СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ НЕПРЕРЫВНОЙ ПРОКАТКИ СОРТОВОГО МЕТАЛЛА С МИНИМАЛЬНЫМ НАТЯЖЕНИЕМ ИЛИ ПОДПОРОМ МЕТАЛЛА МЕЖДУ КЛЕТЯМИ Российский патент 2011 года по МПК B21B37/52 

Изобретение относится к области металлургии, конкретно к производству сортового металла на непрерывных станах с индивидуальным электроприводом клетей.

Процесс непрерывной прокатки ведут преимущественно с минимальным натяжением или подпором металла в межклетевых промежутках с целью получения точного по форме и размерам проката, при этом регулирование натяжения осуществляют воздействием на скорость клетей.

Известен способ автоматического управления процессом непрерывной прокатки с минимальным натяжением или подпором сортового металла, предусматривающий определение и запоминание тока электродвигателя задней клети межклетевого промежутка, измерение тока этого же электродвигателя после захода металла в переднюю клеть межклетевого промежутка, сравнение этих токов и коррекцию скорости задней клети по сигналу разности этих токов (авторское свидетельство СССР № 1397110, кл. 6 В21В 37/52, 1988).

Данный способ позволяет фиксировать отклонения от режима свободной прокатки по величине тока двигателя. Однако способ не учитывает фактора динамических нагрузок на приводы клетей, возникающих при захвате металла валками и приводящих к изменению натяжения или подпора металла и вследствие этого к изменению его размера.

Известен способ регулирования скорости металла на многоклетевом непрерывном стане горячей прокатки для обеспечения минимальных продольных тяговых усилий в металле с учетом неравномерного нагрева металла по его длине (патент RU 2075358 С1, МПК 6 В21В 37/46).

Существо изобретения заключается в том, что при неправильном начальном определении скорости прокатки, которое проявляется в виде скачкообразного изменения нагрузочного момента предыдущей клети при захвате проката в последующей клети, изменяют число оборотов двигателя предыдущей клети. Определяют коэффициент согласования (КА) за счет деления момента нагрузки предыдущей клети на момент нагрузки последующей клети, который запоминают на время прокатки данной заготовки в предыдущей клети. Изменяют масштаб всех следующих значений момента нагрузки за счет умножения на коэффициент КА.

Однако способ не уменьшает влияние динамических нагрузок на приводы клетей, возникающих при захвате металла валками и приводящих к изменению натяжения или подпора металла и вследствие этого к изменению его размера.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ автоматического управления процессом непрерывной прокатки с минимальным натяжением или подпором сортового металла (патент RU 2135314 С1, МПК 6 В21В 37/52).

Согласно этому способу процесс непрерывной прокатки ведут с минимальным натяжением или подпором в межклетевых промежутках, при этом способ обеспечивает уменьшение влияния динамических нагрузок на приводы клетей, возникающих при захвате металла валками.

Для этого согласно изобретению до захода переднего конца металла в клеть дополнительно осуществляют повышение скорости этой клети на величину, компенсирующую динамическую просадку привода при захвате металла, а после полного захвата металла сбрасывают эту скорость до номинальной. Для компенсации динамической просадки приводов при заходе металла в клеть предусмотрен отдельный контур управления, формирующий «заходные скорости клетей» на основе заданного оператором приращения скорости, учитывающего профилеразмер и марку прокатываемого металла, изменения динамических характеристик электропривода при работе с ослабленным потоком электродвигателя и вводимых коэффициентов задатчика интенсивности для задания и снятия «заходной скорости».

Указанный известный способ может быть принят за ближайший аналог изобретения.

Недостатками указанного известного способа являются необходимость ввода оператором задания величины приращения скорости («заходной скорости») для каждой клети, учитывающей профилеразмер и марку прокатываемого металла, а также ввода при наладке ряда коэффициентов, учитывающих динамические характеристики электропривода каждой клети. При изменении профилеразмера и марки прокатываемого металла оператор должен подобрать величины приращения скорости для каждой клети многоклетевого стана на основе наблюдаемых им динамических просадок скоростей клетей при захвате металла, что не может быть выполнено оператором достаточно быстро и точно.

Задача еще усложняется для стана с многониточной прокаткой, при которой моменты захвата и выпуска, также длительность проката и величины моментов проката в различных нитках не совпадают, из-за чего усложняется задание оператором величины требуемого приращения скорости для каждой клети и для каждой нитки проката.

Задачей изобретения является повышение выхода годного проката за счет повышения эффективности управления процессом прокатки в динамических режимах.

Указанная задача решается тем, что в способе автоматического управления процессом непрерывной прокатки согласно изобретению непосредственно перед захватом переднего конца проката клетью увеличивают момент двигателя этой клети на величину запомненного при предыдущей прокатке момента проката и уменьшают момент двигателя этой клети непосредственно перед выпуском заднего конца проката.

За момент прокатки принимается увеличение момента двигателя после захвата металла клетью, при этом исключается влияние момента потерь (момента холостого хода), а при многониточной прокатке учитывается влияние на момент двигателя прокатки именно в этой прокатной нитке.

Таким образом, при многониточной прокатке увеличение момента двигателя клети, равное увеличению момента двигателя при предыдущей прокатке в данной нитке, выполняют непосредственно перед захватом переднего конца проката клетью в этой нитке и уменьшают момент непосредственно перед выпуском заднего конца проката в этой нитке.

Для реализации предлагаемого способа прокатный стан должен быть оснащен индивидуальным электроприводом постоянного или переменного тока с регулятором скорости и подчиненным регулятором момента электродвигателя. Электропривод может быть постоянного или переменного тока с цифровой или аналоговой системой регулирования. Такой электропривод в настоящее время является стандартным для современного прокатного стана.

Регулятор момента электродвигателя должен иметь дополнительный вход (кроме входа задания, момент от регулятора скорости) для задания дополнительного момента, т.е. для увеличения момента, указанного выше.

Способ реализуется на современной системе управления - программируемом контроллере управления (ПЛК). ПЛК получает из электроприводов величины скоростей и моментов электродвигателей, по величинам моментов электродвигателей определяет времена захвата и выпуска проката, запоминает величины моментов проката, в том числе при многониточной прокатке величины моментов проката в каждой нитке отдельно.

С использованием скоростей электродвигателей в ПЛК моменты времени для увеличения и уменьшения момента двигателя клети для каждой клети и каждой прокатной нитки определяются с необходимым упреждением перед захватом и выпуском проката. Эти упреждения обеспечивают одновременность увеличения (уменьшения) момента электродвигателей и фактического захвата (выпуска).

Способ не требует вмешательства оператора стана и перестройки параметров системы для различных профилеразмеров и марок прокатываемого металла. Адаптация системы регулирования к изменяющимся технологическим условиям прокатки обеспечивается тем, что используются фактические, измеренные при предшествующей прокатке величины моментов и скоростей двигателей клетей.

Источники информации

1. Способ автоматического управления процессом непрерывной прокатки с минимальным натяжением или подпором сортового металла. Авторское свидетельство СССР № 1397110, кл. 6 В21В 37/52, 1988 г.

2. Способ регулирования скорости металла на многоклетевом непрерывном стане горячей прокатки для обеспечения минимальных продольных тяговых усилий в металле с учетом неравномерного нагрева металла по его длине. Патент RU 2075358 С1, МПК 6 В21В 37/46, 1993 г.

3. Способ задания скоростного режима непрерывной группы прокатных клетей стана горячей прокатки металла с обеспечением минимального натяжения в межклетевых промежутках. Патент RU 2198753 С1, МПК 7 В21В 37/52, 2002 г.

4. Способ автоматического управления процессом непрерывной прокатки с минимальным натяжением или подпором сортового металла. Патент RU 2135314 С1, МПК 6 В21В 37/52 (прототип), 1998 г.

Изобретение относится к области металлургии, конкретно к регулированию процесса непрерывной прокатки сортового металла. Технический результат - минимизация изменений межклетевых натяжений или подпора металла при захвате и выпуске металла и благодаря этому искажений размеров и профиля проката, адаптация системы регулирования к изменяющимся технологическим условиям прокатки и увеличение выхода годного проката. Для получения точного по размерам проката процесс непрерывной прокатки ведут с минимальным натяжением или подпором металла в межклетевых промежутках, при этом регулирование натяжения осуществляют воздействием на скорость клетей. Для минимизации динамических изменений скорости клетей при захвате и выпуске металла увеличивают момент двигателя каждой клети перед захватом металла этой клетью на величину запомненного при предыдущей прокатке момента прокатки и уменьшают задание момента перед выпуском заднего конца металла клетью.

Способ автоматического управления процессом непрерывной прокатки сортового металла с минимальным натяжением или подпором металла между клетями стана, включающий индивидуальное регулирование скорости электродвигателей клетей с подчиненным регулированием момента электродвигателя, измерение и запоминание момента электродвигателя каждой клети, отличающийся тем, что для минимизации динамических изменений скорости электродвигателей клетей при захвате и выпуске сортового проката вычисляют и запоминают увеличение момента электродвигателя каждой клети после захвата проката клетью и увеличивают момент электродвигателя клети перед захватом переднего конца проката этой клетью на величину запомненного момента электродвигателя при предыдущей прокатке в этой клети и уменьшают момент электродвигателя клети перед выпуском заднего конца проката из этой клети на эту же величину.