ПАО «Новолипецкий металлургический комбинат», Липецк, Россия:

В. А. Пименов, руководитель технологических проектов Дирекции по разработке новых технологий процесса, старший научный сотрудник, канд. техн. наук, эл. почта: pimenov_va@nlmk.com

При прокатке тонких полос на пятиклетевом стане 2030 отмечено, что нарастающие вибрации (чаттер) возникают при различных скоростях, уровень которых существенно зависит от технического состояния сменного оборудования: валков, подушек и т. д. Показано, что в процессе прокатки подушки рабочих валков совершают циклические перемещения в вертикальном и горизонтальном направлениях, причем амплитуда горизонтальных перемещений зависит от величины зазоров между направляющими планками на подушках и станинах. Устойчивость положения подушек определяется балансом горизонтальных проекций сил, действующих на подушки и валки. В зависимости от знака результирующей силы, определяющей усилие прижатия к планкам, подушки занимают фиксированное положение по направлению прокатки либо против него. На основе экспериментальных данных, полученных на стане 2030, исследована динамика нагрузок и установлено, что в зависимости от режима при прокатке тонких полос подушки рабочих валков клети 5 могут находиться в состоянии неустойчивого равновесия. Спектральный анализ усилия прижатия показал наличие сильных периодических возмущений, связанных с эксцентриситетами опорных валков и поперечными колебаниями полосы между клетями. Предложен критерий устойчивости положения подушек, позволяющий, на основе статистических характеристик режима прокатки, оценить вероятность их горизонтального перемещения. Разработана математическая модель горизонтальных движений подушек при наличии зазоров с учетом поперечных колебаний полосы в межклетевом промежутке и перемещений точек подвеса полосы в вертикальном и горизонтальном направлениях. Результаты численного моделирования подтверждают значительное влияние зазоров на колебания натяжений и устойчивость процесса прокатки. Мероприятия, реализованные с учетом полученных результатов на стане 2030, позволили стабилизировать технологический процесс и повысить скорости прокатки тонких полос до 5 %.

В организации и проведении работ на стане 2030 принимали участие работники НЛМК А. В. Морозов, Н. А. Дикарев, С. М. Крушинский, М. Е. Орехов.

1. Пименов В. А. Исследование причин возникновения вибраций на непрерывном стане холодной прокатки // Черные металлы. 2022. № 3. С. 49–55. DOI: 10.17580/chm.2022.03.09.
2. Маркворт М. Поперечная волнистость холоднокатаной полосы // Черные металлы. 1995. № 4. С. 50–59.
3. Asit K. C., Vinay S. G., Rahul K. V. A review on chatter analysis in cold rolling process // Juniper Online Journal Material Science. 2017. Vol. 2. No. 1. P. 1–6.
4. Kolpakov S. S., Pimenov V. A., Tsukanov Yu. A., Rubanov V. P. Study of vibrations at 2030 mm five-stand mill // Steel in translation. 1993. No. 1. P. 47–52.
5. Panjkovic V. Encyclopedia of iron, steel, and their alloys. 1st edition. Chapter. Chatter in Steel Rolling. — Victoria : CRC Press, 2015. — 13 p.
6. Keintzel G., Pröll C., Krimpelstätter K., Djumlija G. Chatterlock control: elimination of mill chatter vibration in cold rolling. — Rio de Janeiro : 52º Seminário de Laminação, 2015. — 7 p.
7. Nejad B., Dehghani M., Mousavi S. Simulation of two stands cold rolling mill process using a combination of neural networks and genetic algorithms to avoid the chatter phenomenon // Majlesi Journal of Electrical Engineering. 2016. Vol. 10, No. 1, Iss. 3. P. 21–24.
8. Liu X., Zang Y., Gao Z., Zeng L. Rolling mill chatter mechanism based on the unsteady lubrication performance // Journal of Vibroengineering. 2017. Vol. 19, Iss. 3. P. 1569–1584.
9. Kozhevnikov A. V., Kozhevnikova I. A., Bolobanova N. L. Simulation of coldrolling process in dynamic conditions // Metallurgist. 2017. Vol. 61. No. 7–8. P. 519–522.
10. Кожевникова И. А., Волков В. Н., Кожевников А. В., Смирнов А. С. Идентификация возникновения вибраций в рабочих клетях прокатного стана по статистическим признакам // Производство проката. 2018. № 11. С. 7–9.
11. Lu X., Sun J., Li G., Wang Z., Zhang D. Stability analysis of a nonlinear coupled vibration model in a tandem cold rolling mill // Shock and Vibration. 2019. Vol. 12. P. 1–14.
12. Niroomand M., Forouzan M., Heidari A. Experimental analysis of vibration and sound in order to investigate chatter phenomenon in cold strip rolling // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2019. Vol. 100. P. 673–682.