripping. We have developed a mathematical model of the dual-mass electromechanical roll system for reversing stands and present herein the parameters of the simulated object. The proposed dynamic load limitation has been simulated. We herein specify a minimum timeframe between the onset of pre-acceleration and the load application moment, which timeframe is necessary for angular gaps to be fully closed. The timeframe value is explained. We have also implemented the developed speed control algorithms in the APCS of the 5000 rolling mill stand. The paper presents the torque and speed oscillograms for the workpiece gripping. It is proved that the torque overshoots in the upper- and lower-roll electric drives is reduced to acceptable levels by this method. We also analyze the oscillograms of the lower-roll drive parameters obtained over nine reversing-rolling passes. It is confirmed that the dynamic torque of grip does not exceed 25% of the steady-state torque. We thus conclude that this speed control method has proven efficient for the stand electric drives of the 5000 mill. Expanded implementation of this method in the existing hot-rolling mills is noted as practical.

Еще

Plate mill, reversing stand, automated electric drive, dynamic loads, limitation, control system, mathematical model, transient processes, experimental studies, pilot testing, implementation

Короткий адрес: https://sciup.org/147232659

IDR: 147232659   |   DOI: 10.14529/power180113

Список литературы Constraining the dynamic torque of a rolling mill stand drive

  • Гасияров, В.Р. Математическое описание главного электропривода толстолистового стана 5000 горячей прокатки/В.Р. Гасияров, Е.А. Маклакова//Электротехника: сетевой электронный научный журнал. -2015. -Т. 2, № 3. -С. 62-66.
  • Снижение динамических нагрузок в универсальных клетях прокатного стана/В.Р. Храмшин, А.С. Карандаев, С.А. Евдокимов и др.//Металлург. -2015. -№ 4. -С. 41-47.
  • 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.
  • Method of Reduction of an Edging and Horizontal Rolls Electromechanical Systems Interrelation in Universal Stand of a Rolling Mill/V.R. Khramshin, V.R. Gasiyarov, A.S. Karandaev, A.G. Shubin//Procedia Engineering. -2017. -Vol. 206. -P. 1761-1767. DOI: 10.1016/j.proeng.2017.10.710
  • 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. -P. 5. DOI: 10.1109/MEACS.2014.6986841
  • Басков, С.Н. Энергосиловые параметры приводов и система профилированной прокатки слябов стана 2800/С.Н. Басков, А.С. Карандаев, О.И. Осипов//Приводная техника. -1999. -№ 1-2. -С. 21-24.
  • А.с. 279478 СССР, МПК H02P5/00. Способ управления электродвигателем привода валков непрерывного прокатного стана/Г.В. Бобылев. -Опубл. 26.08.1970, Бюл. № 27.
  • Подобедов, Н.И. Условия эффективности использования ускорения привода прокатной клети, как способа закрытия зазоров/Н.И. Подобедов, А.М. Юнаков//Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии: сб. науч. тр. -Днiпропетровськ.: IЧМ НАН України, 2006. -Вип. 12. -С. 311-317.
  • Веренев, В.В. Влияние скорости захвата полосы на динамические нагрузки в приводе прокатной клети/В.В. Веренев, В.И. Большаков, Н.И. Подобедов//Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии: сб. науч. тр. -Днiпропетровськ.: IЧМ НАН України, 2007. -Вип. 14. -С. 260-266.
  • Веренев, В.В. Особенности проявления зазоров в главных линиях прокатных клетей/В.В. Веренев, В.И. Большаков//Защита металлургических машин от поломок. -Мариуполь, 1999. -Вып. 4. -С. 26-36.
  • Крот, П.В. Анализ результатов исследований в области динамики и диагностики прокатных станов/П.В. Крот//Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии: сб. науч. тр. ИЧМ. -Киев: Наукова думка, 2006. -Вып. 12. -С. 298-310.
  • Храмшин, В.Р. Система автоматической коррекции скоростей электроприводов клетей широкополосного стана горячей прокатки/В.Р. Храмшин//Вестник ЮУрГУ. Серия «Энергетика». -2012. -Вып. 18, № 37 (296). -С. 60-67.
  • Храмшин, В.Р. Способы компенсации статических отклонений скорости электроприводов клетей широкополосного стана горячей прокатки/В.Р. Храмшин//Электротехника. -2013. -№ 4. -С. 49-55.
  • Кожевников, С.Н. Динамика машин с упругими звеньями/С.Н. Кожевников. -Киев: Изд-во АН УССР, 1961. -160 с.
  • Храмшин, В.Р. Разработка электротехнических систем непрерывной группы стана горячей прокатки при расширении сортамента полос: дис. … д-ра техн. наук/В.Р. Храмшин. -Магнитогорск: МГТУ, 2013. -360 с.
  • Веренев, В.В. Модели динамических процессов в прокатных станах/В.В. Веренев, В.И. Большаков, А.М. Юнаков//Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии: сб. науч. тр. -Днiпропетровськ.: IЧМ НАН України, 2009. -Вип. 19. -С. 346-358.
  • Разработка математической модели взаимосвязанных электротехнических систем клети толстолистового прокатного стана/С.Н. Басков, В.Р. Гасияров, Б.М. Логинов и др.//Известия вузов. Электромеханика. -2017. -Т. 60, № 6. -С. 55-64.
  • Ключев В.И. Ограничение динамических нагрузок электропривода/В.И. Ключев. -М.: Энергия, 1971. -380 с.
Еще
Статья научная