Устройство для автоматического регулирования толщины полосы на непрерывном стане холодной прокатки Советский патент 1992 года по МПК B21B37/02 B21B37/12 

Изобретение относится к автоматизации прокатного производства, а именно к автоматическому регулированию толщины полосы, преимущественно, на пяти- или ше- стиклетевых станах, предназначенных для производства холоднокатаных полос.

На вход стана холодной прокатки поступают горячекатаные полосы металла, смотанные в рулоны. При этом каждый рулон содержит, как правило, две или три соединенные сварным швом горячекатаные полосы.

Современные станы холодной прокатки имеют бесконечный технологический режим. Для реализации такого режима стан снабжен двумя рэзматывателями, стыкосва- рочной машиной и накопителем полосы, установленными перед первой клетью, а также двумя моталками, установленными на выходе стана.

Стан с бесконечным технологическим режимом имеет более высокую производительность по сравнению со станом с пору- лонной прокаткой благодаря отсутствию простоев, связанных с заправкой полосы в стан, но разнотолщинность исходного материала обусловлена колебаниями толщины как в пределах одной горячекатаной полоvi

V4 СЛ

Ю Ю

сы, так и колебаниями толщины от полосы к полосе.

Регулирование толщины полос, прокатанных на непрерывном стане холодной прокатки, основано на поддержании равенства расхода металла,

Vo Но V1 Hi ... VI Н| ., Vn Hn (1)

где v - скорость полосы; Н - толщина полосы; I - индекс клети; п - количество клетей стана. Известно, например, устройство, которое позволяет осуществить регулирование по фактически замеренному и рассчитанному из условий равенства расхода металла значениям входной толщины полосы. При этом контролируется разница замеренного и рассчитанного значений толщины полосы и эта разница сводится к нулю.

Известно также устройство, которое содержит три подсистемы, использующие соответственно диапазоны высоких, средних и низких частот колебаний толщины полосы от заданного значения. Высокочастотный диапазон используется в подсистеме контроля сигнала рассогласования, поступающего от измерителя толщины полосы, установленного на входной стороне прокатного стана, Диапазон средних частот используется в подсистеме контроля расхода - массы металла, а низкочастотный диапазон - в подсистеме управления режимом обжатий.

Наиболее близким к заявляемому устройству по автоматической сути и достигаемому результату является устройство для автоматического регулирования толщины полосы на непрерывном стане холодной прокатки, которое реализует предварительное регулирование во входной зоне стана и окончательное - в выходной зоне стана. Предварительное регулирование осуществляется воздействием на положение нажимного механизма первой клети стана и (или) воздействием на скорость валков первой клети. Для окончательного регулирования служит воздействие на скорость валков последней клети стана

Однако, при значительных по амплитуде колебаниях толщины горячекатаных полос, поступающих в стан холодной прокатки, при работе известного устройства потребуются значительные по величине указанные воздействия. Это может отрицательно сказаться на точности холоднокатаных полос

ЦРТЬЮ изобретения является повышение гочнопи холоднокатаных полос.

Указанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее систему предварительной настройки стана, выходы которой соединены со входами первого измерителя

отклонения толщины полосы от заданного значения, установленного за последней клетью, второго измерителя отклонения толщины полосы от заданного значения, установленного перед первой клетью, и регу0 ляторов положения нажимных механизмов клетей непосредственно, а регуляторов частоты вращения приводных двигателей валков клетей - через системы управления режимами скорости стана, при этом выход

5 первого измерителя отклонения толщины полосы от заданного значения через соединенные последовательно регулятор толщины полосы и первый сумматор соединен с первым входом системы управления режи0 мами скорости стана, дополнительно введены: блок фильтра высших частот, блок фильтра низших частот и соединенные последовательно первый, второй и третий блоки регулируемого запаздывания

5Выход второго измерителя, отклонения

толщины полосы от заданного значения соединен со входом блока фильтра высших частот, а также со входом блока фильтра низших частот, выход блока фильтра ни0 зших частот соединен со входом первого блока регулируемого запаздывания, выход которого через второй сумматор соединен со вторым входом системы управления режимами скорости стана, выход второго бло5 ка регулируемого запаздывания через второй сумматор соединен со вторым, а через третий сумматор - с третьим входами системы управления режимами скорости стана, выход третьего блока регулируемого

О запаздывания через второй сумматор соединен со вторым, через третий сумматор - с третьим, а через четвертый сумматор - с четвертым входами системы управления режимами скорости стана, выход блока филь5 тра высших частот через соединенные последовательно четвертый блок регулируемого запаздывания и пятый сумматор соединен со входом регулятора положения нажимного механизма первой клети

0 Предлагаемое устройство работает по несколько иному принципу, чем известные а именно, колебания толщины полосы, зафиксированные измерителем толщины ус тановленным перед первой клетью,

5 разделены по частоте f на три диапазона1 высокочастотные f f 1 (например f 1 1 Гц), среднечастотные fi f h (например h 0 1 Гц) и низкочастотные f h При этом компенсацию высокочастотных колебаний тол

щины полосы предложено осуществлять в зеве валков первой клети путем изменения положения нажимного механизма первой клети. Компенсацию среднечэстотных - в зеве валков последней клети. Низкочастотные же колебания, согласно предложению авторов, компенсируется в зеве валков других клетей стана.

На чертеже представлена блок-схема устройства для автоматического регулирования толщины полосы на непрерывном стане холодной прокатки.

Устройство содержит первый измеритель 1 отклонения толщины полосы от заданного значения, установленный за последней клетью, второй измеритель 2 отклонения толщины полосы от заданного значения, установленный перед первой клетью, систему 3 предварительной настройки стана, регуляторы 4 положения нажимных механизмов клетей, регуляторы 5 частоты вращения приводных двигателей Д валков клетей, систему 6 управления режимами скорости стана, регулятор 7 толщины полосы, который через первый сумматор 8 связан с первым входом системы 6 управления режимами скорости стана, а также блок 9 фильтра высших частот, блок 10 фильтра низших частот и соединенные последовательно первой 11, второй 12 и третий 13 блоки регулируемого запаздывания. Выход измерителя 2 соединен со входом блока 9 фильтра высших частот и со входом блока 10 фильтра низших частот. Блок 10 фильтра низших частот соединен со входом первого. 11 блока регулируемого запаздывания,, выход которого через второй 14 сумматор под- ключен ко второму входу системы б управления режимами скорости стана. Выход второго 12 блока регулируемого запаздывания через второй 14 и третий 15 сумматоры связан со вторым и третьим входами системы б управления режимами скорости стана, выход третьего 13 блока регулируемого запаздывания через второй 14, третий 15 и четвертый 16 сумматоры подключен ко второму, третьему и четвертому входам системы 6 управления режимами скорости стана. Выход блока 9 фильтра высших частот через соединенные последовательно четвертый 17 блок регулируемого запаздывания и пятый 18 сумматор соединен со входом регулятора 4 положения нажимного механизма первой клети.

Система 3 предварительной настройки стана формирует задания 19 для измерителей 1 и 2 отклонений толщины полосы, задания 20 для регуляторов 4 положения нажимных механизмов кле ей и задания 21

для системы 6 управления режимами скорости стана.

Система б управления режимами скорости стана позволяет осуществить согласованный разгон приводных двигателей Д валков клетей до рабочего значения vp скорости прокатки, а также согласованное торможение от рабочего значения vp до нуля скорости.

0 Выходной сигнал измерителя 2, пропорциональный отклонению толщины полосы от заданного значения, поступает на вход блока 9 фильтр высших частот.

Блок 9 фильтра высших частот служит

для выделения высокочастотных колебаний выходного сигнала измерителя 1, частота f которых удовлетворяет неравенству

f fi

20

(2)

где fi - граничная частота полосы пропускания блока 9 фильтра высших частот (например, fi - 1 Гц).

Сигнал, снимаемый с блока 9 фильтра

высших частот, посредством блока 17 регулируемого запаздывания задерживается на время т транспортирования полосы от измерителя 1 до зева валков первой клети за вычетом инерционного запаздывания tni

регулятора 4 положения нажимного механизма клети и через сумматор 18 поступает на вход регулятора 4 первой клети. Под действием этого сигнала меняется положение нажимного механизма первой клети. В результате, в зеве валков первой клети будут компенсироваться высокочастотные колебания толщины полосы, поступающей в стан холодной прокатки.

Измеритель 2 связан также с блоком 10

фильтра низших частот, который служит для выделения низкочастотных колебаний, частота f которых удовлетворяет неравенству

45

f h

(3)

где fz - граничная частота полосы пропускания блока 10 фильтра низших частот (например, f2 0,1 Гц).

Блоки регулируемого запаздывания 11,

12,13 служат для задержки сигнала. Блок 11 задерживает сигнал на время ti2 транспортирования полосы от измерителя 2 до зева валков второй клети за вычетом инерционного запаздывания tn2 регулятора 5 частоты

вращения приводного двигателя валков клети. Блок 12 на время Т.Т2 транспортирования полосы из зева валков второй клети в зев валков третьей клети. Блок 13 на время ti4 транспортирования полосы из зева валков

третьей клети в зев валков четвертой клети. Выходные сигналы блоков 11, 12, 13 поступают на входы сумматоров 14, 15, 16, а с их выхода через систему 6 управления режимами скорости стана - на вход регуляторов 5 частоты вращения приводных двигателей валков первой, второй и третьей клетей. Под действием этих сигналов будет изменяться скорость валков первой, второй и третьей клетей стана.

Коэффициенты передачи ki сумматоров 14,15 и 16 по входам, предназначенным для выходных сигналов блоков регулируемого запаздывания 11, 12, 13, выбраны, например, равными 1 /3 части от величины коэффициентов передачи К2 сумматоров 14, 15 и 16 по входам, предназначенным для выходных сигналов системы 3 предварительной настройки стана. Благодаря этому амплитуда низкочастотных колебаний толщины полосы, поступающей в стан холодной прокатки, сначала частично уменьшается в валках второй клети, затем в валках третьей клети и окончательно низкочастотные колебания компенсируются в зеве валков четвертой клети стана.

Измеритель 1 отклонения толщины полосы от заданного значения на выходе стана связан с регулятором 7 толщины полосы, Выходной сигнал регулятора 7 через сумматор 8 и систему 6 управления режимами скорости стана поступает на вход регулятора 5 частоты вращения приводного двигателя валков последней клети. Под действием этого сигнала происходит изменение скорости валков последней клети стана и отклонения тол щины полосы компенсируются в зеве валк ов последней клети.

С учетом изложенного, на долю регуля-- тора 7 толщины приходится компенсация колебаний толщины полосы среднечастот- ного диапазона, частота f которых удовлетворяет неравенству

f1, f h

(н)

Таким образом, при работе заявляемого устройства высокочастотные колебания толщины полосы, поступающей в стан холодной прокатки, компенсируются в валках п ервой клети, средне частотные - в валках последней клети, а низкочастотные - в валках других клетей стана.

Эффективность заявляемого устройства заключается в том, что оно позволяет осуществить регулирование колебаний толщины полос, поступающих в стан холодной прокатки, при минимальном влиянии на заданный технологический режим прокатки в каждой отдельно взятой клети и тем самым повысить точность холоднокатаных полос.

Ф о р м у л а и з о б р ет е н и я

Устройство для автоматического регулирования толщины полосы на непрерывном стане холодной прокатки, содержащее систему предварительной настройки стана.

выходы которой соединены с выходами первого измерителя отклонения толщины полосы от заданного значения, установленного за последней клетью, второго измерителя отклонения толщины полосы от заданного

значения, установленного перед первой клетью, и регуляторов положения нажимных механизмов клетеЛнепосредственно, а регуляторов частоты вращения приводных двигателей валков клетей - через систему

управления режимами скорости стана, при этом выход первого измерителя отклонения толщины полосы от заданного значения через соединенные последовательно регулятор толщины полосы и первый сумматор

соединен с первым входом системы управления режимами скорости стана, отличающееся тем, что, с целью повышения точности холоднокатаных полос, устройство дополнительно содержит блок фильтра высших частот, блок фильтра низших частот и соединенные последовательно первый, второй и третий блоки регулируемого запаздывания, причем выход второго измерителя отклонения толщины полосы от заданного

значения соединен с входом блока фильтра высших частот, а также с входом блока фильтра низших частот, выход блока фильтра низших частот соединен с входом первого блока регулируемого запаздывания, выход

которого через второй сумматор соединен с вторым входом системы управления режимами скорости стана, выход второго блока регулируемого запаздывания через второй сумматор соединен с вторым, а через третий

сумматор - с третьим входами системы управления режимами скорости стана, выход третьего блока регулируемого запаздывания через второй сумматор соединен с вторым, через третий сумматор - с третьим и

0 через четвертый сумматор - с четвертым входами системы управления режимами скорости стана, выход блока фильтра высших частот через соединенные последовательно четвертый блок регулируемого

5 запаздывания и пятый сумматор соединен с входом регулятора положения нажимного механизма первой клети.

Изобретение относится к автоматизации прокатного производства, а именно к автоматическому регулированию толщины полосы, преимущественно на 5-ти или 6-ти клетевых станах, предназначенных для производства холоднокатаных полос Цель изобретения - повышение качества холоднокатаных полос. Поставленная цель достигается за счет распределения по клетям стана компенсации колебаний толщины полосы, поступающей в стан холодной прокатки. Устройство распределяет колебания на три диапазона: f 1 Гц, f 0,1 Гц и 1 Гц f 0.1 Гц, При этом компенсация колебаний первого диапазона частоты осуществляется в валках первой клети стана, третьего - в валках последней клети, а второго - в валках других клетей стана 1 ил. (Л С