Устройство управления натяжением заготовок в многониточной непрерывной группе клетей мелкосортно-проволочного стана

 

Изобретение относится к автоматизации прокатного производства и может использоваться на многониточных непрерывных мелкосортно-проволочных станах. Цель изобретения - повышение качества проката , которая достигается введением новых блоков и функциональных связей, позволяющих автоматически получать информацию о количестве одновременно находящихся в калибрах каждой клети заготовок и о заполнении межклетевого промежутка заготовками . По полученным сведениям устройство вырабатывает задание вращающего момента для привода каждой клети, учитыва (О ющее переднее и заднее натяжения, а также момент свободной прокатки. Устройство под (Л держивает вращающий момент привода каждой клети на заданном уровне. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 В 21 В 37/00

OllHCAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3920592/22-02 (22) 02.07.85 (46) 15.12.86. Бюл. № 46 (71) Магнитогорский горно-металлургический институт им. Г. И. Носова и Магнитогорский металлургический комбинат им. В. И. Л енина (72) В, 3, Червяков, И. А. Селиванов, И. Л. Лебединский, А. С. Сарваров и И. С. Марков (53) 621.771.251:62-52(088.8) (56) Выдрин В. Н., Федосиенко А. С. Автоматизация прокатного производства. М.:

Металлургия, 1984, с. 419 †4.

Авторское свидетельство СССР № 942839, кл. В 21 В 37/00, 1980.

Авторское свидетельство СССР № 900901, кл. В 21 В 37/00, 1977. (54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ НАТЯЖЕНИЕМ ЗАГОТОВОК В МНОГОНИТОЧÄÄSUÄÄ 1276388

НОЙ НЕПРЕРЫВНОЙ ГРУППЕ КЛЕТЕЙ

МЕЛКОСОРТНО-ПРОВОЛОЧНОГО СТАНА (57) Изобретение относится к автоматизации прокатного производства и может использоваться на многониточных непрерывных мелкосортно-проволочных станах. Цель изобретения — повышение качества проката, которая достигается введением новых блоков и функциональных связей, позволяющих автоматически получать информацию о количестве одновременно находящихся в калибрах каждой клети заготовок и о заполнении межклетевого промежутка заготовками. По полученным сведениям устройство вырабатывает задание вращаюгцего момента для привода каждой клети, учитывающее переднее и заднее натяжения, а также момент свободной прокатки. Устройство поддерживает вращающий момент привода каждой клети на заданном уровне. 4 ил.

1276388

Изобретение относится к автоматизации прокатного производства и может быть использовано на многониточных непрерывных мслкосортно-проволочных станах, например па станах для производства катанки.

Цельк> изобретения является повышение

5 качества проката.

На фиг. 1 представлена функциональHBH схема устройства управления натяжением заготовок в многониточной непрерывной группе клетей мелкосортно-проволочного стана; на фиг. 2 -- функциональная схема блока анализа заполнения межклетевого промежутка; на фиг. 3 — функциональkkàH схема блока определения числа заготовок в валках клетей: на фиг. 4 функциональная схема измерителя момента прокатки.

Функциональная схема устройства для каждой клети содержит систему 1 управления электродвигателями 3 валков клетей 2, регулятор 4 момента, сумматор 5, измеритель 6 момента прокатки, задатчик 7 момента свободной прокатки, задатчик 8 момента переднего натяжения, блок 9 анализа заполнения межклетевого промежутка, блок

10 определения числа заготовок в валках клети, выход которого соединен с соответствующими входами блоков 9 анализа заполнения смежных межклетевых промежутков и задатчика 7 момента свободной прокатки данной клети, выход которого соединен с одним из входов сумматора 5 данной клети, другие входы которого соедине ы с выходами задатчиков 8 момента переднего натяжения предыдущей и последующей клетей соответственно, входы которых соединены с выходами блоков 9 анализа заполнения предыдущего и последуюkkkek.o ме>кклетевых промежутков, выход сумматора 5 соединен с входом регулятора 4 момента, другой вход которого соединен с выходом измерителя 6 момента прокатки данной клети, выход регулятора 4 момента соединен с входом системы 1 управления электродвигателя валков данной клети.

Блок 9 анализа заполнения межклетевого промежутка (фиг. 2) выполнен в виде и одинаковых по устройству схем 11 логико-временного анализа, где n — число ниток в непрерывной группе клетей (на фиг. 2 для определенности принято n=4). Каждая из схем 11 логико-временного анализа предназначена для обнаружения технологической ситуации одновременной прокатки заготовки в смежных клетях данного межклетевого промежутка по одной из ниток. В связи с этим устанавливается принадлежность каждой из схем ll логико-временного анализа одной из ниток путем совпадающей нумерации от до п ниток, принадлежащих им схем !1 логико-временного анализа и калибров валков смежных клетей данного межклетевого промежутка. Первый и второй входы каждой >-й схемы 11 логи10

55 ко-временного анализа, i= 1,...,n, предназначены для подачи на них соответственно сигналов х; и у; логической формы, принимающих значения логической единицы лишь при наличии. металла в -х калибрах валков соответственно предыдущей и последующей клетей данного межклетевого промежутка.

Цифровой индекс i входов и выхода каждой из схем 11 логико-временного анализа совпадает с ее номером. Совокупности первых и вторых входов и выходов всех схем

ll логико-временного анализа образуют иканальные соответственно первый и второй входы и выход блока 9 анализа заполнения межклетевого промежутка. Каждому из каналов первого и второго входов и выхода блока 9 анализа заполнения межклетевого промежутка присваивается номер

1, совпадающий с номером схемы 11 логиковременного анализа, первым и вторым входом и выходом которой они являются.

Каждая -я схема 11 логико-временного анализа, i = l,...,n, может быть выполнена в виде RS-триггера 12, выход которого является выходом данной схемы логико-временного анализа, вход сброса RS-триггера соединен с выходом логического элемента

l3 НЕ, а вход установки RS-три>" гера соединен с выходом логического элемента 14 И, соединенного своим первым входом с выходом формирователя 15 одиночного импульса, причем вход последнего является вторым входом данной схемы 11 логико-временного анализа, а второй вход логического элемента 14 И объединен с входом логического элемента 13 НЕ и является первым входом данной схемы логико-временного анализа.

При отсутствии металла в первом калибре валков предыдущей клети данного межклетевого промежутка сигнал xk на первом входе первой схемы 11 логико-временного анализа имеет значение логического нуля.

При этом сигналы на выходах логических сигналов 13 НЕ и 14 И соответственно имеют значение логических единицы и нуля, сигнал zk, на выходе RS òðèããåðà 12 первой схемы 11 логико-временного анализа имеет значение логического нуля. При заполнении металлом первого калибра предыдущей клети сигнал xk принимает значение логической единицы, сигнал на выходе логического элемента 13 НЕ принимает значение логического нуля, а сигнал на выходе логического элемента 14 И и сигнал zk на выходе RS-триггера 12 сохраняют значение логического нуля. После захвата заготовки в первом калибре валков последующей клети данного межклетевого промежутка создается ситуация одновременной прокатки заготовки в смежных клетях по первой нитке.

Возникновение этой ситуации сопровождается изменением значения сигнала gk на втором входе первой схемы 11 логико-временного анализа с логического нуля на логичес1276388 кую единицу. При этом на выходе формирователя 15 одиночного импульса формируется импульсный сигнал, равный по амплитуде значению логической единицы, что приводит к появлению сигналов логической единицы на выходах логического элемента

14 И и Ю-триггера 12. Сигнал z на выходе RS-триггера 12 сохраняет значение логической единицы до выброса заготовки из первого калибра валков предыдущей клети, после чего он принимает значение логи- 10 ческого нуля. Остальные 2,3,...,n-я) схемы 11 логико-временного анализа рабо-,ают аналогично. Таким образом, при выполнении предьявляемых требований к сигналам xi — x„ и gi — у„соответственно на первом и втором п-канальных входах блока 9 анализа запол15 нения межклетевого промежутка каждый из выходных сигналов z;, i=1,...,n, на его п-канальном выходе имеет логическую форму и принимает значение логической единицы лишь при одновременной прокатке одной и той же заготовки в i-х калибрах валков смежных клетей данного межклетевого промежутка. Требуемое функционирование формирователя 15 одиночного импульса обеспечивается его выполнением, например, в виде последовательно соединенных дифферен- 25 циатора, компаратора и одновибратора (не показаны).

Каждый из блоков 10 определения числа заготовок в валках клети в одном из вариантов выполнения (фиг. 3) содержит датчики 16 наличия металла в калибрах валков данной клети (на фиг. 3 принято п=4) . При установлении принадлежности каждого из датчиков 16 наличия металла одному из калибров и при их нумерации, совпадающей с принятой нумерацией калибров по указанной принадлежности, выход i-го датчика 16 наличия металла является -м каналом п-канального выхода блока 10 определения числа заготовок в валках клети.

Каждый i-й датчик 16 наличия металла может быть выполнен в виде фотодатчика 17 41) наличия заготовки перед клетью в -й нитке, соединенного своим выходом с входом элемента 18 задержки, выход которого является выходом i-го датчика !6 наличия металла. Фотодатчик 17 служит для обнаружения заготовки в i-й нитке перед клетью на небольшом расстоянии от последней.

С помощью элемента 18 задержки учитывается транспортное запаздывание, т. е. время перемещения переднего конца заготовки от момента обнаружения ее фотодатчиком 17 до захвата ее в i-и калибре валков. Сигналы на выходах фотодатчиков 17 и элемента 18 задержки в каждом из датчиков 16 наличия металла, а значит, и сигналы х,(у;) на каждом -м канале и-канального выхода блока 10 определения числа заготовок имеют логическую форму, причем сигнал х(у;) íà i-м канале выхода блока

10 определения числа заготовок в валках предыдущей (последующей) клети мсжклстсвого промежутка имеет значение логической единицы лишь при наличии заготовок в валках данной клети. Таким образом, устройство обеспечивает выполнение прсдьявлясмых тре бований к сигналам х(у,),iii l,...,n, на его п-канальном выходе.

Каждый из задатчиков 7 и 8 соответственно моментов свободной прокатки и переднего натяжения выполнен в виде суммирующего усилителя, выход которого является выходом задатчика. Суммирующий усилитель имеет п входов, образующих в совокупности п-канальный вход задатчнка. В устройстве принято. что f-й вход суммирующего усилителя является i-м каналом п-канального входа задатчика, i=1,...,и и каждый -й канал п-канального входа задатчика 8 момента переднего натяжения клети соединен с i-м каналом и-канального выхода блока 9 анализа заполнения мсжклетевого промежутка, следующего за данной клетью, а каждый -й канал п-канального входа задатчика 7 момента свободной прокатки данной клети соединен с -м каналом п-канального выхода блока 10 определения числа заготовок в валках этой клети. В таком случае сигнал Ug на выходе задатчика 8 момента переднего натяжения определится формулой:

Uq=nizi+...+à„z„, (1) где аь i= l,...,n. — коэффициент усиления по i-му входу суммирующего усилителя, и

2;, (=1,...,и — физическое значение сигнала на -м канале выхода блока 9 - анализа заполнения межклетевого промежутка.

В устройстве принято, что если логический сигнал z„ i=1,...,n, имеет значение логического нуля, то его физическое значение г; равно нулю. В противном случае каналы входа задатчика 8 момента переднего натяжения необходимо соединять с каналами выхода блока 9 анализа заполнения межклетевого промежутка через пороговые элементы (на фиг. нс показаны).

Настройка коэффициентов усиления я„

L=-1,...,п, по входам суммирующего усилителя может быть произведена прн одноннточной прокатке. При однониточной прокатке по i-й нитке, когда заготовка прокатывается одновременно в валках смежных клетей межклетевого промежутка, сигнал на i ì канале выхода блока 9 анализа заполнения этого межклетевого промежутка имеет значение логической единицы. В этой ситуации путем надлежащего выбора коэффициента усиления а,. добиваются выполнения равенства

С4=а, ; = КМ. . i = l,„,,п, (2) где М вЂ” заданное значение момента переднего натяжения для предыдущей клети данного межклетевого промежутка при однониточной прокатке; К вЂ” коэффициент пропорциональности. При таком выборе коэффициентов усиления а„ i=1....,и, при многониточной прокатке сигнал V;; на выходе задат1276388 чик» 8 момент» переднего нагяжс(ия ollрсл,1ится фopмх..loH

V() КиМнн,=КМн„, (8) где Hl — число заготовок, «рок»тываемых одновременно H ва,lках смежных клетей ланНОГО мсжк.1стсвОГО промсжу1 ка, 3 Мнн=

=тМ 1 — 33 !»kllloc значение момента переднего пати>кения (,.Ik(«рсдылу!цей клети д )нного ме>кклстсвого промежутка.

Лне(г!Оги II(o Осуществляется н3стрОика коэфф«цнентов усплс«ия по вхолам суммирующего усилителя. вы«оп«я(о(цего функции задатчика 7 i)oi(c(!T3 своболной прокатки, сигнал !Г на выходе которого формируется в таком c1) ч >lс и О формy . Ic

V,I — — КрМ 1 — — КМ.-, (4)

15 где р — число заготовок в валках клети, 3 М 1 и М вЂ” заданные значения момента свободной прокатки для данной клеTH cooTI3cTcTI3ckIkIo при од((ониточ(!ОЙ H МНогониточной прокатке.

Д1я к3ждой к.!cтl! kl(. прсрывной гр vппы, 2О кроме первой и последней, на второй вход сумматора 5 (фиг. 1) подается сигнал с выхода залатчика 9 момента переднего натя>кения для предыдущей клети. Из очевидного равенства моментов переднего и заднего н»тяже««H соответственно для прсдыдх щей и последующей клетей межклетевого промежу1ка вытекают следующие соотношения

М и н 1 = M 3 li (O)

М IIII: — М III, (6)

1/н= Кн,М. 1= КМ, (7) где М 1 и М. - заданные значения моЗО мента заднего натяжения для последующей

I<.1cTH соотвсTcl 13cll l(o IIPH од«Он иточной H >4«огониточной прокатке.

Зад»ННЫЕ ЗНан!СНИЯ Мнн(, Мнн(И Мни(MOментов переднего и заднего натя>кения и свободной прокатки при однониточной прокатке

35 определяются расчетным путем или эксперим ентал ь но.

Если непрерывная группа клетей не является первой по ходу прокатки в линии стан3, то «рокатка в первой клети данной 4Q непрерывной группы может осуществляться с задним натяжением. В таком случае на второй вход сумматора 5 первой клети (фиг. 1) должен подаваться < игнал Ц, определяемый формулой

V — — КМ., (8) 45 где M. — заданное значение момента заднего натяжения для первой клети. Сигнал может бьггь получен таким же образом, как и сигнал для любой клети, кроме последней, в рассматриваемой непрерывной группе. Таким образом, на вторые входы сумматоров 5 всех клетей, кроме последней, подаются сигналы, равные КМ )(,где

М: — заданное значение момента заднего натяжения лля соответствую(цей клети.

Измеритель 6 момента прокатки может быть выполнен в виде суммирующего усилителя !9 (фиг. 4), выход которого является выхолом измер((теля 6 момента прокатки, а неинвертируюший и инвертируюший входы соединены с выходами соответственно латчика 20 статического момента электропривола клети и источника 21 сигнала, пропорционального моменту холостого хода электропривода. Коэффициенты усиления по входам суммирующего усилителя 19 устанавливаются такими, что сигнал VI на выходе измерителя 6 момента прокатки пропорционален моменту прокатки в клети, которой принадлежит данный измеритель 6 момента прокатки.

Устройство (фиг. 1) работает следующим образом.

Блоки 10 определения числа заготовок в валках 2 всех клетей многониточной непрерывной группы формируют на своих выходах информаци!О о числе заготовок, прокатываемых в валках соответствующих к1Ртей. Эта информация поступает на входы задатчиков 7 моментов свободной прокатки тех же клетей, за исключением последней по ходу прокатки. На выходе каждого из задатчиков 7 момента свободной прокатки в клети формируется сигнал V), пропорциональный. согласно (4), заданному значению момента М свободной прокатки для данной клети, которое в свою очередь Ilpoпорционально числу р заготовок, прокатывасмых в валках этой клети в текущий момент времени, и заданному значению М. 1 момента свободной прокатки при однониточной прокатке. Сигнал V I подается на первый вход сумматора 5 данной клети.

На основе информации о заполнении металлом калибров валков предыдущей и последующей клетей межклетевого промежутка поступающеи соответственно на первыи и второй входы блока 9 анализа заполнения ланного межклетевого промежутка с выходов блоков !О определения числа заготовок в валках соответствующих клетей, на выходе блока 9 анализа заполнения межклетевого промежутка формируется информация о числе заготовок, прокатываемых одновременНо в смежных клетях данного межклетевого промежутка.

Информация о числе заготовок, прокатываемых одновременно в смежных клетях ме>кклетевого промежутка, поступает на вход задатчика 8 момента переднего натяжения для предыдущей клети данного межклетевого промежутка, формирующего на своем выходе сигнал (;, пропорциональный, согласно (3), заданному значению Мн момента переднего натяжения, которое в свою очередь пропорционально числу и заготовок, прокатываемых олновременно в смежных клетях и заданному значению М 1 момента переднего натяжения при однониточной Ilpoкатке. Сигнал V6 подается на третий вход сумматора 5 предыдущей клети данного ме>кклетевого промежутка, а также на второй вход сумматора 5 последующей клети, если она не последняя в непрерывной груп!

276388

15 пе. Последнее обусловле,io тем, что вторые входы сумматоров 5 всех клетей, кром« последней, предназначены для подачи kl3 IHx сигналов, пропорциональных заданному значению Мд„момента заднего натяжения, а сигнал Vq отвечает этому требованию, как это следует из (7) . Сигнал V, поступающий на второй вход сумматора 5 первой клети, пропорционален, согласно (8), заданному значению М.«момента заднего натяжения для этой клети. В случае, если прокатка в первой клети осуществляется без заднего натяжения, М =О и соответственно V,—,=О.

На выходе сумматора 5 каждой клети, кроме последней, формируется сигнал V>, определяемый формулой

Vz =КМ +КМ« — КМ =КМ в, (9) где М р — заданное значение момента прокатки в соответствующей клети.

Гигнал V, пропорциональный заданному значению момента прокатки в клети, пода«тся на первый вход технологического регулятора 4 данной клети (кроме последней) на в"орой вход которого поступает сигнал Vl, ропорциональный фактическому значению момента прокатки в этой клети, с выхода измерителя 6 момента прокатки.

Заданное значение М момента прокатки в клети формируется в зависимости от числа заготовок в валках данной клети и чисел заготовок, прокатываемых одновременно с натяжением в смежных клетях предыдущего и последующего по отношению к данной клети межклетевых промежутков, и, что характерно для мелкосор-но-проволочных станов, пропорционально заданной площади сечения проката на выходе из клети. С выхода регулятора 4 момента снимается сигнал Vk, воздействующий на систему управления электроприводом валков данной клети.

Увеличение сопротивления деформации металла, прокатываемого в данной клети, не являющейся последней, коэффициента трения и размеров проката на входе клети приводит к возрастанию момента прокатки в этой клети и его превышению над заданным значением. При этом па выходе регулятора 4 момента появляется сигнал

VU приводящий к уменьшению скорости вращения валков 2 рассматриваемой клети и повышению переднего натяжения в следующем за этой клетью межклетевом промежутке, что уменьшает разнотолщинность про ката на выходе данной клети. В предыдущих и последующих клетях, кроме последней по ходу прокатки, также осущ«ствляется регулирование момента прокатки, благодаря чему в межклетевых иром«жутках, предшествующих данной клети, атяженпе сохраняется, а в последуюгцих межклетевых промежутках натяжение увеличивается с последовательныM Во времени переходом к последнему межклетевому промежутку, что

35 0

55 приводит к уменьшению разнотолгцинности проката на выходе непрерывной группЫ клетей. П овы ш си и «точности поддержания натяжения в межкл«тевых промежутках, предшествуk0UkHx рассматриваемой клети, может быть осуществлено известным способом путем соединения выхода регулятора 4 момента этой клети с дополнительными входами (на фиг. 1 не показаны) систем управл«ни я электропри водам и предыдуklllkx по ходу прокатки клетей.

Предлагаемое устройство обладает более широким функциональными возможностями по сравнению с прототипом, так как может быть прим«Håно как в однониточных, так и в многониточных группах клетей м«лкосортно-проволочных станов.

Расширение функциональных возможностей достига«тся благодаря дополнительному введению в устройство блоков анализа заполнения межклетевых промежутков, блоков определения числа заготовок в валках клетей и измерителей момента прокатки и их связям, а также благодаря предложенной конструкции блоков анализа заполнения межклетевых промежутков и задатчиков моментов свободной прокатки и переднего натяжения. Применение предложенного устройства в многониточной непрерывной группе клетей мелкосортно-проволочного стана позволяет повысить качество проката за счет уменьшения его разнотолщинности на выходе этой группы клетей.

Уменьшение разнотолщинности проката на выходе непрерывной группы клетей обусловлено принципом работы предложенного устройства и достигается благодаря стабилизации момента прокатки во всех клетях н«прерывной группы, кроме последней по ходу прокатки, на уровне заданных значений, устанавливаемых в зависимости от заданных размеров поперечного сечения проката на выходах этих клетей, числа прокатываемых в них заготовок и числа заготовок, прокатываемых одновременно в данной и последующей клетях. Стабилизация моментов прокатки на автоматически устанавливаемых уровнях во всех клетях, кром« последней

kko ходу прокатки, приводит к тому, что разнотолщинность подката и заготовок на выходах каждой из этих клетей уменьшается при прокатке в последующпx клетяx непрерывной группы за счет соответствуkoщего изменения натяжения заготовок в м«жклетевых промежутках.

Уменьшение разнотолщинности проката на выходе непрерывной многониточной группы клетей приводит к повышению качества готового проката и позволяет увеличить выпуск проката с разм«рами сеч«ния в поле минусовых допусков. Экономический эффект будет состоять в сокрап)«нии выхода вторых сортов готового проката и экономии металла.

1276388

Формула изобретения

Устройство управления натяжением заготовок в многониточной непрерывной группе клетей мелкосортно-проволочного стана, содержащее для каждой клети систему управления электроприводом валков и для каждой клети, кроме последней по ходу прокатки, регулятор момента, выход которого соединен с входом системы управления электроприводом валков этой же клети, а его первый вход соединен с выходом сумматора, первый вход которого соединен с выходом задатчика момента свободной прокатки для данной клети, а второй вход— с выходом задатчика момента переднего натяжения для данной клети, отличающееся тем, что, с целью повышения качества проката, оно снабжено блоками определения числа заготовок в валках всех клетей, Направление лронагпни блоками анализа заполнения всех межклетевых промежутков и для каждой клети, кроме последней по ходу прокатки, измерителем момента прокатки, причем первый и второй входы каждого блока анализа заполнения межклетевого промежутка соединены с выходами блоков определения числа заготовок в валках соответственно предыдущей и последующей клетей, а его выход соединен с входом задатчика момента пе-! О реднего натяжения для предыдущей клети данного межклетевого промежутка, выход которого соединен с третьим входом сумматора этой же клети и с вторым входом сумматора последующей клети, выход блока определения числа заготовок в валках клети

15 соединен также с входом задатчика момента свободной прокатки, а выход измерителя момента прокатки соединен с вторым входом регулятора момента этой клети.

1276388

1276388

Редактор A. Долинин

Заказ 6613/6

Составитель А. Сергеев

Техред И. Верес Корректор И. Эрдейи

Тираж 518 Подписное

ВНИИПИ Гасударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4