Устройство для индикации металла в многоклетевом прокатном стане Советский патент 1986 года по МПК B21B38/00 

Изобретение относится к средствам измерительной техники, датчиков автоматизации, а точнее средств индикации прокатываемого металла в валках прокатного стана, с целью снижения динамических изменений скорости валков при захватах и выбросах, т.е. при набросах и сбросах нагрузки главного электропривода.

Цель изобретения - повышение надежности индикации.

На фиг. 1 и 2 приведена схема предлагаемого устройства на фиг.З - подключение реле тока нагрузки.

Устройство содержит (фиг.1) стабилизатор 1 питания, конденсатор 2, обмотку 3, тороидальный магнитопро-. вод 4, стабилитрон 5, раскат 6, выпрямитель 7 с фильтром, реле 8 на-- пряжения, реле 9 тока нагрузки, за- датчик 10 приращения скоростиЛС т добавочной к заданию иЭ} участок 11 шины, привод 12, двигатель 13,клеть 14 с передачей 15, клеть 16 с передачей 17, контакт 18 реле (аналогичного реле 8) для катушки за клеть 16 и соединительные провода 19 и 20. Магнитопровод 4 с равномерно распределенной на нем обмоткой 3 установлен в промежутке между клетями 14 и 16, валки которых вращаются от двигателей (для клети 16 двигатель 13) через передачи 15 и 17, а двигатели управляются регулируемыми приводами. Раскат 6 (в даннвм случае труба) движется в направлении 21 (зажатый кЛетью 14) и перед захватом в клети 16 проходит внутри тороидального магнитопровода 4 с обмоткой 3. Клети 14 и Т6 с их приводами и редукторами закреплены и металлйчес ки (электрически) соединены друг с Другом Через основание 22. Реле 8 напряжения имеет контакт 23, а реле 9 тока нагрузки - контакты 24.

Выход стабилизатора 1 соединен с цепью из последовательно включенных обмотки 3 и конденсатора 2, параллельно которому выпрямитель 7 с фильтром, нагруженный ца стабилитрон 5 и реле 8 (малоинерционное герконовое реле). Контакт этого реле соединен параллельно с контактом реле 9 тока нагрузки (захват) и вместе они включены в цепь задания AuJjOT задатчика 10 на вход привода 12 клети 16. Катушка реле 9 подключена калиброванными проводами 19 и 20 на участок шины

5

0

5

0

5

0

5

0

5

11 двигателя 13, длина участка шины и длина проводав 19 подобраны для срабатывания реле 9 от нагрузки, выше нагрузки холостого хода привода (используется регулировка реле).

Расположение магнитопровода между клетями так, что металл при движении от клети 14 к клети 16 проходит внутри магнитопровода, соответствует разомкнутой электрической цепи, пока металл не вошел в клеть 16, а при захвате металла клетью 16 образуется электрически замкнутый (ко- роткозамкнутый) контур: валки клети 14, металл 6, валки клети 16, станина клети 16, основание 22, станина клети 14.

Настройка цепи с конденсатором 2, обмоткой 3 с магнитопроводом 4 соответствует выбору конденсатора 2 на практический резонанс LC-цепи, где L - индуктивность обмотки 3 с ненасыщенным магнитопроводом 4. Напряжение от стабилизатора 1 выбирается по уровню таким, что происходит насыщение магнитопровода 4. При этом ток . нагрузки стабилизатора 1 большой и реле 8 возбуждено (контакт его разомкнут). Магнитопровод с катушкой выполнены герметичными с негорючей изоляцией, позволяющими его использовать при горячей прокатке, например, труб.

Обмотка 3 распределена по маг- нитопроводу 4 равномерно по всей длине, чтобы уменьшить потери от рассеяния магнитного поля. Материал магнитопровода выбран из магнитомяг- кой стали с мальши потерями на пере- магничивание и с высокой индуктивностью насьпцения (например, сталь 342) .

Участок шины 11 главной цепи двигателя 13 и длина проводов 20 и 19 выбираются по падению напряжения на участке, достаточному для срабаты- вания герконового токового реле 9, которое выбрано катушечным (на малый ток) с экраном с целью исключения влияния внешних полей на геркон (например, от соседних шин, что препятствует применению шинного токового реле без катушки). Уставка реле установлена на уровень выше тока холостого хода двигателя 13,вследствие чего реле 9 не возбуждено (контакт разомкнут), но при токе холостого хода после втягивания выпадает.

Устройство работает следующим образом.

При дв1гаении металла 6 от клети 14 к клети 16 ( в направлении 21 металл проходит внутри тороидального магните провода 4 с обмоткой 3 и в момент захвата клетью 16 замыкает электрический контур, обхватывающий магни- топровод. Потери возрастают, намагниченность резко уменьшается, магни- топровод переходит через резонанс в ненасьпценное состояние, ток в цепи нагрузки стабилизатора 1 уменьшается, падение напряжения на конденсаторе 2 уменьшается и реле 8 теряет возбуждение, т.е. контакт его замыкается. Одновременно возрастает ток нагрузки двигателя 13 и срабатывает реле 9.

Совокупность срабатываний реле 8 и 9 при соединении их контактов параллельно (т.е. по схеме ИПИ) для захвата обеспечивает повышенную надежность и своевременность индикации, так как при больших обжатиях jTOK большой и первым срабатывает реле 9, а реле 8 срабатывает через 3- 4 периода напряжения питания стабилизатора 1, а при небольших обжатиях срабатывает надежно реле 8, а реле 9 может сработать с запаздыванием, причем ток нагрузки в ходе прокатки изменяется значительно из-за связи между клетями в многоклетевом стане, реле 9 может терять возбуждение пос- ле захвата, а реле 8 надежно фиксирует состояние, так как контакт, между валками клети и прокатываемым металлом всегда плотньй. Для выброса контакт 18 реле 4 и реле 9 соединены последовательно, также образуя схему ИЛИ для разрыва цепи.

При приближении заднего конца раската 6 к клети 14 в момент выброса электрическшЧ контур размыка- ется, состояние цепи нагрузки стабилизатора 1 восстанавливается, что является сигналом выброса для клети 14.В момент выброса из клети 16 аналогичный индикаторньй узел, уста- новленный за клетью 16 (в многоклетевом стане), восстанавливает свое состояние и размыкается контакт 18 реле, что соответственно служит сигналом для аналогичного управления Л СлЭз па входе пр1гаода 12.

Надежность фиксации .выброса также повышена, поскольку ток нагрузки

двигателя 13 может быть самым различным, а контакт между клетями теряется в момент выброса.

Если ток нагрузки значительньй, то его спад приводит к срабатыванию реле 9 быстрее, чем реле 8, так как восстановле1П1е состояния цепи нагрузки стабилизатора 1 происходит через 3-4 периода напряжения питания. После выброса цепь Выброс надежно разомкнута.

Изменение состояния цепи нагрузки стабилизатора всегда происходит с переходом через резонанс ЬС-цеш1,т.е через неустойчивое состояние последовательного резонансного контура с индуктивностью, зависящей от состояния магнитопровода (нелинейная харак теристгаса намагничивания). Стабилитрон 5 уменьшает минимальное напряжение на кату1ш е реле В.

Токовое реле 9 по конструкции практически не подвержено влиянию внешних магнитных полей, поскольку электрическая цепь: катушка реле 9, провода 19, шина 11 всегда замкнута. Повышенная надежность этого реле может быть обеспечена также дополнительной мерой - помещением реле в защитньй кожух - электромагнитный экран.

Быстродействие герконов реле 8 и 9 (также 18) гарантирует своевременное срабатывание при высокой скорости прокатки, для чего предпочтительно . выбрать повыше ную частоту напряжения питания, стабилизатора 1.

Высокий коэффициент возврата этих реле в сочетании с их совместной работой позволяет снизить требования к их настройке при индикации и облегчает эксплуатацию при тяжелых условиях, характерных для прокатных ста- нов. Наличие 13оды, масла, соединительных металлических трубопроводов между клетями мало отражается на соотношении между состояниями контура через прокатываемьш металл. Дальнейшим путем для повышения эф- , фективности служит применение неметаллических вставок в металлические трубопроводы ме;кду клетями вплоть до цолной электрической изоляции, за исключением металлической связи через основание 22. Внутреннее сопротивление контура: клеть 14, металл 6, клеть 16, основание 22 составляет десятые доли ома и чем это сопротивление меньше, тем выше эффективность индикации.

Устройство может быть использова- но в двух и мнргоклетевых прокатных станах для горячей и холодной прокатки труб, сортового проката, листа 5 и в других установках.

P 3Q)(6am

/

ff Г f fffff f f f f f fff ff f f f

Составитель в. :Этинген; Редактор О, Головач Техред А.Кравчук Корректор С. Шекмар

5061/10

Тираж 5t8Подписное

ВНИИПИ Государственного рсомитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектнйя,