Устройство стабилизации межвалкового зазора на непрерывном прокатном стане Советский патент 1984 года по МПК B21B37/72 

1 .1 Изобретение относится к листопрокатному производству, в частности к устройствам регулирования размеров проката. Известно устройство стабилизации межвалкового зазора, включакядее систему регулирования толщины полосы с первым регулятором толщины полосы, работающим от сигнала микрометра за первой клетью и воздействующим на на жимные винты первой клети, вторым регулятором толщины полосы, работающим от сигнала микрометра за второй клетью и воздействующим на изменение скорости привода первой клети, третьим регулятором толщины полосы, работающим от сигнала микрометра за по ледней клетью и воздействующим на изменение скорости привода последней клети, и систему регулирования натяж ния с регуляторами натяжения полосы в каяадом межклетевом промежутке, воз действующими на перемещение нажимных винтов последующей клети и на измене ние скорости привода предьщущей клети С11. Недостаток известного устройства заключается в том, что оно не компен сирует разнотолщинность полосы, вызванную прокаткой переднего конца без переднего натяжения и заднего конца без заднего натяжения. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для автоматического регулирования раствора валков прокатной клети, содержащее гидроцилиндры, расположенные м.ежду подушками опорных валков, задатчик давления,электрогидравлический преобразователь давления, измеритель тол щины полосы, задатчик толщины полосы и элемент сравнения, при этом первый и второй входы элемента сравнения сое динены соответственно с измерителем толщины полосы и задатчиком толщины полосы, его выход - с первым входом электрогидравлического преобразователя, выход задаТчика давления соединен с вторым входом электрогидравлическогс« преобразователя, выход которого соединен с гидроцилиндрами С 21. Приведенное устройство также не обеспечивает стабилизации межвалкового зазора при скачкообразном изчезновении и уменьщении заднего натяжения и возникновении переднего натяжения в процессе прокатки задних и передних 7 концов прокатываемых полос что снижает точность прокатки. Цель изобретения - улучщение качества полосы путем повьшения тоЧнос ти прокатки. Поставленная цель достигается тем, что устройство стабилизации межвалкового зазора на непрерывном прокатном стане, содержащее гидроцилиндры, расположенные между опорами валков, задатчик давления жидкости в гидроци.линдрах, электрогидравлический преобразователь давления, измеритель толщины полосы, задатчик толщины полосы и первьй элемент сравнения, при этом первый и второй входы первого элемента сравнения соединены соответственно с измерителем толщины полосы и задатчиком толщины полосы,его выходс первым входом электрогидравлического преобразователя, выход задатчика давления соединен с вторым входом электрогидравлического преобразователя, выход которого соединен с гидроцилиндрами, дополнительно содержит датчики наличия полосы в клетях, логическую схему, блок памяти, функциональный преобразователь и второй элемент сравнения, причем выходы датчиков наличия полосы в клетях соединены с входами логической схемы, выход которой соединен с входом блока памяти и первым входом функционального преобразователя, первый выход.блока памяти соединен с вторым входом функционального преобразователя, второй выход блока памяти соединен с первым входом второго элемента сравнения и третьим входом функционального преобразователя, второй вход второго элемента сравнения соединен с третьим выходом блока памяти, выход второго элемента сравнения соединен с четвертым входом функционального преобразователя, а его выход - с тре тьим входом электрогидравлического преобразователя. На фиг, Л представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - вариант исполнения логической схемы, на фиг. 3 - структура блока памяти; на . фиг. 4 - структурная схема функционального преобразователя. Направление прокатки полосы 1 по- . казано стрелкой. Устройство содержит гидроцилиндры 2, расположенные между опорами валков рассматриваемой клети, задатчик 3 давления жидкости

J1

в гидроцилиндрах, электрогидравлический преобразователь 4 давления, измеритель 5 толщины полосы, задатчик 6 толпщны полосы, первый элемент 7 сравнения, датчик 8 наличия полосы в клети а , датчик 9 наличия полосы в клети сГ, датчик 10 наличия полосы в клети Ь , датчик 11 наличия полосы в клети 7 , датчик 12 наличия полосы в клети 3 , логическую схему 13, блок 14 памяти, функциональный преобразователь 15 и второй элемент 16 сравнения. При этом первый и второй входы первого элемента 7 сравнения соединены соответственно с измерителем 5 толщины полосы и задатчиком 6 толщины полосы. Выход первого элемента 7 сравнения соединен с первым входом электрогидравлического преобразователя 4. Выход задатчика 3 дав|ления соединен с вторым входом электрогидравлического преобразователя 4, выход которого соединен с гидроцилиндрами 2.. Вьпсоды датчиков 8-12 наличия полосы в прокатных клетях соединены с входами логической схемы 13, выход которой соединен с входом блока 14 памяти и первым входом 17 функционального преобразователя 15. Первый выход блока 14 памяти соединен с вторым входом 18 функционального преобразователя 15. Второй выход блока 14 памяти соединен с первым входом второго элемента 16 сравнения и третьим входом 19 функционального преобразователя 15.. Второй вход второго элемента 16 сравнения соединен с третьим выходом блока 14 памяти. Выход второго элемента 16 сравнения соединен с четвертым входом 20 функционального преобразователя 15. Выход функциональ ного преобразователя 15 соединен с третьим входом эледстрогидравлического преобразователя 4. Блок 14 памяти имеет дополнительные входы, на которые поступает информация из системы регулирования натяжения (не показана) о заданном переднем натяжении TJQ полосы между клетями 2. и q и измеряемом в процессе прокатки заднем натяжении Т полосы между клетями Ь иг. Функциональный преобразователь 15 имеет дополнительные входы, через которые перед началом прокатки партии полос в него вводят информадню о передаточных коэффициентах f щ и . где 1C - коэффициент связывающий изменение давления жнд

174

кости дО в гидроцилиндрах 2 клети 2- с изменением межвалкового зазора дЗ в клети 2. и показывающий необходимое изменение /LQ на единицу изменения Д5 KIQ - коэффициент, связывающий изменение натяжения полосы между клетями г и о с изменением межвалкового зазора д S в клети -г и показывающий величину изменения межвалкового зазора на единицу изменения натяжения T-zn , fx- коэффициент, связывающий изменение натяжения . полосы между клетями Ь и с изменением межвалкового зазора в клети 2 и показьшающий величину изменения межвалкового зазора д9 на единицу изменения Tg

За время прокатки полос логическая схема 13 вьщает шесть команд: первая - при входе переднего конца полосы в клеть & , вторая - при входе переднего конца полосы в клеть CJ , третья - при выходе заднего конца полосы из клети О. , четвертая - при выходе заднего конца полосы из клети сГ , пятая - при выходе заднего конца полосы из клети Ь , шестая при выходе заднего конца полосы из клети г .

Вариант исполнения схемы на электромагнитных реле приведен на фиг. 2. Логическая схема 13 включает источник 21 питающего напряжения, реле 22 переднего конца, три реле 2325 заднего конца с ссютветствующими контактами и контакты 26, 25, 1 датчиков клетей t и 6 .

До начала прокатки полосы нормально закрытые контакты 27.1, 23.1, 24.1 и 25.1 выходных реле датчиков 1 8, 9 и 10 наличия полосы в клетях cj, а , сГ и 6 замкнуты, а нормально открытые контакты 25,2 и 26 выходных реле датчиков 10 и 11 наличия полосы в клети 6 и 2 разомкнуты и катушки реле 22-25 блока 13 обесточены.

По мере входа переднего конца полосы поочередно в клети сГ, О. , Ь t, о нормально закрытые контакты выходных реле датчиков 8-12 наличия полосы в клети размыкаются, а нормално открытые контакты замыкаются.

Формирование команд логической схемой 13 осуществляется следующим. образом.

Первая команда. При входе переднего конца полосы в клеть 6 замыкается нормально открытый контакт 25.2 выходного репе датчика 10 наличия полосы в клети & , катушка реле 22 запитьшается, и переключением его контактов подается команда в блок 14 памяти. Вторая команда. В момент входа полосы в клеть q нормально закрытый контакт 27.1 выходного реле датчика 12 наличия полосы в клети Q размыкается, катушка реле 22 вновь обес точивается, что является сигналом команды, поступаклцим на первый вход 1 функционального преобразователя 15. Третья, четвертая и пятая команды При входе переднего конца полосы в клети сх , сГ , 6 и 1 размыкаются контакты 23.1, 24.1, 25.1лзамыкается контакт 26, и катушки 23, 24, 25 остаются обесточенными. При выходе зад него конца полосы из клети Q нормал но замкнутый контакт 23.1 замыкается и катушка реле 23 запитывается, что является сигналом выхода заднего конца полосы из клети О. . (третья команда), который подается в блок 14 памяти. При выходе заднего конца полосы из клети бинормально закрытьй контакт 24.1 замыкается и катушка реле 24 з.апитывается, что является сигналом выхода заднего конца полосы из клети сГ (четвертая команда), который подается в блок 14 памяти. Пр| выходе заднего конца полосы из клети 6 нормально закрытый контакт 25.1 замыкается и катушка реле 25 запитывается, что является сигналом выхода заднего конца полосы из клети 6 (пятая команда) , который подается на первый вход 17 функционального преобразова|теля 15, Шестая команда. При выходе заднего конца полосы из клети t размыкается нормально открытый контакт 26 и катуш ки всех трех реле 23, 24, 25 заднегго конца обесточиваются, что является сигналом выхода заднего конца полосы из клети е , который подается в блок 14 памяти. Блок 14 (см. фиг. 3) включает три ячейки памяти 28-30. Каждая из ячеек памяти представляет собой запоминающий интегратор, вьтолненньй на стандартных элементах УБСР (например, блоки MB и УПТ-4). На вход первой ячейки памяти 28 поступает сигнал натяжения щ входе переднего конца полосы в клеть 6 по команде реле 22 из блока 13 первая ячейка 28 фиксирует значение натяжения, в этот момент и запоминает его. На входы второй и третьей ячеек 29 и 30 поступает сигнал натяжения Тдр . При выходе заднего конца полосы из клети а по команде реле 23 из блока 13 третья ячейка 30 фиксирует значение натяжения 6 и запоминает его. При выходе заднего конца полосы из клети сГ по команде реле 24 из блока 13 вторая ячейка 29 фиксирует значение натяжения Т в этот момент и запоминает его. Выходы ячеек памяти 28, -29 и 30 являются соответственно первым, вторым и третьим выходами блока 14. Блок 15 (см. фиг. 4) включает три пары решающих усилителей, работающих в режиме умножения, каждый из которых состоит из стандартного операционного усилителя (ОУ) универсальной блочной системы регулирования и внешних активных сопротивлений, образующих цепь обратной связи. На вход 18 первой пары решающих усилителей пода ется сигнал , на вход 20 второй пары - сигнал , и на вход 19 третьей пары - сигнал б значение заданных коэффициентов Км , ICgg и К. определяется отношением активных 9IT сопро ивлении К 05Выходной сигнал , щ, Гз К, первой пары решающих усилителей через замкнутый контакт 22.1 реле 22 блока 13 поступает в блок 4. При входе переднего конца полосы в клеть q контакт 22.1 размыкается и сигнал на вход блока 4 не. подается. При выходе заднего конца полосы, из клети сГ выходной сигнал Kgr х л%г второй пары решающих усили р замкнутые контакты 24.2 и 25.3 реле 24 и 25 поступает в блок 4. При выходе заднего конца полосы из клети контакт 25.3 размыкается и сигнал на входе блока 4 не подается. При выходе заднего конца полосы из клети 6 выходной сигнал третьей пары решающих усилителей через замкнутый контакт 25.4 поступает в блок 4. При выходе заднего конца полосы из клети t контакт 25.4 размыкается и сигнал на вход блока 4 не подается.

7 11

Устройство работает следующим образом.

Перед началом прокатки по сигналу, поступившему от задатчика 3 давления жидкости, электрогидравлический преобразователь 4 создает, в гидроцилиндрах 2 заданное начальное давлениеI j относительно которого в процессе прокатки регулируется текущее значение давления. При входе переднего конца полосы в валки одной из предыдущих по отношению к клети 1 по ходу прокатки клетей, например клети 6 логическая схема 13 подает команду в блок 14 памяти. По этой команде блок 14 памяти запоминает значение заданного натяжения полосы межпу клетями гид. Зафиксированное блоком 14 памяти значение поступает с его первого выхода на второй вход 18 функционального преобразователя 15. Функциональный преобразователь 15 вь1числяет величину изменения давления жидкости в гидроцилиндрах 2. необходимую для коррекции зазора между валками по выражению л Q -К.-1 х

Сигнал, пропорциональный Д О- ,

поступает с выхода функционального преобразователя 15 на третий вход электрогидравлического преобразователя 4, который уменьшает заданное начальное давление QH в гидроцилиндрах 2 на величину дЦ .До входа переднего конца полосы § клеть q полоса в клети г прокатывается при давлении, величина которого меньше Эц на д Q . .

В момент входа полосы в клеть q функциональный преобразователь 15 по команде, поступившей на его первый вход 17 с выхода логической схемы 13, снимает корректирующий сигнал АИ, и электрогидравлический преобразователь 4 восстанавливает давление в

гидроцилиндрах 2 до значения Q.H . .1

При прохождении полосы между клетями t и с фактическая толщина по-, лосы, измеренная измерителем 5 сравнивается первым элементом 7 сравнения с заданной задатчиком 6 толщиной, и при их неравенстве с выхода первого элемента 7 сравнения на первый вход электрогидравлического преобразователя 4 поступает сигнал отклонения фактической толщины от заданной. Электрогидравлический преобразователь 4

8

пропорционально отклонению и с учетом его знака изменяет давление в гндроци.пиндрах 2, компенсируя изменения упруг.ой деформации клети и стабилизируя межвалковый зазор.

При выходе заднего конца полосы из клети О. логической схемой 13 в блок 14 памяти подается команда на запоминание натяжения полоты между клетями 6 и 2 Запомненное значение натяжения TJ,2 поступает с третьего выхода блока 14 памяти на второй вход второго элемента 16 сравнения .

При выходе заднего конца полосы из клети сГ логи геской схемой 13 в блок 14 памяти вновь подается команда на запоминание натяжения %2 полосы между клетями и 2. . Это запомненное значение Тй2 поступает со второго выхода блока 14 памяти на первый вход второго элемента 16 сравнения. Результат сравнения значений натяжения Tg между клетями fe и Z в моменты выхода заднего конЦа полосы из клетей сх и сГ с входа второго элемента 16 сравнения поступает на четвертый вход 20 функционального преобразователя 15, в котором вычисляется сигнал коррекции давления по выражению Д Q К- У A.Tft .

Сигнал д Q поступает с функционального преобразователя 15 в электрогидравлический преобразователь 4, который изменяет текущее значение давления в гIia,poцилиндpax Z клети 2 на величину д d .

Запомненное при выходе заднего конца полосы из клети сГ значение натяжения -i кроме первого входа второго элемента 16 сравнения поступает и на третий вход 19 функционального преобразователя 15, в котором вычисляется необходимая величина коррекции давления по выражению дО - К-1 аг . При выходе полосы из клети 6 . по команде от логической схемы 13 из функционального преобразователя 15 в электрогидравлический преобразователь 4 поступает сигнал, пропорциональный д Q . Электрогидравлический преобразователь 15 снижает текущее значение давления в гидроцилиндрах 2 клети 1 на величи- ну л QI .

При выходе полосы из клети по команде логической схемы 13 происходит стирание запомненных блоком 14

91

памяти значений натяжений. При прокатке следующей полосы цикл работы устройства повторяется

Применение дополнительных элемен,тов и их связей позволяет, используя высокое быстродействие гидравлического исполнительного мезанизма гидрораспора регулирующей клети 1 , стабилизировать межвалковый зазор в этой клети, компенсируя регулирующей клетью 2 влияние на обжатие полосы скачкообразного возникновения переднего (между клетями -г и Q ) натяжения при входе переднего конца полосы в последующую по ходу прокатки клеть Q, скачкообразного исчезновения заднего (между клетями D и -2 ) натяжения Т,, при выходе заднего конца полосьГ из предыдущей клети и уменьшения заднего (между клетями б и ч ) межклетевого натяжения Tgj при исчезновении натяжения в соседнем межклетевом промежутке между клетями (э и о при выходе заднего конца полосы из клети d.

Использование при вычислении функциональньм преобразователем необходимого корректирующего изменения дав1710

ления Дй:значени.й1 натяжения полосы.Т зафиксированных непосредственно перед возникновением натяжения (заданное значение), исчезновением и изменением (измеренное значение) позволяет повысить точность определения дО., поскольку дает возможность учесть поправки, вводимь1е в настройку стана технологическим персоналом и системами управления.

Использование изобретения дает возможность повысить точность прокатываемых полос при их производстве на непрерывных станах.

Например, при прокатке цветных металлов на непрерывном стане 1000 применение данного устройства позволит существенно уменьшить разнотолщинность прокатываемых полос. Это

дает возможность увеличить выпуск полосового металла повышенной точности на 20%, что соответствует экономическому эффекту при объеме производства 200 тыс. т в год, прокатке полос повышенной точности 13% от объема производства и доплатах за повьщ1енную точность АО руб/т тыс. руб в год.

УСТРОЙСТВО СТАБИЛИЗАЦИИ МЕЖВАЛКОВОГО ЗАЗОРА НА НЕПРЕРЫВНОМ ПРОКАТНОМ СТАНЕ, содержащее гидроцилиндры, расположенные между опорами валков, задатчик давления жидкости в гидроцилиндрах, электрогидравлический преобразователь давления, измеритель толщины полосы, задатчик толщины полосы и первый элемент сравнения, при этом первый и второй входы первого элемента сравнения соединены соответственно с измерителем толщины полосы и задатчиком тощщины полосы, его выход - с первым входом электрогидравлического преобразователя, выход задатчика давления соединен с вторым входом электрогидравлического преобразователя, выход которого соединен с гидроцилиндрами, отличающееся тем, что, с целью улучшения качества полосы путем повышения точности прокатки, оно дополнительно содержит датчики наличия полосы в клетях, логическую схему, блок памяти, функциональный преобразователь и второй элемент сравнения, причем выходы датчиков наличия полосы в клетях соединены с входами логической схемы, выход которой соедиг нен с входом блока памяти и первым входом функционального преобразователя, первый выход блока памяти соеди иен с вторым входом функционального преобразователя, второй выход блока памяти соединен с первым входом второго элемента сравнения и третьим входом функционального преобразователя, второй вход второго элемента сравнения соединен с третьим выходом блока памяти, выход второго элемента сравсо нения соединен с четвертым входом функционального преобразователя, а его выход - с третьим входом электрогидравлического преобразователя.

мз SflOKu 13