Система автоматического управления подачей смазочно-охлаждающей эмульсии Советский патент 1983 года по МПК B21B37/74 

лосы, a вторым - с задатчиком температуры, выходы четвертого, пятого и шестого сумматоров подсоединены к первым входам коммутаторов, к вторым входам которых подсоединено устройство наличия металла в валках, выходы коммутаторов соединены с первыми входами регуляторов охлаждения валков.

2. Система по п, 1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью повышения интенсификации процесса прокатки, она дополнительно содержит задатчик начального расхода эмульсии на полосу, задатчик интенсивности, расхода эмульсии на полосу, сумматоры, коммутатор, масштабирующий блок, причем выход блока сравнения подсоединен к первому входу третьего масштабирующего блока, к второму входу которого подсоединен задатчик интенсив ности расхода эмульсии на полосу, а выход - к первому входу-седьмого сумматора, к второму входу седьмого сумматора подсоединен задатчик начального расхода эмульсии на полосу, выхо седьмого сумматора соединен с первым входом восьмого сумматора, к второму входу которого подсоединен выход порогового устройства, выход восьмого сумматора подсоединен к первому входу коммутатора, к второму входу которого подсоединен выход устройства наличия металла в валках, выход коммутатора соединен с регулятором охлаждения полосы.

1. СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО .УПРАВЛЕНИЯ ПОДАЧЕЙ СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩЕЙ ЭМУЛЬСИИ, содержащая установлена ные над средней и крайними зонами рабочих валков, а также сверху и снизу над полосой коллекторы, соединенные трубопроводом с регулирующими клапанами, эленггрические входы которых соединены с первыми выходами исполнительных механизмов, вторые выходы которых подсоединены к вторым входам регуляторов охлаждения валков и полосы, выходы которых подсоединены к входам исполнительных механизмов, датчик скорости, который соединен с приводом рабочих валков, датчик температуры полосы, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества прокатываемой полосы за счет стабилизации температурного режима валков,клети, она дополнительно содержит задатчик начального расхода эмульсии на среднюю зону валка. &адатчик расхода эмульсии на крайние зоны валка, задатчик заправочной скорости, блок сравнения, масштабирую1цие блокиJсумматоры, коммутаторы, задатчик интенсивности расхода эмульсии на крайние зоны валка, задатчик интенсивности расхода эмульсии на среднюю зону валка, задатчик температуры, пороговое устройство, причем выход датчика скорости подсоединен к первому входу блока сравнения, к второму входу которого подсоединен задатчик заправочной скорости, выход блока сравнения подсоединен к первым входам первого, второго и третьего масштабирующих блоков, к второму входу перво- 5 го масштабирующего блока подсоединен задатчик интенсивности расхода эмульсии на крайние зоны валка, к второму входу второго масштабирукнцего блока подсоединен задатчик интенсивности расхода эмульсии на среднюю зону валка, выход первого масштабирующего блока Подсоединен к первым входам первого и третьего сумматоров, выход второго масштабирующего блока подсоединен к первому входу второго сл сумматора, к вторым входам первого QD 4 и третьего сумматоров подсоединен выход задатчика начального расхода Од эмульсии на крайние зоны валка, к: второму входу второго сумматора подсоединен выход задатчика начального расхода эмульсии на среднюю зону валка, выходы первого, второго и третьего сумматоров соединены с первыми входами четвертого, пятого и шестого сумматоров, к вторым входам которых подсоединен выход порогового устройства, которое первым входом соединено с датчиком температуры по

Изобретение относится к автоматизации прокатных станов, а именно.к системам регулирования смазочно-охлаждающей эмульсии, и может быть использовано на станах холодной прокатки.

Известно устройство стабилизации заданного расхода эмульсии, содержащее коллекторы, установленные на средней и крайних зонах валка, каждый из которых выходом соединен с регулирующим клапаном. Регулирующий клапан гидравлически соединен с расходомером и механически с исполнительным механизмом. Выход исполнительного механизма через регулятор электрически подсоединен к расходомеру С 1 3

Недостатком такого устройства является стабилизация расхода эмульсии на уровне, что приводит к нарушению температурного ба/Лнса валковой системы при переходе на другой режим прокатки и, тем самым, к нарушению устойчивости процесса прокаткии формообразования полосы. Кроме того, на заправочной и установившейся скоростях прокатки поддерживается один и тот же расход эмульсии, что приводит к дополнительным энергетическим затратам системы подачи эмульсии.

Известно также устройство, содержащее датчики температуры вал.ков, соединенные с системой корректировки охлаждения, регулЯтор подачи эмульсии на валки и исполнительный механизм с регулирующим клапаном, датчик температуры полосы, соединенный с системой корректировки охлаждения, регулятор подачи эмульсии на полосу

и исполнительный механизм с регулирующим клапаном, а также систему для регулирования нагрузки на опорные и рабочие валки с профилемером. Система корректировки охлаждения

рассчитывает деформацию вал1{а с учетом коэффициента теплопроводности и вводит соответствующие поправки. в регуляторы f2}.

В связи с тем, что датчики температуры имеют значительную инерционность (от 10 до 30 с), формирование сигнала управления происходит с запаздыванием, что приводит к ухудшению качества прокатываемой полосы.

При увеличении скорости прокатки Запаздывание возрастает. Установка датчиков температуры на полосе в межклётьевых промежутках требует сложной оснастки, что необходимо для подД ржания постоянного зазора между полосой и измерительным элементом датчика температуры.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство, содержащее установленный над валками односекционный коллектор, соединенный через напорный трубопровод с регулирующим клапаном. Управление работой регулирующего клапана осущест.вляется через регулятор и ис310

полнительный механизм по сигналам от датчика скорости, сочлененного с главным приводом клети Сз .

Недостатками такого устрЪйства являются нарушение температурного баланса клети при прокатке полос различного профилеразмера, что приводит к искажениям формы полосы за сче перегрева рабочих валков, невозможность изменения расхода эмульсии по длине бочки валка, что необходимо для управления тепловой профилировкой рабочих валков. Кроме того, один и тот же расход эмульсии по длине бочки валка приводит к дополнительным энергетическим затратам системы подачи эмульсии, а недостаточное охлаждение полосы, которое происходит только за счет слива эмул сии с верхних валков, приводит к росту температуры валков последующих клетей стана и к снижению интенсификации процесса прокатки.

Цель изобретения - повышение качества прокатываемой полосы за счет стабилизации температурного режима валков клети, а также повышение интенсификации процесса прокатки.

Поставленная цель достигается тем что в системе автоматического управления подачей смазочно-охлаждающей эмульсии, содержащее установленные над средней и крайними зонами рабочих валков, а также сверху и снизу над полосой коллекторы, соединенные трубопроводом с регулирующими клапанами, электрические входы которых соединены с первыми выходами исполнительных механизмов, вторые выходы которых подсоединены к вторым входам регуляторов охлаждения валков и полосы , выходы которых подсоединены к входам исполнительных механизмов, датчик скорости, который соединен с приводом рабочих валков, датчик температуры полосы, дополнительно установленные задатчик начального расход эмульсии на среднюю зону валка, задатчик расхода эмульсии на крайние зоны валка, задатчик заправочной скорости, блок- сравнения, масштабирующие блоки, сумматоры, коммутаторы, задатчик интенсивности расхода эмульски на крайние зоны валка, задатчик интенсивности расхода эмульсии на среднюю зону валка, задатчик температуры, пороговое устройство, причем выход датчика скорости подсоединен к первому входу блока сравнения, к

64

второму входу которого подсоединён задатчик заправочной скорости, выход блока сравнения подсоединен к первым входам первого, второго и третьего

масштабирующих блоков, к второму вхоп ду первого масштабирующего блока подсоединен задатчик интенсивности расхода эмульсии на крайние зоны валка, к второму входу второго масштабирующего блока подсоединен задатчик интенсивности расхода эмульсии на среднюю зону валка, выход первого масштабирующего блока подсоединен к первым входам первого и третьего сумматоров,

выход второго масштабирующего блока подсоединен к первому входу второго сумматора, к вторым входам первого и третьего сумматоров подсоединен выход задатчика начального расхода эмульсии

на крайние зоны валка, к второму входу второго сумматора подсоединен выход задатчика начального расхода эмульсии на среднюю зону валка, выходы первого, второго и третьего

сумматоров соединены с первыми входами четвертого, пятого и шестого сумматоров, к вторым входам которых подсоединен выход порогового устройства, которое первым входом соединено с датчиком температуры полосы, а вторым - с задатчиком температуры, выходы четвертого, пятого и шестого сумматоров подсоединены к первым входам коммутаторов, к вторым входам которых подсоединено устройство наличия металла в валках, выходы коммутаторов соединены с первыми входами регуляторов охлаждения валков.

Интенсификация процесса прокатки достигается за счет дополнительной установки задатчика начального рас хода эмульсии на полосу, задатчикэ интенсивности расхода эмульсии на полосу, сумматоров, коммутатора, масштабирующего блока; причем выход блока сравнения подсоединен к первому входу третьего масштабирующего блока, к второму входу которого подсоединен задатчик интенсивности расхода эмульсии на полосу, а выход - к первому входу седьмого сумматора, к второму входу седьмого сумматора подсоединен задатчик начального расхода эмульсии на полосу, выход седьмого сумматора соединен с первым входом

восьмого сумматора, к второму входу которого подсоединен выход порогового устройства, выход восьмого сумматора подсоединен к первому входу коммута51тора, к второму входу которого подсое динен выход устройства наличия металла в валках, выход коммутатора соединен с регулятором охлаждения полосы. Система автоматического управления подачей смазочно-охлаждающей эмульсии позволяет с помощью масштабирующих блоков и задатчиков интенсивности расхода эмульсии на среднюю и крайние зоны валка, а также на поло су выбирать уровень расхода эмульсии для каждой зоны охлаждения на установившейся скорости прокатки, что по зволяет для каждого режима устанавливать оптимальный расход эмульсии в части энергетических затрат системы приготовления эмульсии и теллового баланса клети, С помощью коммутато ров по сигналам от устройства наличия металла в валках возможно включать ил отключать подачу эмульсии на валки и полосу только при входе и выходе полосы из очага деформации, что приводит к стабилизации теплового режима валков и полосы, а с помощью задатчиков начального расхода эмульсии на средние и крайние валков возможно устанавливать перед началом прокатки распределение расхода эмульсии по длине бочки валков для каждого режима прокатки, что приводит к умень шению экономических затрат при подаче эмульсий, поскольку при этом на края валков несбходим меньший расход эмуль сии, Кроме того, с помощью датчика температуры полосы, установленного на моталке, за/.-Тчиков температуры, порогового усг,листва предусматривается ограничение максимальны температуры валкое и полосы, что позволяет стабилизировать температуру рабочих валков и полосы, предотвращает разложение смазки, повьяиает срок служ бы, валковой системы и интенсифицирует процесс прокатки. На чертеже схематически представле на предлагаемая система. Система автоматического управления подачей смазочно-охлаждающей эмульсией содержит установленные над средней и крайними зонами рабочих валков коллекторы , 2 и 3, соединенные трубопроводом с регулирующими клапанами k, 5 и 6, электрические вхо ды которых соединены с первыми выходами исполнительных механизмов 7 8 и 9( вторые Выходы которых подсоединены к вторым входам регуляторов 10, 11 и 12 охлаждения- валков, выходы ре 6 гуляторов 10, 11 и 12 охлаждения валков подсоединены к входам исполнительных механизмов 7, 8 и 9, установленные над полосой сверху и снизу коллекторы 13, соединенные трубопроводом с регулирующим клапаном 1, электрический вход которого соединен с первым входом исполнительного механизма 15i а второй выход подсоединен к второму входу регулятора 16 охлаждения полосы, ВЫХОД регулятора 16 охлаждения полосы подсоединен к входу исполнительного механизма 15, датчик 17 скорости, подсоединенный к первому входу блока 18 сравнения, к второму входу которого подсоединен задатчик 15 заправочной скорости, выход блока 18 сравнения соединен с первыми входами первого, второго и третьего масштабирующих блоков 20, 21 и 22, к второму входу первого масштабирующего блока 20 подсоединен задатчик 23 интенсивности расхода эмульсии на крайние зоны валка, к второму входу второго масштабирующего блока 21 подсоединен задатчик 24 интенсивности расхода эмульсии на среднюю зону валка, к второму входу третьего масштабирующего блока 22 подсоединен задатчик 25 интенсивности расхода эмульсии на полосу, выход первого масштабирующего блока 20 подсоединен к первым входам Первого и третьего сумматора 26 и 27, выход второго масштабирующего блока 21 подсоединен к первому входу второго сумматора 28, выход третьего масштабирующего блока 22 подсоединен к первому входу седьмого сумматора 29, к вторым входам первого и третьего сумматоров 26 и 27 подсоединен выход задатчика 30 начального расхода эмульсии на крайние зоны валка, к второму ВХОДУ второго сумматора 28 подсоединен выход задатчика 31 начального расхода эмульсии на среднюю зону валка, к второму входу седьмого сумматора 29 подсоединен выход задатчика 32 начального расхода эмульсии на полосу, выходы первого, второго, третьего и седьмого сумматоров 26, 28, 27 и 29 соединены с первыми входами четвертого, пятого, шестого и восьмого сумматоров 33, 3, 35 и 36, к вторым входам которых подсоединен выход порогового устройства 37. которое первым входом соединено с датчиком 38 температуры полосы, а вторым - с задатчиком 39 температуры. Выходы четвертого, пятого. шестого и восьмого сумматоров 33 З 35 и Зб подсоединены к первым входам коммутаторов 0, 1, tZ и «З к вторым входам которых подсоединено устройство наличия металла а валках (не показано), выходы коммутаторов kQ, М, 2 и 4з соединены с первыми входами регуляторов 10, 11, 12 и 16 охлаждения валков и полосы соответственно. Работа -системы состоит в том, что при поступлении металла в валки стана по сигналу от устройства наличия металла в валках, поступающему на управляющие вторые входы коммутаторо 0, 41, А2 и 3, последние подключают четвертые, пятые, шестые, и восьмые сумматоры 33, 3, 3$ и 36 к первым входам регуляторов 10, 11, 12 и 16 охлаждения валков и полосы соответственно. При этом сигнал от задатчика 3Vначального расхода эмульсии на среднюю зону валка поступает на второй вход второго сумматора 28, сигнал от задатчика 30 начального ра хода эмульсии на крайние зоны валка поступает на вторые входы первого и третьего суммато(Х)В Д6 и 27, а сигнал от задатчика 32 начального расхода эмульсии на полосу поступает на второй вход седьмого сумматора 29 8 то же время сигнал с выхода датчика 17 скорости, характеризующий .скорость прокатных валков, поступает на первый вход блокэ 18 сравнения, на второй инверсный вход которого поступает сигнал, пропорциональный ; заправочной скорости прокатки V из задатчика 19 заправочной скорости. На выходе блока 18 сравнения формируется сигнал, пропорциональный величине (У(.-Уз), где V - текуща скорость прокатки, V - заправочная скорость. При на входах масшта бирующих блоков 20, 21 и 22 сигнал отсутствует, поэтому выходные сигналы .первого, второго, третьего и седьмого сумматоров 2б, 28, 27 и 2.9, пропорциональные заданным начальным расходам эмульсии на среднюю и крайние зоны охлаждения валко% H И также на полосу W, поступают на первые входы четвертогр, пятого шестого и восьмого суммато ров 33, 3, 35 и 36, Кроме того, сигнал от датчика 38 температуры. установленного на полосе в зоне моталки, характеризующий температуру полосы на выходе стана, поступает 1 68 в пороговое устройство 37, где сравнивается с сигналом, поступающим из задатчика 39 температуры, уррвень его определяется температурой, при которой происходит разложение смазки и нарушение устойчивости процесса прюкатки. Если текущая температура полосы меньше заданной на выходе порогового устройства 37, а также на вторых входах четвертого, пятого, шестого и восьмого сумматоров 33, 35 и 36 сигнал отсутствует, При этом сигналц, пропорциональные заданным начальным расходам эмульсии на крайние среднюю W зоны валка, с. выходов четвертого, пятого и шестого сумматоров 33, 3 и 35 мерез первые входы коммутаторов (О, Л1 и 12 поступают на первые входы регуляторов 10, 11 и 12 охлаждения валков. Регуляторы 10, М и 12 охлаждений валков через исполнительные механизмы 7, 8 и 9 воздействует на регулирующие клапаны ,5 и 6, устанавливая заданный расход эмульсии по зонам рабочего валка на заправочной скорости прокатки. Сигнал, пропорциональный заданному начальному расходу эмульсии на полосу W, с выхода восьмого сумматора 36 через первый вход коммутатора ЛЗ поступает на первый вход регулятора 16 охлаждения полосы, Регулйтор 16 охлаждения полосы через исполнительный механизм 15 воздействует на регулирующий клапан I, устанавливая заданный расход эмульсии на полосу на заправочной скоро- . сти прокатки. Сигналы обратной связи, характеризующие положение штоков исполнительных Механизмов 7, 8, .9 и 15, с второго их выхода поступает на второй вход регуляторов 10, П, 12 и 13 охлаждения валков и полосы, стабилизируя заданный закон управления. При разгоне стана сигнал с выхода блока 18 сравнения, пропорциональный величине fiV «Vi--V5, поступает на первые входы масштабирующих блоков 20, 21 и 22, На второй аход масштабирующего блока 20 поступает сигнал из задатчика 23 интенсивности расхода эмульсии на крайние зоны валка, пропорциональный величине К, которая определяет интенсивность и уровень расхода эмульсии на крайние зоны валка, В масштабирующем блоке 20 происходит умножение ЛЛ/ на и передача сигнала &V на первые вхо ды первого и третьего сумматоров 26 и 27, в которых эта величина суммируется с начальным расходом эмульси поступающим из эадатчика 30 начальн го расхода эмульсии на крайние зоны валка. Выходные сигналы с выходов первого и третьего сумматоров 26 и 27, пропорциональные величине 1 W через четвертые и шестые сумматоры 33 и 35 и коммутаторы 40 и k2 по-, ступают на первые входы регуляторов 10 и 12 охлаждения валков, которые через исполнительные механизмы 7 и воздействуют на регулирующие клапаны 4 и 6, увеличивая расход эмульсии на крайние зоны валка при изменении скорости прокатки. Кроме того, на второй вход масшта бирующего блока 21 поступает сигнал из задатчика 2 интенсивности расход эмульсии на среднюю зону валка, про порциональной величине К, которая определяет интенсивность и уровень расхода эмульсии на среднюю зону валка. В масштабирующем блоке 21 происхо дит умножение &Д/ и К и передача сиг нала fiiVK 2.Ha первый вход йторого сум матора 28, в котором этот сигнал сум мируется с величиной начального расхода эмульсии, поступающей из задатчика 31 начального расхода эмульсии на среднюю зону валка. Выходной сигнал с выхода второго сумматора 28, пропорциональный величине , через пятый сумматор .3 и коммутатор 41 поступает на первый вход регулятора 11 охлаждения валков, который через исполнительный механизм 8 воздействует на регулирующий клапан 5, увеличивая расход эмульсии на среднюю зону валка при изменении скорости прокатки. В то же время на второй вход масштабирующего блока 22 поступает си|- нал из задатчика 25 интенсивности расхода эмульсии на полосу, пропорциональный величине Kj, которая определяет интенсивность и уровень расхода эмульсии на полосу. В масшта бирующем блоке 22 происходит умножение bkV и К и передача сигнала VK-j, на первый вход седьмого сумматора 29, в котором этот сигнал суммируется с величиной начального расхода эмульсии, поступающей из задатчика 32 начального расхода эмульсии, на полосу. Выходной сигнал с вы хода седьмого сумматора 29, пропорциональный величине W +fiVK, через ВОСЬМОЙ сумматор 36 и коммутатор 3 поступает на первый вход регулятора 16 охлаждения полосы, который через исполнительный механизм 15 воздействует на регулирующий клапан , увеличивая расход эмульсии на полосу при росте скорости. Коэффициенты К , К выбираются исходя из режимов прокатки и требуемой для получения ровной полосы на выходе клети профилировки рабочих валков. При превышении текущей температуры Т| полосы, определяемой датчиком 38температуры полосы заданного значения Т,, поступающего из задатчика 39температуры, с выхода порогового устройства 37 сигнал, пропорциональный величине ЛТ Тр-Т5, поступает на вторые входы четвертого, пятого, шестого и восьмого сумматоров 33, 3 35и Зб, где происходит суммирование с сигналом, пропорциональным величине и поступающим с выходов первого, второго, третьего и седьмого сумматоров 26, 28, 27 и 29. Выходные сигналы сумматоров 33, З, 35 и 36пропорциональны в общем виде величине W+&. ТКХО Зти сигналы через коммутаторы kQ, k,.k2 и 3 поступают на первые входы регуляторов 10, 11, 12 и 16 ( К - коэффициенты пропорциональности; К устанавливается адатчиками 23, 2 и 25 интенсивности расхода эмульсии К задается пороговым устройством 37.Регуляторы 10,11, 12 и 1б через исполнительные механизмы 7, 8 , 9 и 15 воздействуют на регулирующие клапаны i , 5i 6 и 1, увеличивая расход эмульсии одновременно по всем зонам охлаждения валка и полосы. При этом температура полосы и валков уменьшается до заданного значения, Датчик 38 температуры полосы для повышения надежности и точности измерения температуры полосы устанавливается на моталке. В процессе торможения стана управления расходом эмульсии осуществляется по закону, определяемым уравнением (1. При этом работа системы аналогична Описанной. Ожидаемый экономический эффект от внедрения системы по предварительным расчетам за счет перехода прокачваемого металла из нормальной груп- м . ;; пы в Г-рулпу повышенной точности, а та «оке за счет интенсификации процесса прокатки составляет 285 тыс.руб Исхвдя из состава функций системы автоматического управления чей сиазочногохлаждающей эмульсии основными Источниками экономичес- кой эффективности следует считать экономию за повышения надежно сти работы механического оборудйв4(|нйя и увеличения срока службы валкрв на стане .при этом сокращаются рлсходы на сменное оборудование; эконй ию lo ffe i2 за счет перехода прокатываемого металла из нормальной группы в группу повышенной томности (по предварительным оценкам система позволит увеличить выход проката, . повышенной точности на 1% от общего количества проката, выпуекаемого станом, при реализаций полосы повышенной точности надОавка, в соответствии с прейскурантом 02-06, составляет 50 руб, за 1т; экономию от снижения себестйимости прокатываемого металла за счет прокатки на повышенных скоростях.