Математическая модель непрерывной подгруппы клетей широкополосного стана горячей прокатки а.Н.Гостев

(Магнитогорский государственный технический университет,

г. Магнитогорск)

На рисунке 1 показана схема для расчета модели трехклетевой непрерывной подгруппы черновой группы клетей широкополосного стана 2000 горячей прокатки ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат». Она состоит из тех вертикальных и трех горизонтальных клетей, взаимосвязанных в процессе прокатки через металл. Одной из важнейших задач является согласование скоростей электроприводов клетей, обеспечивающее поддержание заданного натяжения и снижение динамических (ударных) нагрузок при захвате полосы валками [1].

Анализ физических процессов, происходящих в трехклетевой группе, позволяет разбить ее на следующие части: электромеханиче­ские преобразователи (электродвигатели, силовая часть тиристорных преобразователей), клети (включая редукторы), очаги деформации, межклетевые промежутки.

Причем, если первые представляют собой различные технологические узлы и физические границы между ними легко определяемы, то границы ме­жду очагами деформации и межклетевыми промежутками устанавли­ваются в поверхностях, все точки которых имеют равные скорости входа (выхода) металла в клеть[2].

На основании разработанных математических моделей, структурные схемы которых приведены в [2, 3], составлена комплексная математическая модель взаимосвязанных электромеханических систем трехклетевой группы (рис. 2).

Рисунок 1 – Схема непрерывной трехклетевой прокатной секции

Рисунок 2 – Функциональная схема математической модели черновой группы

Для проверки адекватности разработанной модели, выполнено сравнение результатовмоделирования с результатами, полученными экспериментально. Расчеты производились с использованием данных программы прокатки сляба 09Г2Д размером 5550х1250х250, экспериментальное исследование прокатки которого произведено на стане. Осциллограммы переходных процессов, полученные экспериментальным путем, представлены для вертикальной клети №4 и горизонтальной клети №4 на рис. 3, а и 4, а, соответственно. На рис. 3, б и 4, б показаны аналогичные переходные процессы, полученные по результатам моделирования. На осциллограммах и расчетных кривых указаны фиксированные параметры (маркеры), по которым производилось сравнение экспериментальных и расчетных данных в характерных точках.

Рисунок 3 – Оценка адекватности математической модели вертикальной клети №4

Проведенные исследования показали, что в большинстве характерных точек относительная погрешность не превышает 7%. Такаяточность может быть принята вполне допустимой при моделировании сложного объекта. Таким образом, по представленным результатам можно сделать вывод об адекватности разработанной математической модели реальному физическому объекту: взаимосвязанным электромеханическим системам двух межклетевых промежутков черновой группы стана 2000.

Рисунок 4 – Оценка адекватности модели горизонтальной клети №4

Разработанная математическая модель позволяет анализировать совместную работу электроприводов стана, оценить степень их взаимного влияния и используется при совершенствовании систем управления.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. 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». Вып. 16. – Челябинск: ФГБОУ ВПО «ЮУрГУ», 2011. № 34 (251). – С. 35–41.

1. Алгоритм расчета скоростных и нагрузочных режимов электроприводов клетей прокатного стана при прокатке толстых полос /В.В. Галкин, А.С. Карандаев, В.В. Головин, В.Р. Храмшин и др. // Известия ТулГУ. Технические науки. Вып. 3: в 5 ч. Тула: Изд-во ТулГУ, 2010. Ч. 2. – С. 12–17.

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

3. Согласование скоростей взаимосвязанных электроприводов клетей черновой группы прокатного стана / А.С. Карандаев, В.Р. Храмшин, А.А. Радионов, И.Ю. Андрюшин, В.В. Галкин, А.Н. Гостев // Труды VII Международной (XVIII Всероссийской) научно-технической конференции по автоматизированному электроприводу: ФГОУ ВПО «Ивановский государственный энергетический университет». – Иваново, 2012. – С. 652–657.

УДК 621.316