Устройство регулирования ширины горячекатанных полос на непрерывном стане Советский патент 1983 года по МПК B21B37/16 

1

Изобретение относится к автоматизации прокатного производства и предназначено для использования в ч-истовых группах клетей широкополосных станов горячей прокатки..

Известно устройство управления шириной полосы на непрерывном стане горячей прокатки, предназначенное для повышения точности регулирования ширины полосы и основанное на использовании измерителя ширины подката на входе в чистовую непрерывную группу клетей. Устройство включает узел формирования отклонения ширины подката от заданного значения и блок управления натяжением, позволяюш,ие регулировать ширину полосы по результатам измерения среднего по длине отклонения ширины на дискретных участках полосы с учетом транспортного запаздывания 1.

Недостатком такого устройства является отсутствие ком тенсации отклонений ширины возникаюш,их в чистовой группе клетей, о,бусловленных изменением предела текучести материала полосы по ее длине за счет колебаний температуры,, кроме того, нерегулируемыми являются концы полос, прокатываемых без натяжения.

Наиболее близким к изобретению является устройство стабилизации ширины полосы на станах горячей прокатки, содержа5 щее измеритель температуры полосы на входев стан с фильтром-на выходе и уси-, лителе.м, выход которого связан с элементом сравнения непосредственно и через запоминающий блок, а выход.элемента сравнения связан с входом блбка формирования коррекции натяжения, а также узел регулирования по отклонению ширины проката на выходе из чистовой группы, соединенный с входами узлов регулирования натяженияЕ

Недостатком данного устройства является то, что в качестве регулирующих воздействий выступают межклетевые натяжения, которые в принципе не могут изменять ширину концов полосы, прокатыЕ1аемых без натяжения.

20

Цель изобретения - устранение указанного недостатка и разработка устройства, позволяющего повысить точность регулирования ширины по всей длине горячекатанных полос. Указанная цель достигается тем, что в устройство, включающее измеритель температуры подката с фильтром на выходе и усилителем, выход которого связан с элементом сравнения как непосредственно, так и через запоминающий блок с коммутируемым выходом, таймер, интегратор, множительные блоки, дополнительно введены блоки расчета дополнительного изгиба валков первой клети чистовой группы, противоизгиба валков второй клети, блоки расчета давления жидкости и регуляторы давления жидкости в гидросистемах, блок ограничения дополнительного изгиба валков первой клети, нелинейный блок сравнения, датчик скорости первой клети, блок расчета задержки времени, реле задержки времени, запоминающие устройства, три ключа и блок задания исходных данных, причем входы блока расчета дополнительного изгиба валков первой клети соединены с выходами множительных блоков и блока задания исходных данных, а выходы - с входом блока ограничения и входом нелинейного блока сравнения, выход которого соединен с первым входом блока расчета противоизгиба валков второй клети, второй вход которого соединен с выходом блока задания исходных данных, вход блока расчета давления жидкости в гидросистеме дополнительного изгиба валков первой клети соединен с выходом блока ограничения, а вход блока расчета давления жидкости в гидросистеме противоизгиба валков второй клети соединен с выходом блока расчета противоизгиба валков второй клети, а выходы этих блоков - с первыми входами ключей, вторые входы которых соединены с выходами блока управления, выходы ключей соединены с входами запоминающих устройств, выходы которых соединены с входами регуляторов давления жидкости гидросистем первой и второй клети, выход датчика скорости первой клети соединен с первым входом ключа, второй вход которого соединен с выходом блока управления, а выход - с входом блока расчета задержки времени, выход последнего через реле задержки времени соединен с входом регулятора давления жидкости гидросистемы противоизгиба валков второй клети. На чертеже изображена блок-схема устройства регулирования щирины горячекатанных полос. Устройство содержит измеритель 1 температуры, соединенный через фильтр 2 с усилителем 3, выход которого, как через контакт реле Р и запоминающее устройство 4, так и непосредственно, соединен с входами элемента 5 сравнения, выход которого соединен с входом операционного умножителя 6. Выход измерителя 1 температуры соединен с таймером 7, на вход которого подключен датчик 8 скорости металла перед чистовой группой клетей, выход которого соединен также с операционным умножителем 6. Выход операционного умножителя 6 соединен с входом блока 9 усреднения, второй вход которого соединен с выходом блока 10 управления. Вход блока 10 управления соединен с выходом таймера 7. Выход блока 11 перемножения включен на вход блока 12 расчета дополнительного изгиба валков первой клети 13. Первый выход блока 12 расчета дополнительно изгиба валков клети 13 включен на вход нелинейного блока 14 сравнения, а второй - на вход блока 15 ограничения. Выход нелинейного блока 14 сравнения включен на вход блока 16 расчета противоизгиба валков второй клети 17. Выходы блока 15 ограничения и блока 16 расчета противоизгиба валков второй клети 17 включены соответственно на входы блоков 18 и 19 расчета давления жидкости в гидросистемах изгиба валков клетей 13 и 17. Выходы блока 18 расчета давления жидкости в гидросистеме дополнительно изгиба валков первой клети 13 и блока 19 расчета давления жидкости в гидросистеме противоизгиба валков второй клети 17 включены на первые входы ключей 20 и 21 соответственно, выходы которых включены на входы запоминающих устройств 22 и 23, а вторые входы - на второй и третий выходы блока 10 управления. Выходы запоминающих устройств 22 и 23 включены на входы соответствующих регуляторов 24 и 25 давления гидросистем. Датчик 26 скорости клети 13 соединен с первым входом ключа 27, второй вход которого соединен с 4-м выходом блока 10 управления, а выход - с входом блока 28 расчета задержки времени. Выход блока 28 через реле 29 задержки времени соединен с входом регулятора 25 давления жидкости гидросистемы противоизгиба валков клети 17. Выход блока 30 задания исходных данных соединен с входами блоков 12 и 16. Устройство работает следующим образом. При входе переднего конца полосы под измеритель 1 температуры замыкается кон реле Р в цепи между усилителем 3 и запоминающим устройством 4. Такое состояние схемы сохраняется в течение 1 - 2 с. При этом сигнал измерителя 1, проходя через фильтр 2 и усилитель 3, запоминается в устройстве 4. Затем цепь между усилителем 3 и запоминающим устройством 4 разрывается. С этого момента сигнал устройства 4 служит для определения отклонения температуры по длине полосы от температуры переднего конца полосы. При наличии разности температур, измеренной по длине полосы и запомненной на переднем конце полосы, выходной сигнал элемента 5 сравнения, пропорциональный этой ра. ности, поступает на вход операционного умножителя 6. От измерителя 1 температуры запускается таймер 7. Операционный умножитель 6 перемножает сигнал элемента 5 сравнения с сигналом от датчика 8 скорости металла на входе в чистовую группу клетей. Выходной сигнал операционного умножителя 6 интегрируется блоком 9 усреднения. На выходе блока 9 усреднения получается сигнал, пропорциональный интегральному отклонению температурь; подката, определяемой по формуле: . Lк Д1ц -г/ 4td г- / дг V- dT , L о1 о гдеД1и-интегральное отклонение температуры подката; L -длина участка интегрирования, принимаемая равным расстоянию от измерителя температуры до второй клети; Т-время интегрирования, на которое настраивается таймер, и определяемое из условия Т L/V; V - скорость металла перед чистовой группой клетей; At - мгновенное отклонение температуры подката; К - передаточный коэффициент интегратора. По интегральному отклонению температуры Aty, в блоке 11 перемножения рассчитывается прогнозируемое отклонение ширины на выходе из чистовой группы клетей по выражению АВ„ Kt -At,, где А БИ - отклонение ширины полосы; Kj -коэффициент передачи отклонения температуры подката на изменение щирины готовой полосы. Сигнал блока 11 поступает на вход блока 12 расчета дополнительного изгиба валков клети 13, в котором с учетом исходных данных блока 30 задания исходных данных рассчитывают значение дополнительного прогиба валков клети 13. Sh, Кб-ДВи-Ьь где Shj- -изгиб валков первой клети, равный профилю раската на выходе из первой клети; Kj т-коэффициент передачи влияния неравномерности обжатия по ширине очага деформации на ширину полосы; hj-толщина раската на выходе из первой клети. В блоке 14 производится сравнение текущего значения &h, с определенным заданным его значением бИцад.. На выходе блока 14 сигнал появляется только тогда, когда Sh, 61п,за„и равен разности Sh, -В блоке 16 производится расчет величины противоизгиба валков клети 17 по формуле:(«Н,-&Н,заа) &h2 -Kfi-h,-h2 где &Ь2- противоизгиб валков второй клети, .равный профилю раската на выходе из второй клети; hj- толщина раската на выходе из второй клети. Параметры h и h вводятся в блок 30 задания исходных данных при. начальной настройке чистовой группы клетей. В блоке 15 производится ограничение сигнала 8h, на уровне его заданного значения Shij , определяющего диапазон изменения дополнительного изгиба валков клети 13. В блоках 18 и 19 производится расчет давления жидкости в гидросистемах первой и второй клетях, обеспечивающих изгиб валков на Sh, и &h2 по выражениям. а,Ка,-Мв,-8Н, , Cl2 Ka2 B2 b2, где О., ,(2 -давление жидкости в гидросистеме дополнительного изгиба валков первой клети и гидросистеме противоизгиба вал.ков второй клети; коэффициенты пропорциональ- . ности между усилием гидроизгиба и давлением жидкости в гидросистемах; ,,A1j2- модули жесткости валковых систем на дополнительный гидроизгиб и противоизгиб соответственно. При входе переднего конца подката в клеть 13 от таймера 7 срабатывает блок 10 . При срабатывании блока 10 управления через ключи 20 и 21 данные блоков 18 и 19 поступают в запоминающие устройства 22 и 23, управляющие регуляторами 24 и 25 давления жидкости в гидросистемах. Кроме того, через ключ 27 сигнал датчика 26 скорости клети 13 поступает в блок 28 расчета задержки времени. Величина задержки времени рассчитывается по выражению т L м.п. ivT где время задержки; 1-м.лг- длина межклетевого промежутка. По сигналу блока 28 расчета задержки времени срабатывает реле 29 задержки времени, управляющее моментом срабатывания регулятора 25 давления гидросистемы противоизгиба валков клети 17. По сигналу блока 10 управления срабатывает также блок 9 усреднения. На последующих участках полосы процесс регулирования повторяется. Значение коэффициентов Kj, Ка,- определяют экспериментально и вво-, дят как константы в соответствующие блоки 11, 12, 16, 18 и 19. Регулирующим воздействием на ширину полосы в предлагаемом устройстве в отличие от известных является изменение -профилей активных образующих рабочих валков первой и второй чистовых клетей при их принудительном изгибе, причем изгиб валков первой клети противоположен по знаку изгибу валков (противоизгиб) второй клети. Величины изменения изгиба валков первой и второй клетей определяют в зависимости от отклоиения температуры по длине подката пропорционально отклонению ширииы полосы на выходе из чистовой группы. Эффективность воздействия на щирину полосы изменением изгибов рабочих валков, а следовательно, профилей раската на выходе из клети достигают противоположным знаком изгиба валков смежных клетей. Прокатка выпуклого- раската, сформированного в изогнутых валках первой клети, в валках второй клети, изогнутых в противоположном направлении, приводит к значительной неравномерности распределения обжатия по ширине очага деформации второй клети, и в конечном счете - к утяжке ширины полосы Таким образом, предлагаемое устройство позволяет повысить точность регулирования ширины полосы. Формула изобретения УстрОйство для регулирования ширины горячекатанных полос на непрерывном стане включающее измеритель температуры подката с фильтром на выходе и усилителем, выход которого связан с элементом сравнения как непосредственно, так и через запоминающий блок с коммутируемым выходом, таймер, интегратор, множительные блоки, отличающееся тем, что, с целью повышения точности регулирования ширины, полосы, в устройство дополнительно введены блоки расчета дополнительного из гиба валков первой клети чистовой группы и противоизгиба валков второй клети, блоки расчета давления жидкости и регуляторы давления жидкости в гидросистемах блок ограничения изгиба валков первой клети, нелинейный блок сравнения, датчик скорости первой клети, блок расчета задержки времени, реле задержки времени, запоминающие устройства, три ключа и блок задания исходных данных, причем входы блока расчета дополнительного изгиба валков первой клети соедилены с выходами множительных блоков и блока задания исходных данных, а выходы - с входом блока ограничения и входом нелинейного блока сравнения, выход которого соединен с первым входом блока расчета противоизгиба валков второй клети, второй вход которого соединен с выходом блока задания исходных данных, вход блока расчета давления жидкости в гидросистеме дополнительного изгиба валков первой клети соединен с выходом блока ограничения, вход блока расчета давления жидкости в гидросистеме противоизгиба валков второй клети соединен с выходом блока расчета противоизгиба валков второй клети, а выходы этих блоков - с первыми входами двух ключей, вторые входы которых соединены с выходами блока управления, выходы ключей соединены с входами запоминающих устройств, выходы которых соединены с входами регуляторов давления жидкости гидросистем первой и второй клетей, выход датчика скорости первой клети соединен с первым входом третьего ключа, второй вход которого соединен с выходом блока управления, а выход - с входом блока расчета задержки времени, выход последнего через реле задержки времени соединен с входом регулятора давления жидкости гидросистемы противоизгиба валков второй клети. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 604598, кл. В 21 В 37/00, 1978. 2. Авторское свидетельство СССР № 5342ё5, кл. В 21 В 37/00, 1976.