Способ управления ускоренным охлаждением полосы и устройство для его осуществления Советский патент 1985 года по МПК B21B37/76 

ющую установку с секциями, измерители скорости перемещения полосы, температуры конца прокатки, температуры смотки и толщины полосы, блок задания и вычислительный блок, входами подсоединенный к измерителям скорости перемещения полосы, температуры конца прокатки, температуры смотки и толщины полосы и блоку задания, отличающееся тем, что в него введен блок коррекции, первый, второй, и третий входы которого подсоединены к первому,, второму и третьему выходам вычислительного блока соответственно, третий и четвертый - к измерителю скорости перемещения полосы и блоку задания, соответственно, а выход соединен с секциями душирующей установки.

3. Устройство по п. 2, о т л и ч а ющ е е с я тем, что блок коррекции содержит блок умножения, первый, второй, третий, четвертый и пятый блоки деления, источник опорного напряжения, первый и второй сумматоры, блок памяти и распределитель, причем первый вход блока коррекции соединен с первыми входами второго и пятого блоков деления, второй вход с вторыми входами первого и второго блоков деления и блока умножения, третий вход - с первым входом третьего блока деления, четвертый вход - с вторыми входами третьего и четвертого блоков деления, пятый вход - с первым входом четвертого блока деления, выходы второго, третьего и четвертого блоков деления соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами второго сумматора, выходом соединенного с вторым входом пятого блока деления, выход которого соединен с первым входом первого блока деления, первый и второй входы первого сумматора подсоединены к выходам источника опорного напряжения и первого блока деления, соответственно, а выход - к входу блока памяти, выходом соединенного с первым входом блока умножения, который выходом соединен с входом распределителя, выход которого является выходом блока коррекции.

1. Способ управления ускоренным охлаждением полосы, включающий изменение расхода хладагента, подаваемого на полосу для получения заданной температуры смотки полосы, путем изменения длины зоны ускоренного охлаждения в зависимости от толщины полосы, скорости ее перемещения и температуры конца прокатки, последующую корректировку расхода хладагента в зависимости от отклонения температуры смотки от заданного значения и дополнительное увеличение расхода Хладагента после начала разгона полосы, о тличающийся тем, что, с целью повышения качества проката путем повышения точности регулирования температуры смотки, условно разбивают полосы на отрезки определенной длины, определяют текущее значение интенсивности ускоренного охлаждения Для каждого отрезка полосы и среднее значение интенсивности последующего воздушного охлаждения, для каждого отрезка полосвг определяют разность значений интенсивности ускоренного охлаждения и последующего воздушного охлаяедения, а корректировку расхода хладагента для текущего отрезка полосы Производят в функции указанной разности интенсивностей для предыдущего отрезка полосы путем асимметричного изменения длины зоны ускоренного охлаждения при разных знаках отклонения температуры смотки, причем при отрицательном отклонении температуры смотки Длину зоны ускоренного охлажденит уменьшают на величину . I-.D - BJN-i гдейТ -Т,, -Т(,2-абсолютное... зн&- чение отклонения температуры смотки; ttA. - температура смотки; i заданная температура смотки; смз .- сл расчетная длина зоны ускоренного охлаждения для текущего с отрезка полосы; ) текущая интенсивность ускорен-la § ного охлаждения при отрицательном отклонении температу tESA ры смотки; -1штенсивность воздушного :& охлаждения перед смоткой; 1: -длина зоны ускоренного ох00 1-1 лажйения для предыдущего | отрезка полосы, ю а при положительном отклонении увеличивают на величину: . 11 7т - 1 D )ч-..1 :)п ,где текущая интенсивность ускоренного охлаждения при положительног-я отклонении температуры смотки. 2. Устройство для управления ycKOpemaiM охлаждением полосы, содержащее душиру

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано для регулирования температуры смотки полосы на отводящем рольганге стана горячей прокки, оборудованном дупшрующей установкой (ДУ).

Цель изобретения - повышение качества проката путем повыщения точности регулирования ; температуры смотки.

Согласно предлагаемому способу по величине и знаку отклонения температуры смотки от заданного значения отдельно для положительного и отрицательного знаков отклонения определяют степень изменения интенсивности ускоренного охлаждения (УО), изменение длины зоны УО и, следовательно, расхода хладагента производят асимметрично т. е. при одинаковой величине, но разных знаках отклонения температуры смотки длину зоны УО изменяют на разные величины, а именно: При положительном отклонении aлинy зоны УО изменяют в больщей степени, чем при отрицательном, тго позволяет более точно поддерживать заданную температуру смотки за счет учета изменения шпенсивности УО.

Управление ускоренным охлаждением полосы по предлагаемому способу осуществляют следующим образом.

При появлении полосЬ на отводящем рольганге измеряют температуру конца прокатки, толщину и скорость перемещения полосы, в зависимости от которых рассчитывают необходимое количество хладагента . для получения заданной температуры смотки. Затем по мере перемещения полосы по отводящему рольгангу на нее подают хладагент через секции ДУ. При этом длина зоны УО, т. е. длина ДУ, на которой включаются секции, устанавливается в соответствии с необходимым качеством хладагента. После УО первого отрезка полосы и последующего воздупшого охлаждения его в промежутке между последней включенной секцией и .моталкой измеряют температуру смотки на этом отрезке полосы и определяют величину и знак отклонения температуры от заданного значения. Отклонение температуры смотки может иметь место в том случае, если например, изменились условия окружающей среды, параметры ДУ, т.е. когда появилось несоответст3вне между изменившимися параметрами объек управления и принятой модели управления. Положительное отклонение температуры;. свидетельствует о том, что уменьшилась, по сравнению с расчетной, интенсивность охлаждения в зоне УО, например, из-за уменьшения сечения трубопроводов в системе подвода хладагента в результате засорения или из-за уменьшения давления в системе. Отрицательное отклонение свидетельствует об з еличении интенсивности охлаждения в зоне УО, например, вследствие увеличения давлен11Я в системе подвода хладагента. Спе довате ьно, единица длины зоны УО в первом случае охлаждает полосу на меньшую величину, чем во втором случае. Поэтому при появлении некоторой величины положительного отклонения температуры смотки длины зоны УО увеличивают на большую . величину по сравнению с величиной, на которую уменьшают длину зоны УО при той же величине отрицательного отклонения На чертеже . представлена блок-схема устр ства для реализации способа. Устройство содержит измеритель 1 скорос ти перемещения полосы, соединенный с рабочими валками последггей чистовой клети измерители .3 и 4 температуры конца прокатки и температуры смотки, измеритель ТОЛ1ДИНЫ полосы, блок 6 задания, вычислительный блок 7 и блок 8 коррекции, выходом соединенный с секциями душирующей установки 8. Вычислительный блок 7, предназначенный для расчета расхода хладагента, необходимо го для обеспечения заданной TeNmepaTypbi смотки полосьг, содержит первый, второй, третий, четвертый и пятый сумматоры 10- 14, первый и второй блоки 15 и 16 возве дения в степень, первый, второй, третий и Четвертый блоки 17-20 умножешш, первый, второй и третий блоки 21-23 деления и блок 24 памяти. Первый, второй, третий, четвертый и пятый входы блока 7 подсоединены к соответствующим выходам блока задания, шестой, седьмой, восьмой, и девятый входы - к измерителям .5, 4, 3 и 1 толщины, температуры смотки, температуры конца прокатки и скорости соответственно. Выходы сумматора 12, блока 24 памяти и блока 22 деления являются одновременно первым, вторым и третьим выходами вычис лительного блока 7, соединенными с первым вторым и третьим входами блока 8 коррек ции. , Блок 8 коррекции, предназначен1П)1Й для корректировки расхода хладагента, содержит 72 блок 25 y шoжeния, первый, второй, третий четвертый и пятый блоки 26-30 деления, источник 31 опорного напряжения, первый и второй сумматоры 32 и 33, блок 34 памяти и распределитель 35. Первый вход, блока 8 коррекции соединен с первыми входами второго и пятого блоков 27 и 30 деления,,.. второй вход -, с вторыми входами первого и второго блоков 26 и 27 деления и бЛока 25 ултожения, третий вход - с первым входом третьего блока .28 деления, четвертый вход - с вторыми входами третьего и четвертого блоков 28 и 29 деления, пятьп / вход - с первым входом, четвертого блока 29деления, выходы второго, третьего и четвертого блоков 27-29 деления . соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами второго сумматора 33, выходом соединенного с вторым входом пятого блока 30деления, выход которого соединен с первым входом первого блока 26. деления, первый и второй входы первого сумматора 32 подсоединены к .выходам источника 31 опорного напряжения и первого блока 26 деления, а выход - к входу блока 34 памяти, выходом соединенного с первым входом блока 25 умножения, который выходом соединен с входом распределителя 35, ВЬ1ход которого является выходом блока 8 коррекции. Иа чертеже показана также моталка 36. для сматывания полосы 37. Устройство работает следующим образом. При выходе передней части полосы 37 из последней чистовой клети 2 измерителями 1, 3 и 5 измеряют скорость V перемещения полосы, температуру Т, конца прокатки, толщину Ь полосы. В зависимости от этих параметров вычислительный блок 7 рассчитывает расход хладагента, необходимый для охлаждения полосы до заданной температуры смотки TCM.S- Длина f зоны УО, соответствующая необходимол расходу хладагента, может быть определена по выражениюТ т -т -K-J «и. W КП CW.3 )М К - коэффициент марки стали; , длины участков воздушного охлаждения до и после УО; заданная скорость ускоренного охлаждения полосы. В правой части выражения (1)ПервоеИ. ретье слагаемые определяю падение темпеатуры полосы на участках воздзтшого охаждения до и после УО, а второе слагаеое - падение температуры полосы в зоне УО. Коэффициент К характеризует, марку стали. Например, для углеродистой стали может быть принято значение К 19,5-10 . Учитывая, что Р - I о р вГ t 1 где L - расстояние от последней чистовой клети до моталки, из выражения (1) для .длины 2 зоны УО, соответствующей (Необходимому ра.сходу хладагента, можно получить выражение в соответствии с (2) в вычислительном блоке 7 производится расчет длины зоны У Значения Т.ь . К. К, L, v(/y предвари тельно задаются в блоке 6 задания. В сум маторе 10 определяется разность TK,, см.э которая поступает на вход блока 17 умножения, .где перемножается с сигналом Vr С выхода блока 17. произведение ( Т,,-ТСДДЗ)У поступает на первый входсумма: тора 13. В блоке 15 возведения в степень определяется величина Т , которая в блоке 18 перемножается с сигналами i и К и посту пает на вход блока 21. деления, в котором формируется сигнал .ам и подается на второй, вычитающий, вход сумматора 13. В блоке 16 возведения в степень определяется величина Т , умножается на К в блоке 19 умножения и делится на h в блоке 22 деления. в блоке Сформирова шый сотнал 20 умножения умножается на сигнал С формируемый в сумматоре 11, и поступает На третий, вычитающий вход сумматора 13. Выходной сигнал сумматора 13, соответствующий числителю в выражении (2), делится в блоке 23 на разность fl 7-- п поступающую из сумматора 14. Выходной сигаал блока 23 деления, соответствующий расчетной длине зоны УО, через блок 24 памяти, выход которого является вто.рым выходом вычислительного блока 7, выдается на второй вход блока 8 коррекци

КТ

CM.i

(2) 15

г-72-6В сумматоре 12 по заданной температуре смотки Тр J и температуре смотки, измеренной измерителем 4, формируется сигнал отклонения температуры смотки Тем и вьщается через первый выход блока 7 на , первый вход блока 8 коррекции. Выходной сигнал блока 22 деления через третий выход блока 7 выдается на третий вход блока 8 коррекции. Из сопоставления этого сигнала с третьим слагаемым в выражении (1) следует, что он соответствует скорости vUg воздушного охлаждения полосы после УО, т. е. можно записать В том случае, когда условия охлаждения соответствуют расчетным, отклонение температуР смотки должно быть равным нулю (лТ 0), по этому равны нуЛю и ходные сигналы блоков 30 и 26 деления блока 8 коррекции, и выходной сигнал сумматора 32 определяется только единичным сигналом, поступающим из блока 31 опорного напряжения. Этот единичный сигнал через блок 34 памяти поступает на первый вход блока 25 умножения. А сигнал ,2 длины зоны УО, поступивший, на второй вход блока 25 умножения с второго входа блока 8 коррекции, не меняя своей величины, проходит в распределитель 35, Распределитель . 35 по величине сигнала вьщает команды на вкп.ючение соответствующих секций ДУ, через которые хладагент поступает на полосу и охлаждает ее, обеспечивая заданную температуру смотки. Если параметры полосы по ее длине не изменятся, то сигнал i , соответствующий длине зоны УО для текущего отрезка полосы, будет равен сигналу 2;.,, , соответствующему длине зоны УО для предыдущего отрезка, т. е. расход хладагента будет постоянным, и Судет цоддерж1-таться заданная температура смотки. В случае изменения входных параметров полосы на i-ом отрезке ее, например, при повыщении температуры конца прокатки, сигнал . , вьщаваемый блоком 7, соответственно увеличится, т. е. для обеспечения заданной температуры смотки увеличится расход хладагента и, следовательно, число включенных секций. , В том случае, если, например, увеличилось давление в системе подвода хладагента, температура смотки, например, (i-O-ro отрезка полосы, будет отличаться от заданной, причем отклонение йTc будет иметь отрицательное значение. Этот сигнал, поступающий из сумматора Л 2, в блоке 27 делится на сигнал Р ,| запомненный в блоке 24 памяти для охлажденного (jr-O-ro отрезка полосы, и поступает на первый, вычитающий, вход сумматора 33. Сформированный в блоке 27 деления сигнал соответствует изменению интенсивности УО полосы. На второй, вычитающий, вход сумматора 33 с выхода блока 28 деления поступает сигнал,- равный частному от деления сигнала w, поступающему с выхода блока 22 деления, на сигнал скорости v перемещения полосы, постзшающий от измерителя I. Из следующего преобразования видно, что сигнал на втором входе сумматора 33 соот D в воздушного ствует интенсивности охлаждения после УО ч . где Tg - время воздушного охлаждения элемента полосы после УО. На третий вход сумматора 33 с выхо блока 29 деления поступает сигнал, сформи-25 рованный путем деления сигнала Wg заданной скорости УО, поступающего из блока 6 задания, на сигнал V скорости перемещения полосы. Этот сигнал на третьем входе сумматора 33 соответствует расчетнойзо

интенсивности ускоренного охлаждения:

ЛТ

Таким образом, выходной сигнал сумматора 33 будет соотйетствовать разности текущей интенсивности УО и интенсивности последующего воздушного охлаясдения + результате деления, на эту разност в блоке 30 деления формируется величина.

кия разность текущей интенсивности .УО и последующего охлаждения .на выходе сумматора . 33 , 28 на которую необходимо уменьшить длину зоны УО для устранения отрицательного отклонения лТс . Путем деления этой величины на длину В-. зоны УО в блоке 26 деления формируется относительная, величина необходимого изменения длины зоны УО, которая в сумматоре 32 : вычитается из единично-, го сигнала и через блок 34 памяти поступает на первый вход блока 25 умножения, т. е. на первом входе блока 25 присутствует сигнал, который соответствует относительной величине необходимого изменения длины зоны УО для компенсации отклонения температуры смотки. Путем умножения его .на сигнал 2 , соответствующий расчетной длине зоны УО для текущего отрезка полосы и пост тпающий на второй вход блока 25 умножения, формируется результирующий сетнал необходимой длины зоны УО, выдаваемый на вход распределителя .35, который уменьшает - число включаемьк, секций. Блок 34 памяти служит для запоминания сигнала необходимой длины зоны УО в относитстьных единицах до введения коррекщш длины зоны УО для текущего отрезка полосы, так как формирование зтого сигнала производится на предыуоущем отрезке полосы, В случае появления положительного отклонения температуры смотки устройство работает аналогично, но.при. той же. величине отклонеЛп ЛЗм - J будет иметь значение, чем при . дательном , так как составляющая Оу поступает на вычитающий, первый, вход сумматора 33. И дл1ша зоны УО при зтом йзменится (увеличится) в большей степеш, чем при отр1щательном отклонении. Устройство работает аналогично на каждом последующем отрезке полосы.

Y Y Y Г Y Y Y Y

C±J

36