Устройство стабилизации межвалкового зазора на непрерывном прокатном стане
УСТРОЙСТВО СТАБИЛИЗАЦИИ МЕЖВАЛКОВОГО ЗАЗОРА НА НЕПРЕРЫВНОМ ПРОКАТНОМ СТАНЕ, содержащее гидроцилиндры , расположенные между опорами валков, задатчик давления жидкости в гидроцилиндрах, электрогидравлический преобразователь давления, измеритель толщины полосы, задатчик толщины полосы и первый элемент сравнения, при этом первый и второй входы первого элемента сравнения соединены соответственно с измерителем толщины полосы и задатчиком тощщины полосы, его выход - с первым входом электрогидравлического преобразователя, выход задатчика давления соединен с вторым входом электрогидравлического преобразователя, выход которого соединен с гидроцилиндрами, отличающееся тем, что, с целью улучшения качества полосы путем повышения точности прокатки, оно дополнительно содержит датчики наличия полосы в клетях, логическую схему, блок памяти, функциональный преобразователь и второй элемент сравнения, причем выходы датчиков наличия полосы в клетях соединены с входами логической схемы, выход которой соедиг нен с входом блока памяти и первым входом функционального преобразователя , первый выход блока памяти соеди иен с вторым входом функционального преобразователя, второй выход блока памяти соединен с первым входом второго элемента сравнения и третьим входом функционального преобразователя, второй вход второго элемента сравнения соединен с третьим выходом блока памяти, выход второго элемента сравсо нения соединен с четвертым входом функционального преобразователя, а его выход - с третьим входом электрогидравлического преобразователя.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ а Яйлою
РЕСПУБЛИК
6% (И) А
3(Я) В 21 В 37/00
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССОР.
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И (ЛНРЫТЖ
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н A4 mPCROMI(СЕИДЕТЮЪСтВУ (21) 3590630/22-02 (22) 02.02.83 (46) 15.08.84. Бюл. У 30 (72) В.П.Яланский, А.Д.Елишевич, Н.М.Широков, И.М.Богуславский, И.А.Маслов и П.Л.Легконравов (71) Запорожский индустриальный институт (53) 621.771.23-503.51(088.8) (56) 1. Дружинин Н.П. Непрерывные станы как объект автоматизации.
М., "Металлургия", 1975, с. 282.
2. Авторское свидетельство СССР по заявке - 3349504, кл. В 21 В 37/02, 1981. (54) (57) УСТРОЙСТВО СТАБИЛИЗАЦИИ
МЕЖВАЛКОВОГО ЗАЗОРА НА НЕПРЕРЫВНОМ
ПРОКАТНОМ СТАНЕ, содержащее гидроципиндры, расположенные между опорами валков, задатчик давления жидкости в гидроцилиндрах, электрогидравлический преобразователь давления, измеритель толщины полосы, задатчик толщины полосы и первый элемент сравнения, при этом первый и второй входы первого элемента сравнения соединены соответственно с измерителем толщины полосы и задатчиком тошщины полосы, его выход — с первым входом электрогидравлического преобразователя, выход задатчика давления соединен с
BTopblM входом электрогидравлического преобразователя, выход которого соединен с гидроцилиндрами, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с .целью улучшения качества полосы путем повышения точности прокатки, оно дополнительно содержит датчики наличия полосы в клетях, логическую схему, блок памяти, функциональный преобразователь и второй элемент сравнения, причем выходы датчиков наличия полосы в клетях соединены с входами логической схемы, выход которой соединен с входом блока памяти и первым входом функционального преобразователя, первый выход блока памяти соеди нен с вторым входом функционального преобразователя, второй выход блока памяти соединен с первым входом второ. Q го элемента сравнения и третьим входом функционального преобразователя, второй вход второго элемента сравнения соединен с третьим выходом блока памяти, выход второго элемента сравнения соединен с четвертым входом функционального преобразователя, а
его выход — с третьим входом электро. гидравлического преобразователя.
1!О и
Изобретение относится к листопрокатному производству, в частности к устройствам регулирования размеров проката.
Известно устройство стабилизации 5 межвалкового зазора, включающее систему регулирования толщины полосы с первым регулятором толщины полосы, работающим от сигнала микрометра за первой клетью и воздействующим на на-!О жимные винты первой клети, вторым регулятором толщины полосы, работающим от сигнала микрометра за второй клетью и воздействующим на изменение скорости привода первой клети, тре- !5 тьим регулятором толщины полосы, работающим от сигнала микрометра за последней клетью и воздействующим на изменение скорости привода последней клети, и систему регулирования натяжек ния с регуляторами натяжения полосы в каждом межклетевом промежутке, воздействующими на перемещение нажимных винтов последующей клети и на измене ние скорости привода предыдущей кле- 25 ти С1j.
Недостаток известного устройства заключается в том, что оно не компенсирует разнотолщинность полосы, вызванную прокаткой переднего конца без щ переднего натяжения и заднего конца без заднего натяжения.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для автоматического регулирования раствора валков прокатной клети, содержащее гидроцилиндры, расположенные между подушками опорных валков, задатчик давления,электрогидравлический пре- 4О образователь давления, измеритель тол щины полосы, задатчик толщины полосы и элемент сравнения, при этом первый и второй входы элемента сравнения сое динены соответственно с измерителем 45 толщины полосы и задатчиком толщины полосы, его выход — с первым входом электрогидравлического преобразователя, выход задатчика давления соединен с вторым входом электрогидравлическога>о преобразователя, выход которого соединен с гидроцилиндрами 3 2 l.
Приведенное устройство также не обеспечивает стабилизации межвалково. го зазора при скачкообразном изчезно-55 вении и уменьшении заднего натяжения и возникновении переднего натяжения в процессе прокатки задних и передних концов прокатываемых полос, что снижает точность прокатки.
Цель изобретения — улучшение качества полосы путем повышения точнос ти прокатки.
Поставленная цель достигается тем, что устройство стабилизации межвалкового зазора на непрерывном прокатном стане, содержащее гидроцилиндры, расположенные между опорами валков, задатчик давления жидкости в гидроцилиндрах, электрогидравлический преобразователь давления, измеритель толщины полосы, задатчик толщины полосы и первый элемент сравнения, при этом первый и второй входы первого элемента сравнения соединены соответственно с измерителем толщины полосы и задатчиком толщины полосы,его выходс первым входом электрогидравлическо1
).го преобразователя, выход задатчика давления соединен с вторым входом электрогидравлического преобразователя, выход которого соединен с гидроцилиндрами, дополнительно содержит датчики наличия полосы в клетях, логическую схему, блок памяти, функциональный преобразователь и второй элемент сравнения, причем выходы датчиков наличия полосы в клетях соединены с входами логической схемы, выход которой соединен с входом блока памяти и первым входом функционального преобразователя, первый выход блока памяти соединен с вторым входом функционального преобразователя, второй выход блока памяти соединен с первым входом второго элемента сравнения и третьим входом функционального преобразователя, второй вход второго элемента сравнения соединен с третьим выходом блока памяти, выход второго элемента сравнения соединен с четвертым входом функционального преобразователя, а его выход — с тре тьим входом электрогидравлического преобразователя.
На фиг. 1 представлена. блок-схема устройства, на фиг. 2 — вариант исполнения логической схемы, на фиг. 3 — структура блока памяти, на фиг. 4 — структурная схема функционального преобразователя.
Направление прокатки полосы показано стрелкой. Устройство содержит гидроцилиндры 2, расположенные между опорами валков рассматриваемой клети, задатчик 3 давления жидкости
1107917 в гидроцилиндрах, электрогидравлический преобразователь 4 давления, измеритель 5 толщины полосы, задатчик 6 толщины полосы, первый элемент 7 сравнения, датчик 8 наличия полосы в клети а, датчик 9 наличия полосы в клети Д, датчик 10 наличия полосы в клети Ь, датчик 11 наличия полосы в клети 2, датчик 12 наличия полосы в клети Д, логическую схему 13, 10 блок 14 памяти, функциональный преобразователь 15 и второй элемент 16 сравнения. При этом первый и второй входы первого элемента 7 сравнения соединены соответственно с измерите- 15 лем 5 толщины полосы и задатчиком 6 толщины полосы. Выход первого элемента 7 сравнения соединен с первым входом электрогидравлического преобразователя 4. Выход зацатчика 3 дав- 2о ления соединен с вторым входом электрогидравлического преобразователя 4, выход которого соединен с гидроцилиндрами 2.. Выходы датчиков 8-12 наличия полосы в прокатных клетях соединены с 25 входами логической схемы 13, выход которой соединен с входом блока 14 памяти и первым входом 17 функционального преобразователя 15. Первый выхор блока 14 памяти соединен с вторым ЗО входом 18 функционального преобразователя 15. Второй выход блока 14 памяти соединен с первым входом второго элемента 16 сравнения и третьим входом 19 функционального преобразователя 15,. Второй вход второго элемента 16 сравнения соединен с третьим выходом блока 14 памяти. Выход второго элемента 16 сравнения соединен с четвертым входом 20 Фчнкционального 4О преобразователя 15. Выход функциональ ного преобразователя 15 соединен с третьим входом электрогидравлического преобразователя 4. Блок 14 памяти имеет дополнительные входы, на кото- 4 рые поступает информация из системы регулирования натяжения (не показана) о заданном переднем натяжении Т полосы между клетями 2 и q и измеряемом в процессе прокатки заднем на- 5 тяжении Тб1 полосы между клетями Ь и . Функциональный преобразователь 15 имеет дополнительные входы, через которые перед началом прокатки партии полос в него вводят информацию о передаточных коэффициентах
К „ К и Kg, где K. — коэффициент, связывающий изменение давления жидкости ьЯ в гидроциликдрах 2 клети 2. с изменением межвалкового зазора h 9 в клети 2 и показывающий необходимое изменение а Я на единицу изменения ; Kzq — коэффициент, связывающий изменение натяжения Vga полосы между клетями г и q с изменением межвалкового зазора a S в клети Е и показывающий величину изменения межвалкового зазора на единицу изменения натяжения Т, Кш- — коэффициент, связывающий изменение натяжения Ч полосы между клетями Ь
02. и z с изменением межвалкового зазора в клети и показывающий величину изменения межвалкового зазора й9 на единицу изменения
За время прокатки полос логическая схема 13 выдает шесть команд: первая — при входе переднего конца полосы в клеть 6, вторая - при входе переднего конца полосы в клеть Я, третья — при выходе заднего конца полосы из клети а, четвертая — при выходе заднего конца полосы из клети Д, пятая — при выходе заднего конца полосы из клети 6, шестая— при выходе заднего конца полосы из клети
Вариант исполнения схемы на
1 электромагнитных реле приведен на фиг. 2. Логическая схема 13 включает источник 21 питающего напряжения, реле 22 переднего конца, три реле 2325 заднего конца с с< ответствующими контактами и контакты 26, 25, Е датчиков клетей и B ..
До начала прокатки полосы нормально закрытые контакты 27.1, 23.1, 24.1 и 25.1 выходных реле датчиков 12, 8, 9 и 10 наличия полосы в клетях g а, сГ и 1з замкнуты, а нормально открытые контакты 25,2 и 26 выходных реле датчиков 10 и 11 наличия полосы в клети о и Z разомкнуты и катушки реле 22-25 блока 13 обесточены.
По мере входа переднего конца полосы поочередно в клети 4, О,, Ь
g, q нормально закрытые контакты выходных реле датчиков 8-1? наличия полосы в клети размыкаются, а нормально открытые контакты замыкаются. Формирование команд логической схемой 13 осуществляется следующим. образом.
Первая команда. При вхопе переднего конца полосы в клеть 6 замыкается нормально открытый контакт 25.2
1107917 выходного реле датчика 10 наличия полосы в клети б, катушка реле 22 запитывается, и переключением его контактов подается команда в блок 14 памяти. 5
Вторая команда. В момент входа полосы в клеть нормально закрытый контакт 27.1 выходного реле датчика 12 наличия полосы в клети g размыкается, катушка реле 22 вновь обес- 10 точивается, что является сигналом команды. поступающим на первый вход 17 функционального преобразователя 15.
Третья, четвертая и пятая команды.
При входе переднего конца полосы в клети о, сГ, б и размыкаются контакты 23.1. 24.1, 25.1 замыкается контакт 261 и катушки 23, 24, 25 остаются обесточенными. При выходе заднего конца полосы из клети а нормаль-20 но замкнутый контакт 23. 1 замыкается и катушка реле 23 запитывается, что является сигналом выхода заднего конца полосы из клети O (третья команда), который подается в блок 14 памя- 25 ти, При выходе заднего конца полосы из клети Д нормально закрытый контакт 24.1 замыкается и катушка реле 24 запитывается, что является сигналом выхода заднего конца полосы из 30 клети К (четвертая команда), который подается в блок 14 памяти. Прй выходе заднего конца полосы из клети б нормально закрытый контакт 25.1 замыка ется и катушка реле 25 эапитывается, что является сигналом выхода заднего конца полосы из клети 6 (пятая команда), который подается йа первый вход 17 функционального преобразова теля 15, 40
Шестая команда. При выходе заднего конца полосы.иэ клети г, размыкается нормально открытый контакт 26 и катушки всех. трех реле 23, 24, 25 .задне"о конца обесточиваются, что являет- 4 ся сигналом выхода заднего конца полосы из клети, который подается в блок 14 памяти.
Блок 14 (см. фиг. 3) включает три ячейки памяти 28-30. Каждая из 50 ячеек памяти представляет собой за.поминающий интегратор, выполненный на стандартных элементах УБСР (например, блоки MB и УПТ-4).
На вход первой ячейки памяти 28 55 поступает сигнал натяжения "gq . При входе переднего конца полосы в клеть б по команде реле 22 из блока 13 первая ячейка 28 фиксирует значение натяжения. в этот момент и запо-. минает его.
На входы второй и третьей ячеек 29 и 30 поступает сигнал натяжения У р.
При выходе заднего конца полосы иэ клети сх по команде реле 23 из блока 13 третья ячейка 30 фиксирует значение натяжения бг и запоминает его.
При выходе заднего конца полосы из клети сГ по команде реле 24 из блока 13 вторая ячейка 29 фиксирует значение натяжения в этот момент и запоминает его.
Выходы ячеек памяти 28, 29 и 30 являются соответственно первым, вторым и третьим выходами блока 14.
Блок 15 (см. фиг. 4) включает три пары решающих усилителей, работающих в режиме умножения, каждый из которых состоит из стандартного операционного усилителя (ОУ) универсальной блочной системы регулирования и внеш них активных сопротивлений, образующих цепь обратной связи. На вход 18 первой пары решающих усилителей пода ется сигнал 7 на вход 20 второй пары — сигнал дТб ), и на вход 19 третьей пары — сигнал 1, .Значение заданных коэффициентов Кч, Кб и К. определяется отношением активных
f. ос, Госа сопро .ивлений: К, первой пары решающих усилителей через замкнутый контакт 22.1 реле 22 блока 13 поступает в блок 4. При входе переднего конца полосы в клеть q. контакт 22.1 размыкается и сигнал на вход блока 4 не, подается. При выходе заднего конца полосы. из клети d выходной сигнал IC х дЧ .К второй пары решающих усилителей через замкнутые контакты 24,2 и 25.3 реле 24 и 25 поступает в блок 4. При выходе заднего конца полосы из клети g контакт 25.3 размыкается и сигнал на входе блока 4 не подается. При выходе заднего конца полосы из клети 6 выходной сигнал "6 ez. К третьей пары решающих усилителей через замкнутый контакт 25.4 поступает в блок 4. При выходе заднего конца полосы из клети контакт 25.4 размыкается и сигнал .на вход блока 4 не подается. 1107917 Устройство работает следуюшим образом. Перед началом прокатки по сигналу, поступившему от эадатчика 3 давления жидкости, электрогидравлический преобразователь 4, создает. в гидроцилиндрах 2 заданное начальное давлениеЯ 1 относительно которого в процессе прокатки регулируется текущее значение давления . При входе переднего конца 10 полосы в валки одной из предыдущих по отношению к клети L по ходу прокатки клетей, например клети Ь логическая схема 13 подает команду в блок 14 памяти. По этой команде 15 блок 14 памяти запоминает значение 7 заданного натяжения полосы межпу клетями 1 и q . .Зафиксированное блоком 14 памяти значение Y поступает с его первого выхода на второй 20 вход 18 функционального преобразователя 15. Функциональный преобразователь 15 вычисляет величину изменения давления жидкости в гидроцилиндрах 2. необходимую для коррекции зазора 25 между валками по выражению a Q =-K:Q x т,„. Сигнал. пропорциональный Ь Q. поступает с выхода функционального преобразователя 15 на третий вход электрогидравлического преобразователя 4, который уменьшает заданное начальное давление Q.н в гидроцилиндрах 2 на величину дЯ . До входа переднего конца полосы ф клеть я полоса в клети 2 прокатывается при Ъ давлении,.величина которого меньше И 1 на gQ. В момент входа полосы в клеть q 40 функциональный преобразователь 15 по команде, поступившей на его первый вход 17 с выхода логической схемы 13, снимает корректирующий сигнал Ь Я, и электрогидравлический преабразова- 45 тель 4 восстанавливает давление в гидроцилиндрах 2 до значения Я.н . При прохождении полосы между клетями и фактическая толщина по-. лосы, измеренная измерителем 5 срав- 50 нивается первым элементом 7 сравнения с заданной задатчиком 6 толщиной, и при их неравенстве с выхода первогс элемента 7 сравнения на первый вход электрогидравлического преобразовате-Ы ля 4 поступает сигнал отклонения фактической толщины от. заданной. Электрогидравлический преобразователь 4 пропорционально отклонению и с учетом его знака изменяет давление в гидроцилиндрах 2, компенсируя изменения упругой деформации клети и стабилизируя межвалковый зазор. При выходе заднего конца полосы из клети О. логической схемой 13 в блок 14 памяти подается команда на запоминание натяжения 7Ь полосы между клетями 6 и 2 . Запомненное значение натяжения 7 поступает с третьего выхода блока 14 памяти на второй вход второго элемента 16 сравнения. При выходе заднего конца полосы из клети d логи еской схемой 13 в блок 14 памяти вновь подается коман(1 да на запоминание натяжения 1ez полосы между клетями о и Z.. .Это запом-, ненное значение "8 поступает со второго выхода блока 14 памяти на первый вход второго элемента 16 сравнения. Результат сравнения значений натяжения между клетями 6 и 2 в моменты выхода заднего конца полосы из клетей а. и d с входа второго элемента 16 сравнения поступает на четвертый вход 20 функционального преобразователя 15, в котором вычисляется сигнал коррекции давления по выражению = К 2. А 16 Сигнал д Я поступает с функционального преобразователя 15 в электрогидравлический преобразователь 4, который изменяет текущее значение дав ления в гидроцилиндрах 2. клети на величину A Q. Запомненное при выходе заднего конца полосы из клети б" значение натяжения ТВ кроме первого входа второго элемента 16 сравнения поступает и на третий вход 19 функциональ ного преобразователя 15, в котором вычисляется необходимая величина коррекции давления по выражению ь@ = = - К. При выходе полосы из клети и по команде логической схемы 13 происходит стирание запомненных блоком 14 1107 памяти значений натяжений. При прокатке следующей полосы цикл работы устройства повторяется. Применение дополнительных элемен1тов и их связей позволяет, используя высокое быстродействие гидравличесI кого исполнительного мезанизма гидрораспора регулирующей клети стабилизировать межвалковый зазор в этой клети, компенсируя регулирующей 10 клетью 2 влияние на обжатие полосы скачкообразного Возникновения переднего (между клетями 2 и с1 ) натяжения Tz при входе переднего конца полосы в последующую по ходу прокат- 15 ки клеть С1, скачкообразного исчезновения заднего (между клетями 6 и 2 ) натяжения Т,, при выходе заднего конца полосы из предыдущей клети и уменьшения заднего (между клетями 6 и Z ) межклетевого натяжения 4 при исчезновении натяжения в соседнем межклетевом промежутке между клетями d и 6 при выходе заднего конца полосы из клети d Использование при вычислении функциональным преобразователем необходимого корректирующего изменения дав917 10 еНН А Q:çíà÷åíèé натяжения полосы, зафиксированных непосредственно перед возникновением натяжения (заданное значение), исчезновением и изменением (измеренное значение) позволяет повысить точность определения а.И., поскольку дает возможность учесть поправки, вводимые в настройку стана технологическим персоналом и системами управления. Использование изобретения дает воэможность повысить точность прокатываемых полос при их производстве на непрерывных станах. Например, при прокатке цветных металлов на непрерывном стане 1000 применение данного устройства позволит существенно уменьшить разнотолщинность прокатываемых полос. Это дает возможность увеличить выпуск полосового металла повышенной точности на - 20, что соответствует зкономическому эффекту при объеме производства 200 тыс. т в год, прокатке полос повышенной точности 137 от объема производства и доплатах за повышенную точность 40 руб/т 200 тыс. руб в год. 1107917 1107917 Составитель Ю.Рыбьев Техред Т. Маточка Корректор Е.Сирохман Редактор И.Циткина Заказ 5813/8 Тираж 795 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", r.Óærîðoä, ул.Проектная, 4
