Способ управления тепловым профилем валков прокатных станов Советский патент 1981 года по МПК B21B37/32 

(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ТЕПЛОВЫМ ПРОФИЛЕМ ВАЛКОВ ПРОКАТНЫХ СТАНОВ

Изобретение относится к автоматизации листовых станов горячей и холодной прокатки, а именно к автоматизации управления тепловым профилем валков. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предложенному является способ управления тепловым профилем валков, заключающийся в том, что определяют фактический и расчетный тепловой профиль валков, сравнивают заданный тепловой профиль с расчетным и отрабатывают отклонение заданного теплового профиля от расчетного непрерывным посекционным регулированием расхода охладителя вдоль бочки валка 1. Однако в данном способе не указано, какое значение теплового профиля должно быть принято в качестве заданного, причем отсутствует связь величины заданного теплового профиля валка с профилем и формой прокатываемой полосы. В результате при неправильном выборе заданного значения теплового профиля применение этого способа, хотя и обеспечивает минимальное отклонение расчетного теплового про-, филя от заданного, не исключает того, что прокатываемая полоса имеет дефекты формы волнистости и коробоватости. что резко снижает качество и эффективность регули-рования теплового профиля валков. Цель изобретения - повышение эффективности и качества регулирования теплового профиля валков и улучшение плоскостности проката. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу управления тепловым профилем валков, заключающемся в том, что определяют фактический :. расчетный тепловой профилч валка, сравнивают заданный тепловой профиль с расчетным и отрабатывают отклонение заданного теплового профиля от расчетного непрерывным посекционным регулированием расхода охладителя вдоль бочки валка, дополмительно перед прокаткой измеряют величину фактической исходной калибровки валков, сравнивают ее с технологически необходимой величиной исходной калибровки и при совпадении фактической и технологически необходимой исходных калибровок в качестве заданного начального значения теплового профиля принимают .го величину, соответствующую величине расхода охладителя, находящейся в интервале 40-60% от максимального расхода, а при несовпадении фактической и технологически необходимой исходных калибровок заданное начальное значение теплового профиля изменяют на величину, равную разности технологически необходимой и фактической исходных калибровок, при этом во время нрокатки измеряют отклонения от заданной плоскостности лроката и изменяют заданное начальное значение теплового профиля на величину, пропорциональную замеренному отклонению. Известно, что необходимый суммарный профиль валков складывается из факторов, производных от процесса прокатки (прогиб, сплюш,ивание и износ), и управляющих факторов (исходная калибровка), тепловой профиль и изгиб валков). При этом в сумме исходная калибровка и тепловой профиль должны компенсировать сумму прогиба, сплющивания и износа и в результате создать такой зазор между валками, который обеспечивает равенство вытяжек по ширине полосы, т. е. ее плоскую форму. Этим обеспечивается правильная предварительная (начальная) настройка стана. Изгиб же валков используется при прокатке для устранения возмущений, вызванных колебаниями размеров и свойств подката. Когда регулирующего воздействия изгиба не хватает, дополнительно для тонкого регулирования зазора между валками используют регулирование теплового профиля секционным изменением расхода охладителя вдоль бочки. А для этого при начальной настройке тепловой профиль должен быть выбран таким, чтобы расход охлаждающей жидкости в каждой секции находился в диапазоне 40-60% от максимального значения расхода (это дает возможность тонкого регулирования теплового профиля как в сторону уменьшения, так и в сторону увеличения). Чтобы обеспечить правильный выбор начального значения теплового профиля, на станах определяют опытным путем наиболее подходящие значения исходной калибровки валков, указанные в технологических инструкциях процесса прокатки (так называемая «технологически необходимая исходная калибровка). Если установить начальное значение расхода не 40-60% Qmox (Qmax - максимальный расход), а меньше 40%, например, 20-30% Qmax , то в случае поступления на стан подката, имеющего повышенную волнистость, необходимо было бы для устранения волнистости увеличить тепловую выпуклость валков путем уменьшения расхода охладителя, например, на 30% Qmax но это означало бы полное прекращение подачи охладителя и недопустимый перегрев валков. Следовательно, исправление волнистости при таком задании начального расхода не гарантировано. Аналогично, если задать начальный расход охладителя больше 60% Qmay , например 70-90% Qmax . то затруднительно исправлять коробоватость подката, так как при этом требуется увеличение расхода охладителя, например на 30% Qtnast, а увеличить его более, чем до Qmast невозможно, Т()лько начальное задание расхода в интервале 40-60% дает возможность устранить как волнистость, так и коробоватость, т. е. гарантирует улучшению плоскостности проката. Перед прокаткой измеряют величину исходной калибровки валков, предназначенных для установки в стан (так называемую шлифовочную выпуклость), и сравнивают ее с технологически необходимой величиной исходной калибровки. При совпадении этих величин в качестве заданного начального значения теплового профиля принимают такое, которое соответствует величине расхода охладителя, находяш.ейся в интервале 40-60% от максимального. При несовпадении величин фактической и технологически необходимой калибровок заданное начальное значение теплового профиля, выбранное указанным способом, изменяют на величину, равную разности технологически необходимой и фактической исходных калибровок. Этим достигается наилучшая предварительная настройка системы регулиров Р которой суммарная выпуклость валков (щлифовочная плюс тепловая) оказывается постоянной, наиболее подходящей для получения плоскостного проката, независимо от неточного выбора исходной калибровки валков. Во время прокатки контролируют плоскостность проката. Это позволяет, в случае необходимости осуществлять окончательную -(тонкую) настройку системы регулирования теплового режима стана путем изменения предварительно выбранного заданного значения теплового профиля на величину, пропорциональную замеренному отклонению от плоскостности проката. Уточненную таким образом величину заданного значения теплового профиля и используют в качестве уставки в системе управления тепловым профилем валков, чем обеспечивается значительное улучшение плоскостности проката. Предлагаемый способ можно реализовать на устройстве, содержащем валковую клеть с полосой, клеть при прокатке предыдущего рулона, клеть при прокатке текущего рулона), блок сбора и хранения значеН1ИЙ измеряемых параметров, математическую модель объекта, вычислительное устройство, включающее блок расчета начальных уставок и блок коррекции начальных уставок, блок хранения и вывода рассчитанных управлений. Перед установкой в клеть новых валков измеряют величину их фактической исходной калибровки и вводят ее в блок сбора и хранения измеряемых параметров, откуда значение исходной калибровки передается в блок расчета начальных уставок. В нем производится сравнение технологически необходимой и фактической исходных калибровок: вычисление разности этих величин. Затем по математической модели в вычислительном устройстве рассчитывается заданное начальное значение теплового профиля при расходе охлаждающей жидкости, равном 40-60% от максимального расхода, обеспечиваемого оборудованием системы охлаждения. К этому значению прибавляется вычислительная ранее разность между технологически необходимой и фактической исходными калибровками. На этом предварительный выбор, заданного значения теплового профиля .заканчивается и оно передается в блок хранения и вывода рассчитанных управлений. Например, технологически необходимая исходная калибровка ДДт.,36 мм , фактическая (по замерам) 0,20 мм, разность ДДт.н-АДФ 0,26-0,20 0,6 мм. Заданное начальное значение теплового профиля, вычисленное по модели при расходе охладителя на середину бочки 50 м /ч(что составляет 50% от максимального расхода 100 м /ч),ДДт.1Т.нач. 0,32 мм. Следовательно, предварительно выбранное заданное значение теплового профиля составляет ЛДзад 0,32 + 0,06 0,38 мм. проверка по модели показывает, что при стационарном режиме и отсутствии возмущений для поддержания этого заданного значения теплового профиля требуется расход охладителя 35 м/ч (35% от максимального), что вполне осуществимо в условиях эксплуатации стана. Поэтому значение ДД5ая 0,38 мм передается в блок хранения и вывода рассчитанных управлений. Пяред прокаткой очередного рулона в блок 3 вводят значение следующих параметров режима прокатки, согласно заданию или по результатам прокатки предыдущего рулона: скорость прокатки в данной клетке Vnp , натяжение полосы на входе и выходе из клети б, ибд ; толщина полосы на входе и выходе из клети hj и hj, температура подката Тп , температура эмульсии Тэ . В паузе прокатки, используя полученную информацию, по математической модели рассчиты вают температурное поле и тепловой профиль валка на момент паузы. Затем определяют расходы охладителя для каждого временного интервала на цикл прокатки, рулона по всем зонам охлаждения Qi, Qi , Qs и т. д. по заданному алгоритму для различных возможных значений расхода охладителя рассчитывают тепловой профиль валка, в качестве исходной информации используя хранящиеся в блоке сбора и хранения значения параметров прокатки и фактической тепловой профиль. В результате расчета выбирают то значение расхода, которое минимизирует отклонение расчетного профиля от заданной величиныАДадна данном временном интервале. Выбранные значения расхода охладителя и время их отработки запоминают в блоке хранения и вывода рассчитанных управлений в вяде программы изменения расходов во времени. При прокатке рулона регулирующие клапаны системы охлаждения изменяют расход охладителя по командам вычислительного устройства в соответствии с программой блока хранения и вывода рассчитанных управлений. Одновременно датчики формы полосы, установленные в клети, измеряют ее плоскостность в середине (Пг) и у боковых кромок (П1 и Пз) передают изменение величины П1 через заданные интервалы времени в блок сбора и хранения значений измеряемых параметров. В блоке коррекции начальных уставок вычисляется неплоскостность (как отклонение А П величин П( от среднего значения Пер р-- Если имеется отклонение от плоскостности (), то вычисляется уточненное значение заданного теплового профиля АДьад по формулейДзгц АДьар, +КЛП4 , где коэффициент пропорциональности К зависит от сортамента. Пусть, например, через 30 с после начала прокатки рулона оказалось, что КЛП -0,04 мм, тогда А 0 0,38-0,04 0,341им Начиная с момента определения нового значения АДзад, регулирование расходов охладителя происходит не по ранее рассчитанной программе, а непосредственно по отклонению текущего рассчитываемого или замеряемого значений теплового профиляАДтек от заданного его значения АДгад . При следующем цикле- контроля плоскостности вновь определяются величины ЛП, . Если все ДП; О, то заданное уточненное значение АДгад сохраняется, если отклонение от плоскостности еще не достигло нуля, то указанные операции уточнения повторяются. Таким образом, в процессе регулирования теплового профиля валков обеспечиваются минимальные отклонения от плоскостности проката. Предложенный способ позволяет за счет правильного выбора заданных значений теплового профиля улучщать плоскостность металла и выпускать всё холоднокатанные полосы с отклонением от плоскостности, не превыщающим 2-4 мм на погонный метр длины, т. е. первым сортом. Формула изобретения Способ управления тепловым профилем валков прокатных станов, заключающийся

в том, что определяют фактический и расчетный тепловой профиль валка, сравнивают заданный тепловой профиль с расчетным и отрабатывают отклонение заданного теплового профиля от расчетного непрерывным посекционным регулированием расхода охладителя вдоль бочки валка, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности и качества регулирования теплового профиля валков и улучшения плоскостности проката, перед прокаткой измеряют величину фактической исходной калибровки валков, сравнивают ее с технологически необходимой величиной исходной калибровки и при совпадении фактической .и технологически необходимой ис;ходных калибровок в качестве заданного начального значения теплового профиля принимают его величину, соответствуюшую величине расхода охладителя,- находящейся в интервале 40-60% от максимального расхода, а при несовпадении фактической и технологически необходимой исходных калибровок заданное начальное значение теплового профиля измеияют на величину, равную разности технологически необходимой и фактической исходных калибровок, при этом во время прокатки измеряют отклонения от заданной плоскостности проката и изменяют заданное начальное значение теплового профиля на величину, пропорциональную замеренному отклонению.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе . Авторское свидетельство СССР № 710705, кл. В 21 В 37/10, 1977.