ФГБОУ ВО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г. И. Носова», Магнитогорск, Россия:

М. И. Румянцев, профессор кафедры технологий обработки материалов, докт. техн. наук, эл. почта: mikhail.rumyantsev54@bk.ru
А. Н. Завалищин, профессор кафедры литейного производства и материаловедения, докт. техн. наук А. Н. Колыбанов, аспирант кафедры технологий обработки материалов
О. Н. Есипова, магистрант кафедры технологий обработки материалов

Одной из локальных задач цифрового двойника системы стан холодной прокатки – полоса является выбор величины натяжений, способствующих получению полосы заданного качества с необходимой производительностью. Выбор межклетевых натяжений рекомендовано осуществлять на основе такой характеристики, как уровень натяжения. С учетом неоднозначности влияния натяжения на процесс прокатки, выбор его рациональной величины представляет собой задачу многокритереальной оптимизации, что осложняет работу цифрового двойника в режиме реального времени. Для обоснования величины натяжения при использовании цифрового двойника в режиме реального времени получены зависимости уровня натяжения от параметров процесса, отображающие известный положительный опыт работы различных станов холодной прокатки. Выбранные натяжения необходимо оценить с учетом ограничений процесса прокатки по пробуксовке валков, обрывности и неплоскостности полосы. Разработан алгоритм определения границ устойчивости процесса холодной прокатки против обрывности и неплоскостности полосы. Полученные зависимости в сочетании с разработанным алгоритмом позволяют разрабатывать энергоэффективные технологии производства холоднокатаного проката различного назначения с  повышенным качеством поверхности (в том числе высокопрочного) на станах различных видов.

1. Shatalov R. L., Maksimov E. A., Babkin A. G. Adjustment of rolling mills to produce flatter steel strip // Steel in Translation. 2011. Vol. 41. No. 10. P. 845–848.
2. Rumyantsev М. I. Generalized algorithm aided design modes of rolling and its application for developing technology of PLTCM 2000 // CIS Iron and Steel Review. 2014. Vol. 9. P. 40–44.
3. Shalaevskiy D. L., Kozhevnikov A. V. Algorithm and design methodology for energy-efficient sheet products production technology // Materials Science and Engineering. 2020. Vol. 718. P. 012015. DOI : 10.1088/1757-899X/718/1/012015.
4. Настич В. П., Божков А. И. Управление качеством холоднокатаных полос. — М. : Интермет Инжиниринг, 2006. — 216 с.
5. 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. 2005. Vol. 45. No. 9. P. 1316–1321.
6. Шаталов Р. Л. Управление поперечной устойчивостью полос при прокатке металла // Черные металлы. 2012. № 12. С. 22–25.
7. Максимов Б. А., Шаталов P. Л., Лукаш А. С. Устойчивость плоской формы полосы с учетом упруропластического изгиба по толщине металла при тонколистовой прокатке // Черные металлы. 2011. № 10. С. 9–13.
8. Максименко О. П., Лобойко Д. И., Измайлова М. К. Продольная устойчивость полосы в валках с анализом контактных условий : монография. — Днепродзержинск : Донской государственный технический университет, 2016. — 213 с.
9. Максимов Е. А., Шаталов Р. Л., Босхамджиев Н. Ш. Производство планшетных полос при прокатке. — М. : Теплотехник, 2008. — 336 с.
10. Wang X., Yang Q., Jiang Z., Xu J. Research on the improvement effect of high tension on flatness deviation in cold strip rolling // Steel Research International. 2014. Vol. 85, Iss. 11. P. 1560–1570.
11. Бельский С. М., Мазур И. П., Лежнев С. Н., Панин Е. А. Формоизменение полосы при тонколистовой прокатке. — Темиртау : Карагандинский государственный индустриальный университет, 2016. — 161 с.
12. Василев Д., Самокиш Д. Н., Замогильный Р. А., Железнов Д. В. Экспериментальное исследование влияния натяжения на силу прокатки и кривые пластичности при холодной прокатке // Обработка материалов давлением. 2017. Т. 44. № 1. C. 192–198.
13. Kalvin R., Mustafa M. W., Javid W., Ashraf T., Shoukat I., Riaz M. T. To compare rolling force, torque and power of pure aluminium and stainless steel in cold rolling process // International Journal of Scientific and Engineering Research. 2019. Vol. 10, Iss. 4. P. 1186–1189.
14. Ilin K., Baranov G. Research on the influence of the strip tension on contact stress and cold rolling force with a strain-hardening // IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering. 2020. Vol. 966. No. 1. P. 012026.
15. Василев Я. Д. Самокиш Д. Н. Влияние режимов натяжений и обжатий на расход энергии при холодной прокатке // Обработка материалов давлением. 2013. Т. 36. № 3. С. 154–159.
16. Идовитов В. А., Трайно А. И., Вольшонок И. З., Русаков А. Д. Современные методы повышения эффективности листопрокатного производства. — М. : Издательский дом МИСиС, 2013. — 288 с.
17. Kozhevnikov A., Shalaevsky D. Computer-aided design (CAD) of energyefficient cold rolling technology // Steel in Translation. 2020. Vol. 50. No. 1. P. 13–17. DOI: 10.3103/S0967091220010106.
18. Гарбер Э. А., Павлов С. И., Кожевникова И. А., Тимофеева М. А., Кузнецов В. В. Повышение качества поверхности листовой стали на основе новых решений в теории холодной прокатки // Вестник Череповецкого государственного университета. 2010. № 2. С. 116–125.
19. Shafiei B., Ekramian M., Shojaei K. Robust tension control of strip for 5-stand tandem cold mills // Journal of Engineering. 2014. Vol. 2014. P. 13.
20. Nascimento H. L. F., Shigaki Y., Santos S. C., Hubinger A. Z. A study of the rolling load calculation models for flat cold rolling process // XXXVII Iberian Latin American Сongress on Сomputational Methods in Engineering. 2016. P. 1–20.
21. Bu H. N., Yan Z. W., Zhang D. H., Chen S. Z. Rolling-schedule multi-objective optimization based on influence function for thin-gauge steel strip in tandem cold rolling // Scientia Iranica. 2016. Vol. 23. No. 6. P. 2663–2672.
22. Asghar M. T., Jungers M., Morarescu I.-C., Khelassi A., Francken J. Tandem cold rolling mill modeling for multi-variable control synthesis // 17th IFAC Symposium on Control, Optimization and Automation in Mining, Mineral and Metal Processing. 2016. P. 7.
23. Kozhevnikov А., 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.
24. Гарбер Э. А. Производство проката. Книга 1. Производство холоднокатаных полос и листов (сортамент, теория, технология, оборудование : cправочное издание. — М. : Теплотехник, 2007. — 368 с.
25. Коновалов Ю. В. Книга 2. Справочник прокатчика. Производство холоднокатаных листов и полос. — М. : Теплотехник, 2010. — 608 с.
26. Зенченко Ф. И., Ноговицын А. В., Мазур В. Л. и др. Эффективная технология холодной прокатки тонколистовой стали на непрерывных станах // Сталь. 1985. № 1. С. 43–48.
27. Румянцев М. И., Городничева Т. В. Первое приближение режима натяжений при холодной прокатке на непрерывном станев // Моделирование и развитие технологических процессов ОМД : сборник научных трудов. — Магнитогорск : Издательство Магнитогорского гос. технического университета им. Г. И. Носова, 2004. C. 48–53.
28. Сарычев Б. А., Денисов С. В., Горбунов А. В., Румянцев М. И. и др. Анализ особенностей режимов работы травильно-прокатного агрегата 2000 ОАО «ММК» // Труды IX конгресса прокатчиков. 2013. С. 141–146.
29. Кузнецов Л. А. Применение УВМ для оптимизации тонколистовой прокатки. — М. : Металлургия, 1988. — 304 с.
30. Железнов Ю. Д., Черный В. А., Кошка А. П. и др. Совершенствование производства холоднокатаной листовой стали. — М. : Металлургия, 1982. – 232 с.
31. Румянцев М. И., Завалищин А. Н., Колыбанов А. Н., Ломакин А. Д., Донцов А. С. Алгоритм оценки границ устойчивости процесса холодной прокатки. — Магнитогорск : Магнитогорский государственный технический университет им. Г. И. Носова, 2020. С. 969–971.