Устройство регулирования ширины полосы на станах горячей прокатки Советский патент 1982 года по МПК B21B37/16 

1

Изобретение относится к автоматизации прокатного производства и предназначено для использования в чистовых группах клетей непрерывных станов горячей прокатки.

Известно устройство стабилизации ширины проката, имеющее контактные шириномеры в межклетьевых промежутках, включенные на оходь сумматоров, на вторые входы которых включены за датчики ширины в межклетьевых промежутках. Сумматоры представляют устройство регулирования натяжения.

Выходы этих сумматоров включены на входы сумматоров, связанных главными приводами чистовой группы Два других входа этих сумматоров связаны с тахогенераторами и задатчиками скоростей главных приводов tO

Недостатком этого устройства является необходимость установки шириномеров D межклетьевых промежутках чистовой группы, Контактные шириномеры . имеют низкую эксплуатационную надежность, кроме того, специфика прокатки в чистовой группе такова, что установление шириномера в межклетьевом промежутке представляет сложную задачу и практически невыполнимо.

Известно также устройство, содержащее датчик давления в одной клети, соединенный с блоком расчета температуры, включенным на вход устройства формирования сигналов управления для изменения установок скоростей приводов клетей и изменения уставок петлерегуляторов. С входами блока формирования сигналов управления соединен также блок слежения за сечением полосы. Выход блока формирования сигналов управления соединен с входами петледержателей и главных приводов клетей 2.

Недостатком этого устройства является то, что ТОЧНОС1ь регулирования ширины на выходе чистовой группы клетей снижается при оснащении всех кле-, тей чистовой группы регуляторами толщины. Все чистовые клети современных станов горячей прокатки, как правило, оснащены регуляторами толщины, и при этом в процессе регулирования толщины нарушается соответствие между сигнала ми датчика давления, как характеризую щими сопротивление деформации и изменениями ширины. И в результате точность регулирования ширины снижается. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является устройство,, содержащее измеритель температуры полосы, например, в первом межклетьевом промежутке с фильтром на выходе, усилитель, запоминающий блок с коммутиру емым входом, элемент сравнения, первы и второй множительные блоки, блок задания коэффициента усиления, суммирующий элемент и блок формирований коррекции натяжения по отклонению температуры от запомненной. Выход фильтра на выходе датчика температуры включен на вход усилителя, выход которого включен на вход элемента сравнения и через контакт реле на вход запоминающего блока На второй вход элемента сравнения включается выход запоминающего блока. Выход элемента сравнейия включен на входы множитель-30 ных блоков. На второй вход первого множительного блока включен выход блока задания коэффициента усиления. Выходы множительных блоков включены на пходы суммирующего элемента. На выход суммирующего элемента включен блок формирования коррекции натяжения по отклонению температуры от запомненной. Выходы блока формирования коррекции натяжения по отклонению температуры от запомненной связаны с входами регуляторов натяжения полосы, например, в первом и втором межклетьевых промежутках. I Устройство работает следующим образом. Когда первая полоса партии попада ет под датчик температу()ы, расположенный в межклетьевом промежутке, си нал, пропорциональный температуре, с выхода датчика через фильтр поступает на коммутируемый вход запоминаю щего блока и на первый вход элемента сравнения, второй вход которого соединен с выходом запоминающего бло ка. 8 течение заданного времени, необходимого для запоминания температуры начального участка первой поло983 сы (примерно 2с), на выходе элемента сравнения сигнал отсутствует так как сигналы на его выходах равны по величине и противоположны по знаку. Когда заданное время истечет, коммутируемый вход запоминающего блока отключается. В запоминающем блоке хранится величина, пропорциональная температуре начального участка полосы программы, и эталоном для остальной части полосы и всех остальных полос данной партии. В дальнейшем температура полосы if полос будет отличаться от эталонной, и на выходе элемента сравнения будет выделяться сигнал, пропорциональный отклонению температуры. Этот сигнал через блок умножения, на втором входе которого устанавливают величину, соответствующую коэффициенту усиления для данного сортамента, и суммирующий элемент поступает на вход блока формирования коррекции натяжения. Сигнал с выхода блока формирования коррекции натяжения поступает в регуляторы натяжения, например, первых двух межклетьевых промежутков, которые изменяют натяжение полосы в (клетьевом промежутке в соответствии с изменением температуры полосы. ЧТО способствует уменьшению разноширинности полосы 3j. Однако, это устройство обладает следующими недостатками Известно, что в процессе пpoкaтkи полоса остывает. Датчики, измеряющие температуру полосы в процессе прокатки, измеряют поверхностную температуру. Так как полоса в первых межклетьевых промег жутках имеет значительную толщину, то температура внутри полосы значительно выше, чем поверхностная. При массе слябов до kQ т изменение температуры от начала до конца прокатки полосы, измеренное датчиком температуры, составляет 250-ЗПО С. Действительный перепад температуры от начала до конца прокатки полосы составляет менее . Глиссажные метки охлажденные места на полосе, являкмдиеся следствием контакта сляба с глиссажными трубами в печи) являются наследственными и распределены по всей толщине сляба, а следовательно, и полосы. Таким образом, перепад температур, измеряемый датчиком температуры на глиссажных метках, близок к истинному. Из этого следует, что передаточные коэффициенты, связывающие изменение температуры во время прокатки (температурный клин ) с изменением ширины и перепада температуры на глиссажних метках с разноширинностыо полосы, неодинаковы. Кроме того, предел текучести металла зависит от температуры и, следовательно, по длине полосы неодинаков; в местах глиссажных

меток он значительно выше. Коэффици- Второй суммирующий элемент, блок ент, связывающий перепад температур нелинейности и интегратор, соединенна глиссаухных метках с разношириннос- ные указанным образом, представляют тью, значительно больше (примерно собой электрическую модель люфта. Зов 3-5 раз), чем коэффициент, связываю-15 ну нечувствительности выбирают прощий температурный клин с изменением ширины по длине полосы. Это не учтено в данном устройстве и приводит к снижению точности регулирования ширины полосы., Целью изобретения является увелич ние точности регулирования ширины по лосы в процессе прокатки. Указанная цель достигается тем, что устройство, содержащее измеритель температуры полосы, например, в первом межклетьевом промежутке с фильтром на выходе, усилитель, запом нающий блок с коммутируемым входом, элемент сравнения, первый и второй множительные блоки, блок задания коэфЛициента усиления, суммирующий элемент и блок формирования коррекции натяжения по отклонению температуры от запомненной, причем выход фильтра на выходе датчика температуры соединен с входом усилителя, выход которого соединен с входом элемента сравнения и через контакт реле с входом запоминающего блока, второй вход элемента сравнения соединен с входами мнокительных блоков, второй вход первого множительного блока соединен с выходом блока задания коэффициента усиления, выходы множитель ных блоков соединены с входами сум-. мируюи его элемента, выход суммирующе го элемента соединен с блоком формирования коррекции натяжения по отклонению температуры от запомненной, выходы блока формирования коррекции натяжения по отклонению температуры от запомненной соединены с входами регуляторов натяжения полосы, дополнительно введены второй суммирущий элемент, нелинейный блок с кусочнолинейной характеристикой типа зоны нечувствительности и интегратор, причем первый вход второго суммирую928336 щего элемента соединен с выходом элемента сравнения, вход второго суммирующего элемента соединён с нелиней- ным блоком и с вторым входом первого блока умножения, выход нелинейного блока соединен с входом интегратора , оыход которого соединен с вторым входом второго суммирующего элемента и вторым входом второго блока умноже0 ния-. порциональнои температурному перепаду на глиссажных метках. Температурный перепад на глиссажных метках по длине полосы носит периодический характер. Представим его в первом приближении гармонической составляющей с постоянной амплитудой {например еинусоидой), Если величина зоны нечувствительности равна по величине амплитуде этой составляющей, то на выходе интегратора сигнал будет отсутствовать, а на выходе второго сумматора будет периодическая составляющая. Добавим к периодической составляющей линейно нарастающий во времени ( или по длине полосы) сигнал. На выходе интегратора линейно нарастающий сигнал будет преобразован в ступенчатонарастаодий сигнал. Таким образом, введе- ние в устройство дополнительных блоков, соединенных как указано, позволяет разделить сигнал, пропорциональный отклонению температуры полосы от эталона, на две составляющие, первая из которых соответствует температурному клину, а вторая температурному перепаду на глиссажных метках. Умножение каждой составляющей на соответствующий коэффициент позволяет более точно учесть долю каждой составляющей температуры в формировании разноширинности полосы, а следовательно, увеличить точность регулирования ширины полосы. На чертеже представлена блок-схема устройства регулирования ширины полосы. В этом устройстве датчик 1 температуры полосы с фильтром 2 на выходе включен на вход усилителя 3, выход которого включен на вход элемента k сравнения и через контакт 5 реле на вход запоминающего блока 6, на второй вход элемента k сравнения включен выход запоминающего блока б,выходы бло ка 7 формирования коррекции натяжения по отклонению температуры от запомненной связаны с входами регуляторов 8 натяжения полосы, на вход блока 7 формирования коррекции натпжения по отклонению температуры от запомненной включен выход суммирующего элемента 9, входы которого соединены с выходами первого 10 и второго П множительных блоков, на второй вход первого множительного блока 10 включен выход блока 12 задания коэффициента усиления, на второй вход второго множительного блока 11 включен выход второго блока 13 з/адания коэффициента усиления, выход элемента Л сравнения соединен с первым входом второго суммирующего элемента 1, выход которого соединен с входом нелинейного блока 15 с кусочно-линейной характеристикой типа зоны нечувствительности и с вторым входом первого блока 10 умножения, выход нелинейного блока 15 соединен с входом интегратора 16, выход которого соединен с вторым вхоiqoM второго суммирующего элемента И и вторым входом второго блока 11 умножения. . Устройство работает следующим образом. Перед началом прокатки данного сортамента блоками 12 и 13 задания коэффициента устанавливают соответствующие коэффициенты усиления устройства. Величину зоны нечувствительности нелинейного блока 15 выбирают исходя из предварительно определенных например, статистическими методами, перепадов температур на глиссажных метках. Когда. первая полоса программы входит в данный межклетьевый промежуток и попадает под датчик 1 темпе ратуры, сигнал с его выхода поступает через блок 6 памяти с коммутируемым вХодом на первый вход элемента 4 сравнения и непосредственно на второй вход элемента А сравнения, В течение заданного времени на начальном участ ке первой полосы программы происходит запоминание температуры. В течение этого времени сигнал на выходе элемента k сравнения отсутствует, так как сигналы на его входах равны ПО величине и противоположны по знаку По истечении заданного времени вход блока 6 памяти отключается. Запомнен ная в блоке 6 величина хранится до 9 3 конца прокатки данной партии полос и служит эталоном, с которым сравниваются температуры как остальной части первой полосы, так и. других полос данной программы. Когда закончилось запоминание в блоке 6, на выходе элемента k появляется сигнал, пропорциональный отклонению температуры полосы от эталона Сигнал с выхода элемента сравнения поступает на первый вход второго суммирующего элемента 1. Если величина этого сигнала не превышает зону нечувствительности, то этот сигнал не проходит через блок 15, а поступает на второй вход первого блока 10 умножения. Сигнал, снимаемый с выхода второго суммирующего элемента , пропорционален перепаду температур на глиссажных метках Этот сигнал умножается в блоке 10 на коэффициент, задаваемый через первый блок 12 задания коэффициента, и через суммирующий элемент 9 поступает в блок формирования коррекции натяжения. который изменяет натяжение полосы в межклетьевом промежутке посредством регулятора 8 натяжения. Изменение натяжения приводит к соответствующему изменению ширины. Если на выходе элемента k имеется постоянная составляющая сигнала, или идет температурный клин, то сигнал с выхода второго суммирующего элемента 1А проходит через блок 15 на интегратор 16. Сигнал на выходе интегратора 16 изменяется до тех пор, пока не ликвидируется постоянная составляющая на выходе Btoporo сум- мирующего элемента 14. Температурный клин преобразуется в ступенчато нарастающий сигнал, с выхода интегратора 16 поступает на второй вход второго блока 11 умножения, где умножается на коэффициент, задаваемый через блок 13задания коэффициента, и с выхода второго блока 11 умножения через суммируЮ11ий элемент 9 выдается g регулятор 8 формирования коррекции натяжения. Ожидаемый экономический эффект составит 187110 руб. Формула изобретения Устройство регулирования ширины полосы на станах горячей прокатки, содержащее датчик температуры полосы с фильтром на выходе, соединенный с входом усилителя, выход которого со единен с входом элемента сравнения и через контакт реле с входом запоминающего блока, второй вход элемента сравнения соединен с выходом запоминающего блока, блок формирования коррекции натяжения по отклонению температуры от запомненной, выходы которого соединены с входами регуляторов натяжения, а вход соединен с выходом суммирующего элемента, входы которого со единены с выходами первого и второго множительных блоков, второй вход первого множительного блока соединен с выходом первого блока задания коэффициента усиления, второй вход второго множительного блока соединен с выходон второго блока задания коэффициента усиления, отличающеес я тем, что, с целью увеличения точности регулирования ширины полосы. дополнительно введены второй суммирую9г 3310 щий элемент, нелинейный блок с кусочно-линейн6й характеристикой типа зоны нечувствительности и интегратор, причем выход элемента сравнения соединем с первым входом второго суммирукг щего элемента, выход которого соединен с входом нелинейного блока и с вторым входом первого блока умножения выход нелинейного блока соединен с входом интегратора, выход которого соединен с вторым входом второго суммируищего элемента и вторым входом второго блока умножения. Источники информации принятые во внимание при экспертизе t. Авторское свидетельство СССР ff 21952t, кл. В 21 В37/02, 19б5. 2,Заявка Японии № SB-eS, кл. 12С 211, Ц, 12C2in.3{821B37/06)i 3.Авторское свидетельство СССР « .ъ ъ. сл1о, I bv VfWL Н , кл. В 21 В 37/00, 1975.