On-line model of thermal roll profile during hot rolling

• Autorzy: Svietlichnyj, D. , Pietrzyk, M.

Warianty tytułu

PL

Model on-line cieplnego profilu walca podczas walcowania na gorąco

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

PL

W niniejszej pracy przedstawiono model przewidujący cieplny profil walca podczas walcowania na gorąco przystosowany do pracy w systemie sterowania on-line. Głównym wymaganiem, jakie spełniać muszą modele pracujące on-line, jest krótki czas obliczeń. Dokładne modele oparte o metodę elementów skończonych (MES) nie spełniają powyższego warunku. Nowe rozwiązanie zaproponowane w artykule polega na zastosowaniu metod z zakresu teorii sterowania. Szczególny nacisk położono na zagadnienia związane z identyfikacją obiektów dynamicznych poprzez badanie ich stanów przejściowych. W artykule opisano zarówno rozwiązanie analityczne, jak i podstawy modelu MES cieplnego profilu walca. Rozwiązanie MES zawiera dwie części: model zmian temperatury oraz model odkształceń cieplnych. Wykresy procesów przejściowych w walcu podczas ich nagrzewania, uzyskane w wyniku modelowania MES, zastosowano do identyfikacji parametrów modelu dynamicznego. Weryfikację modelu przeprowadzono, porównując wyniki obliczeń, dwoma modelami dla danych przemysłowych. Ta weryfikacja potwierdziła dobrą dokładność nowego modelu oraz jego nieporównywalnie krótszy czas obliczeń w stosunku do MES. Potwierdza to możliwość zastosowania opracowanego modelu do celów sterowania plaskością blach w systemach on-line.

EN

The on-line model predicting thermal roll profile is discussed in the paper. The main requirement to the on-line control system is short computation time. The accurate FEM models do not meet this requirement. New approach based on methods of control theory, in particular on identification of dynamic objects, is presented. Special emphasis is put on calculations of temperature distribution in the roll and on calculations of the roll thermal expansion. Details of the theoretical solution used in this approach are explained. Description of the finite element model is given, as well. FEM model has two parts, which predict heat transfer in the roll and thermal expansion of the roll. Parameters of dynamic objects are determined from transient processes, which are simulated by the FEM model. Predictions of the developed model are validated by comparison its results with the finite element calculations. Testing of the dynamic model confirmed its good predictive capability and its ability to work in on-line control systems.

Słowa kluczowe

PL

model on-line; kształt walca; rozszerzalność cieplna walca; identyfikacja obiektu dynamicznego

EN

on-line model; roll-profile; roll thermal expansion

• Czasopismo: Metallurgy and Foundry Engineering
• Rocznik: 2001
• Tom: Vol. 27, no. 1
• Strony: 73-95
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., wykr., tab.

Twórcy

autor

Svietlichnyj, D.

• National Metallurgical Academy of Ukraine, Dniepropietrovsk, Ukraine,
• University of Mining and Metallurgy, Kraków, Poland

autor

Pietrzyk, M.

• Faculty of Metallurgy and Materials Science, University of Mining and Metallurgy, Kraków, Poland

Bibliografia

• [1] Svietlichnyj D., Pietrzyk M.: Proc. Conf. Modelling of Metal Rolling Processes, eds, Beynon, J.H., Clark M.T., Ingham, P., Kern, P., Waterson, K., London, 1999, 62-71
• [2] Ginsburg V.B., Bakhtar F.A., Issa R.J.: Iron and Steel Eng. AISE, 75 (1997) 11, 38-45
• [3] Pallone G.T.: Iron and Steel Eng. AISE, 61 (1983) 12, 21-26
• [4] Ryoo S.R., Kim Т.Н., Hwang S.M.: Advanced Technology of Plasticity, vol. Ill, Proceedings of the 6th ICTP, Sept. 19-24, 1999, 2007-2012
• [5] Crisa E., Domini E., Rotti M.: I&SM, 26 (1999) 9, 59-66
• [6] Tretiakov A.V., Garber E.A.: Raschet i issledovanie valkov holodnoj prokatki, Moskow, Mashynostroienie 1966
• [7] Lenard J.G., Pietrzyk M., Cser L. : Mathematical and Physical Simulation of the Properties of Hot Rolled Products. Amsterdam, Elsevier 1999
• [8] Dyja H., Stoinski D., Markowski J., Pietrzyk M.: FEM Simulation of Temperature Distribution in the Roll during Hot Rolling of Plates, Conf. Application of Mathematical Methods in Science and Technigue, Kraków, 1995, vol. 2, 43-49.