ДУО 130

ЛАБОРАТОРНЫЙ
НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ
ПРОКАТНЫЙ СТАН

Прокатное производство и его значение

Современное оборудование прокатного производства — это высокотехнологичные автоматизированные агрегаты, которые не только изменяют форму металла, но и формируют его свойства за счет термомеханической обработки и ускоренного охлаждения. Высокая степень автоматизации позволяет не только производить высококачественную продукцию, но и создавать их цифровые двойники, что открывает широкие перспективы для применения искусственного интеллекта в концепции интеллектуального производства.

Роль проката в металлургии

Прокатное производство играет ключевую роль в металлургической промышленности, так как до 90% выплавляемой стали и большая часть цветных металлов подвергаются прокатке. Продукция прокатного производства включает листовой и сортовой прокат, трубы, колеса и шары, и она чрезвычайно разнообразна.

Образовательный процесс

Инженеры, которые будут обслуживать и модернизировать прокатные станы, проходят подготовку в учебных лабораториях колледжей и университетов. В образовательном процессе активно используются цифровые образовательные ресурсы, виртуальные лабораторные работы и тренажеры-симуляторы оборудования. Дополненная реальность помогает в изучении конструкции оборудования и его технического обслуживания.

Актуальность разработки

В связи с реализацией Федерального проекта «Профессионалитет», направленного на создание образовательно-производственных центров на базе колледжей, разработка и создание современного учебного оборудования, включая прокатные станы, является актуальной задачей. Учебно-исследовательский прокатный стан должен позволять изучать теоретические и технологические аспекты прокатки, а также основы автоматизации и цифровизации прокатного производства.

Ключевые задачи

Задача этого проекта — создание учебно-исследовательского прокатного стана, который позволит изучать теоретические и технологические аспекты прокатки, а также основы автоматизации и цифровизации прокатного производства. Проект направлен на формирование у студентов и исследователей глубоких знаний и практических навыков в области прокатного производства. Он будет способствовать развитию инженерного мышления, креативности и способности к инновациям.

Расчет стоимости

Закажите расчет стоимости оснащения лаборатории или мастерской прямо сейчас!

Высокотехнологичный прокатный стан для образовательных целей

Прокатный стан предназначен для проведения лабораторных и научно-исследовательских работ.
Отличительными особенностями данного лабораторного стана являются: небольшие габариты при сохранении классического построения главной линии прокатной клети.
Система автоматизации стана и система сбора данных позволяет не только измерять и фиксировать усилие прокатки, скорость прокатки и зазор между валками, но и выводить технологические параметры процесса в виде графиков и диаграмм на сенсорный экран пульта управления.
Прокатный стан используется в образовательном процессе колледжами и высшими учебными заведениями при подготовке специалистов в области металлургии.

Характеристики

Стан представленной конструкции позволяет осуществлять прокатку с максимальным усилием на валки 60 кН и допустимым моментом прокатки 710 Нм. Максимальная скорость прокатки 0,3 м/с. Прокатные валки приводятся в движение мотор-редуктором с асинхрон-ным двигателем мощностью 5,5 кВт со скоростью вращения до 1440 об/мин. Управление двигателем осуществляется преобразователем частоты с векторным управлением и обрат-ной связью по скорости.

Максимальная скорость прокатки 0,3 м/с.

прокатка с максимальным усилием на валки 60 кН

асинхронный двигатель мощностью 5,5 кВт

прокатный стан дуо 130

Прокатный стан ДУО-130 был спроектирован в 2016 году в
ООО НПП «Учтех-Профи» как лабораторный стан для практической подготовки студентов металлургической и маши-ностроительной направленности.

Конструктивные особенности

Небольшие габариты: При сохранении классического построения главной линии прокатной клети, стан имеет компактные размеры, что позволяет его удобно размещать в лабораториях.

Система автоматизации и сбора данных: Эта система позволяет измерять и фиксировать усилие прокатки, скорость прокатки и зазор между валками. Все технологические параметры процесса могут быть выведены в виде графиков и диаграмм на сенсорный экран пульта управления.

Номенклатура продукции

Выпускаемая прокатным производством, обширна и разнообразна:

Способы прокатки

Существует три основных способа прокатки: продольная, поперечная и винтовая. Поперечная и винтовая прокатка используются для обработки тел вращения, таких как трубы, колеса шары поэтому они значительно менее распространены, по сравнению с продольной прокаткой. Продольной прокаткой получают листовой и сортовой прокат. Поэтому для разработки лабораторного прокатного стана выбран продольный способ прокатки. При продольной прокатке деформация заготовки происходит между вращающимися в противоположных направлениях валками.

При разработке концепции интеллектуального производства прокатные станы также стали одними из первых объектов, к которым применим искусственный интеллект. В список объектов, которым уделяют повышенное внимание специалисты в области Индустрии 4.0, входит прокатный стан. Подготовка инженеров для обслуживания, проектирования и модернизации прокатных станов начинается в учебных лабораториях колледжей и университетов. От уровня их знаний и компетенций зависит будущее прокатного производства. Цифровые образовательные ресурсы активно применяются в учебном процессе, включая виртуальные лабораторные работы и тренажеры-симуляторы оборудования.

Дополненная реальность помогает в изучении конструкции оборудования, его технического обслуживания и ремонта. Однако полная замена реальных объектов на виртуальные недопустима. Необходимо сохранить физическое моделирование процессов прокатки при изучении теории и технологии прокатного производства.

Конструктивные особености

Основные преимущества

Небольшие габариты

Учебно-исследовательский прокатный стан имеет компактные размеры, сохраняя при этом классическую компоновку.

Система автоматизации

Оборудование оснащено автоматизированной системой управления, которая позволяет измерять и фиксировать усилия прокатки скорость и зазор между валками.

Физическое моделирование процессов

Несмотря на активное внедрение цифровых технологий, физическое моделирование процессов прокатки остается необходимым для обучения.

Безупречное качество

Мы проводим многоэтапный тщательный контроль качества и лабораторные испытания, гарантирующие безопасность и долговечность ее использования.

Пульт управления
сенсорным экраном

Прокатный стан, оснащенный пультом управления с сенсорным экраном Touch Panel, датчиками для регистрации скорости и усилия прокатки, позволяет не только заинтересовать и впечатлить требовательных студентов, но и существенно расширить количество учебных лабораторных работ, выполняемых на нем. Автоматизированный прокатный стан с универсальными валками, системой сбора и хранения данных может быть использован для проведения научно-исследовательских работ, выполняемых как в рамках подготовки квалификационных работ магистрантов и аспирантов.

Автоматизация прокатного стана

Для управления станом, сбора и обработки информации в состав стана входит пульт управления и шкаф автоматики.

Оборудование

Для автоматизации стана используется следующее оборудование: тензодатчики, для измерения усилия прокатки, энкодер инкрементальный для измерения реальной скорости асинхронного электродвигателя, энкодер шагового двигателя для определения перемещения верхнего валка и установки зазора между валками, преобразователь частоты для регулирования скорости асинхронного двигателя, программируемый логический контроллер (ПЛК) для централизованного управления, сбора и обработки технологических параметров процесса.

Управление двигателем

Управление двигателем осуществляется преобразователем частоты с векторным управлением с обратной связью по скорости. В качестве датчика скорости используется инкрементальный оптический энкодер, установленный на валу двигателя. Преобразователь частоты установлен в шкафу управления станом. Сигналы задания на него поступают с программируемого логического контроллера (ПЛК). На контроллер поступают сигналы с тензодатчиков через весовые преобразователи. ПЛК связывается с компьютером и передает информацию о всех технологических переменных процесса в программное обеспечение.

Пуль управления

Человеко-машинный интерфейс позволяет оператору управлять процессом через пульт управления. На лицевой панели пульта располагаются сенсорный экран, кнопки управления, ручки регулировки скорости и сигнальные лампы. На сенсорном мониторе посредством специального программного обеспечения отображаются основные параметры процесса: общее усилие прокатки, скорость прокатки, зазор между валками. Сигнальные лампы на лицевой панели разделены на два логических блока: лампы питания стана и лампы состояния. В блок питания входят лампы: сеть, питание пульта и питание шкафа. К лампам состояния относятся: связь, критическая нагрузка и авария.

Поставлено более 50 лабораторий в год

Расширение географии

С каждым годом увеличивается внедрение лабораторий учебными заведениями
России и стран СНГ

Применение прокатного стана в образовательном процессе

Подготовка специалистов в области прокатного производства так же, как и на любом другом направлении, начинается в лекционной аудитории, а вот завершается уже в лабораториях с учебным и промышленным оборудованием. От уровня оснащенности таких лабораторий зависит квалификация и компетенции выпускников учебных заведений, будущих сотрудников металлургических и машиностроительных предприятий. В настоящее время это понимают как государственные структуры, так и частные компании. И что еще более отрадно, понимание это переходит в финансирование и закупку нового современного учебного оборудования, предпочтительно с пометкой «Сделано в России».

Лабораторные стенды

Пример Реализованных проектов

г. Магнитогорск

В 2022 году в рамках проекта «Профессионалитет» Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова приобрел стан для образовательного процесса в колледже, который входит в его состав и готовит кадры для Магнитогорского металлургического комбината.

г. Волжский

В 2022 году Волжский трубопрокатный завод (входит в состав Трубной Металлургической Компании – ТМК) выступил спонсором покупки прокатного стана ДУО-130 для кафедры «Технология и оборудование машиностроительных производств» Волжского политехнического института.

г. Новокузнецк

«Кафедра “Процессы и машины обработки металлов давлением” Политехнического института, НПИ “Учебные техники и технологии”, НОЦ “Машиностроение” и ООО НПП “Учтех-Профи” уже много лет плодотворно сотрудничают при разработке и изготовлении учебного оборудования для специальностей, связанных с материаловедением и металлургическими технологиями.

г. Омутнинск

Омутнинский политехнический техникум приобрел лабораторный прокатный стан ДУО-130, который был установлен и введен в учебный процесс. Это приобретение подчеркивает важность оснащенности лабораторий для повышения квалификации и компетенций выпускников, которые в будущем станут сотрудниками металлургических и машиностроительных предприятий.

,,

Заключение

Разработанный и изготовленный прокатный стан ДУО-130 предназначен для проведения лабораторных и научно-исследовательских работ. Конструкция проста и не требует специальных навыков для эксплуатации, что позволяет использовать его в образовательных учреждениях разного уровня.

Стан сохранил классическое расположение оборудования в главной линии прокатной клети, что ценно для учебного процесса.

Система автоматизации и сбора данных позволяет проводить основные лабораторные работы по дисциплинам: «Обработка металлов давлением», «Технологические основы прокатки», «Теория обработки металлов давлением» и др.,