Методика расчета режимов холодной прокатки полос на многоклетевом стане, обеспечивающих снижение себестоимости продукции листопрокатного цеха. Сообщение 1

Представлена методика расчета режимов холодной прокатки полос на многоклетевом (реверсивном) стане, которые могут обеспечить минимальный расход электроэнергии при максимальной стабилизации процесса на высоких скоростях и получение заданного качества холоднокатаных полос (минимум вероятности образования дефектов поверхности, соответствие допусков по толщине и плоскостности требованиям используемых стандартов). Задача решена с помощью метода условной оптимизации. В качестве критерия оптимизации предложено использовать суммарный расход энергии, затрачиваемой на процесс прокатки, в качестве условий – технологические  и  конструкционные ограничения на параметры прокатки и устойчивость полос в отношении обрывов и образования дефектов поверхности. Решение о разработке данной инновационной методики обусловлено тем, что большое число существующих подходов к  расчету и проектированию режимов прокатки имеют видимые достоинства и недостатки. Во многих случаях разработчики стремятся учесть одновременно несколько требований, обеспечивающих устойчивость процесса прокатки, качество проката, условия эксплуатации оборудования, снижение расхода энергии, металла, вспомогательных материалов и заданную (максимальную) производительность стана. Однако некоторые из этих требований могут быть противоречивыми и наилучшим будет тот режим, который с высокой степенью вероятности гарантирует выполнение в определенной пропорции всего комплекса требований. Таковой является представленная методика расчета. Расчет режимов холодной прокатки сводился к выбору и распределению обжатий по клетям (проходам – на реверсивном стане) и выбору натяжений полосы в межклетевых промежутках, на разматывателе и моталке, а также в задании клина скоростей в конкретной системе ограничений, накладываемых на входные и выходные переменные процесса в функции принятого критерия оптимальности. Как было отмечено ранее, задача решена с помощью метода условной оптимизации, т. е. с заданием критерия оптимизации.

1. Божков А.И. Автоматизация управления качеством тонколистового проката: Учеб. пособие. – В 3-х книгах. Кн. 2: Автоматизация управления технологией прокатки полос. – Липецк: Липецкий государственный технический университет, 2015. – 78 с.

2. Настич В.П., Божков А.И., Дегтев С.С. и др. Автоматизированная система анализа и выбора технологии холодной прокатки на многоклетевом стане // Производство проката. 2011. № 2. С. 22 – 23.

3. Jelali M. Performance assessment of control systems in rolling mills-application to strip thickness and flatness control // Journal of Process Control. 2007. No. 17. P. 805 – 816.

4. Benporad A., Bernardini D., Cuzzola F.A. etс. Optimization-based automatic flatness control in cold tandem rolling // Journal of Process Control. 2010. No. 20. P. 396 – 407.

5. Василев Я.Д. Инженерные модели и алгоритмы расчета параметров холодной прокатки. – М.: Металлургия, 1995. – 368 с.

6. Божков А.И., Настич И.В., ЧегловА.Е., Епифанцев А.А. Принятие решений в многокритериальных задачах управления качеством тонколистового проката // Теория и практика производства проката: Сб. науч. тр. – Липецк: ЛГТУ, 2001. С. 377 – 393.

7. Wang D.C., Liu H.M. A model coupling method for shape prediction // Journal of Iron and Steel International. 2012. No. 19 (2). P. 22 – 27.

8. Takami K.M., Mahmoudi J., Dahlquist E. Adaptive control of cold rolling system in electrical strips production system with onlineoffline predictors // Springer International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2010. Vol. 50. No. 9. P. 917 – 930.

9. Ginzburg V.B. Flat-rolled steel processes: Advanced technologies. CRC Press, 2009. – 372 p.

10. Kawałek A.Teoria i technologia asymetrzcynego procesu walcowania wyrobów płaskich // Seria: Monografie. No. 54. Częstochowa, 2016. – 224 р.

11. Целиков А.И., Гришков А.И. Теория прокатки. – М.: Металлургия, 1970. – 359 с.

12. Groover Mikell P. Fundamentals of Modern Manufacturing. John Wiley & Sons, Hoboken, 2007. – 1025 p.

13. Hameed Waleed I., Mohamad Khearia A. Strip thickness control of cold rolling mill with roll // Engineering. 2014. No. 6. P. 27 – 33.

14. Abdelkhalek S., Montmitonnet P., Legrand N. etс. Coupled approach for flatness prediction in cold rolling of thin strip // International Journal of Mechanical Science. 2011. Vol. 53. P. 661 – 675.

15. Божков А.И., Еремин Г.Н., Дегтев С.С., Ковалев Д.А. Научное обоснование и создание систем автоматизации управления качеством продукции листопрокатных цехов предприятий черной металлургии. Сообщение 12. Подсистема анализа технико-экономических показателей работы листопрокатного цеха // Производство проката. 2016. № 10. С. 39 – 43.

16. Грудев А.П. Теория прокатки. – М.: Металлургия,1988. – 240 с.

17. Божков А.И., Настич В.П. Плоскостность тонколистового проката. – М.: Интермет инжиниринг, 1998. – 264 с.

18. Финкель В.М. Физика разрушения. Рост трещин в твердых телах. – М.: Металлургия, 1970. – 376 с.

19. Слепян Л.И., Троянкина Л.В.Теория трещин. Основные представления и результаты. – Л: Судостроение, 1976. – 44 с.

20. Rumyantsev M.I. Some approaches to improve the resource effi-ciency of production of flat rolled steel // CIS Iron and Steel Review. 2016. No. 12. P. 32 – 36.