Аннотация
Одна из локальных задач цифрового двойника процесса холодной прокатки состоит в выборе таких натяжений, которые будут способствовать получению полосы заданного качества с необходимой производительностью. Так как влияние натяжения на процесс прокатки не однозначно, задача выбора рационального натяжения представляет собой задачу многокритериальной оптимизации, что затрудняет применение цифрового двойника в режиме реального времени. Для обоснования величины натяжения при использовании цифрового двойника в режиме реального времени изучены зависимости натяжения от параметров процесса на различных участках станов холодной прокатки – на входе в первую клеть, в межклетевых промежутках, на выходе из последней клети и при смотке. По результатам исследования построены множественные аппроксимации, достоверные с доверительной вероятностью 95%.
Указанные аппроксимации отображают известный положительный опыт работы различных станов холодной прокатки полос и позволяют разрабатывать энергоэффективные технологии производства холоднокатаного проката различного назначения с повышенным качеством поверхности (в том числе высокопрочного) на станах различных видов прокатки. Разработан алгоритм функции «Первое приближение режима натяжений» цифрового двойника процесса холодной прокатки.
Ключевые слова:
процесс холодной прокатки, стан холодной прокатки, цифровой двойник, натяжение полосы, натяжение на входе в первую клеть, натяжение в межклетевых промежутках, натяжение на выходе из последней клети, натяжение при смотке, уровень натяжения, качество поверхности полосы, энергоэффективность.
1. Malakuti S., van Schalkwyk P., Boss B., Sastry C.R., Runkana V., Lin S.-W., Rix S., Green G., Beachle K., Nath S.V. Digital Twins for Industrial Applications 2020. Available online: https://www.iiconsortium.org/pd£/IIC_Digital_Twins _Industnal_Apps_White_Paper_2020-02-18. pdf (accessed on 27 April 2020).
2. Концептуальные направления создания цифровых двойников электротехнических систем агрегатов прокатного производства / Радионов А.А., Карандаев А.С., Логинов Б.М., Гасиярова О.А. // Известия вузов. Электромеханика. 2021. Т. 64. № 1. С. 54-68. DOI:10.17213/0136-3360-2021-l-54-68.
3. Румянцев М.И. Методы разработки и улучшения технологий производства проката для совершенствования листопрокатных технологических систем // Теория и технология металлургического производства. 2017. №4 (23). С. 26-36.
4. Железнов Ю.Д., Кузнецов В.Л., Рокотян Г.Г. Настройка, стабилизация и контроль процесса тонколистовой прокатки. М.: Металлургия, 1975. 376 с.
5. Настич В.П., Божков А.И. Управление качеством холоднокатаных полос. М.: Интермет Инжиниринг, 2006. 216 с.
6. Максимов Е.А., Шаталов Р.Л., Босхамджиев Н.Ш. Производство планшетных полос при прокатке. М.: Теплотехник, 2008. 336 с.
7. Формоизменение полосы при тонколистовой прокатке / С.М. Бельский, И.П. Мазур, С.Н. Лежнев, Е.А. Панин. Темиртау: КГИУ, 2016. 161 с.
8. Shalaevskiy D.L., Kozhevnikov A.V. Algorithm and design methodology for energy-efficient sheet products production technology // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 4. Сер. "4th International Scientific and Technical Conference on Scientific and Technical Progress in Ferrous Metallurgy, SATPIFM 2019" 2020. С. 012015.
9. Влияние режимов холодной прокатки и микрогеометрии валков на шероховатость холоднокатаных полос / Э. А. Гарбер, П. Б. Горелик, Е. В. Делигенский [и др.] // Производство проката. 1999. № 6. С. 7-10.
10. Shafiei В., Ekramian М., Shojaei К. Robust tension control of strip for 5-stand tandem cold mills//Journal of Engineering. 2014. Vol. 2014. P. 13.
11. Kozhevnikov A., Kozhevnikova I., Bolobanova N. Development of the model of cold rolling process in dynamic conditions // Journal of Chemical Technology and Metallurgy. 2018. Vol. 53. No. 2. P. 366-372.
12. Анализ особенностей режимов работы травильнопрокатного агрегата 2000 ОАО «ММК» / Б.А. Сарычев, С.В. Денисов, А.В. Горбунов, М.И. Румянцев [и др.] // Труды IX конгресса прокатчиков. 2013. С. 141-146.
13. Обоснование натяжения полосы в цифровом двойнике стана холодной прокатки / М.И. Румянцев, А.Н. Завалищин, А.Н. Колыбанов, О.Н. Есипова // Черные металлы. 2021. № 11. С. 55-60. DOI: 10.17580/chm. 2021.11.10.
14. Эффективная технология холодной прокатки тонколистовой стали на непрерывных станах / Ф.И. Зенченко. А.В. Ноговицын. В.Л. Мазур [и др.] // Сталь. 1985. № 1. С. 43-48.
15. Гарбер Э.А. Станы холодной прокатки (теория, оборудование, технология). М.: ОАО «Черметинформация», 2004. 416 с.
16. Tarnopolskaya T., Yuen W. Y. D. Analysis of the Effect of Tension at the Entry of Cold Rolling Mill on the Stability of Strip Tracking // ISIJ International, vol. 45 (2005), no. 9, pp. 1316-1321.