Устройство для регулирования размеров проката на проволочном прокатном стане

 

Изобретение относится к регулирующим устройствам в прокатном производстве и может быть использовано на проволочных прокатных станах, работающих с натяжением металла в межклетевом промежутке чистовой группы клетей. Цель изобретения - повышение качества проката путем повышения точности размеров готового проката. С изменением технологических условий прокатки в очаге деформации первой клети, приводящих к изменению размеров проката, происходит изменение межклетевого натяжения по величине и знаку, направленное на стабилизацию выходных размеров проката. При этом степень изменения натяжения при изменении технологических условий прокатки благодаря блоку управления и двум управляемым пропорциональным звеньям при прокатке различных марок стали различна, что обеспечивает повышение точности размеров готового проката различных марок стали. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51) 5 В 21 В 37/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ пО изОБРетекиям и ОткР41тиям

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4406196/23-02 (22) 07,04.88 (46) 07.01.90. Бюл. (71) Магнитогорский горно-металлургический институт им. Г.И.Носова (72) И.А.Селиванов, С.И.Лукьянов

И.Л.Лебединский и А.С.Сарваров (53) 621.771.251:62-52(088 ° 8) (56) Авторское свидетельство. СССР

1 942839, кл. B 21 В 37/00, 1980

Авторское свидетельство СССР

N 900901, кл. В 21 В 37/00, 1977. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ

РАЗМЕРОВ ПРОКАТА НА ПРОВОЛОЧНОМ ПРОКАТНОМ СТАНЕ (57) Изобретение относится к .регулирующим устройствам в прокатном производстве и может быть использовано на проволочных прокатных станах, работаюИзобретение относится к регулирую" щим устройствам s прокатном производстве и может быть использовано на проволочных прокатных станах, работающих с натяжением металла в межклетьевом промежутке чистовой группы клетей.

Цель изобретения -. повышение качества проката путем повышения точности размеров готового проката.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства регулирования размеров проката на проволочном прокатном стане; на фиг: 2 - схема блока управления; на фиг. 3 - схема управляемого пропорционального звена.

2 щих с натяжением металла в межклетьевом промежутке чистовой группы клетей.

Цель изобретения - повышение качества проката путем повышения точности размеров готового проката. С изменением технологических условий прокатки в очаге деформации первой клети, приводящих к изменению размеров проката, происходит изменение межклетьевого натяжения по величине и знаку, направленное на стабилизацию выходных размеров проката. При этом степень изменения натяжения при изменении технологических условий прокатки благодаря блоку управления и двум управляемым пропорциональным звеньям при прокатке различных марок стали различна, что обеспечивает повышение точности размеров готового проката различных марок стали. 3 ил.

Устройство (фиг. 1) содержит системы 1 регулирования скорости каждой клети, электрически соединенные с электродвигателями 2 клетей и датчиками 3 тока якоря, выход каждого из которых соединен с первыми входами сумматора 4, вторые входы которых соединены с выходами задатчиков 5 тока свободной прокатки, а третьи - через апе. риодические звенья 6 с выходом задатчика 7 интенсивности. Выход сумматора

4 первой клети соединен с входом первого управляемого усилителя 8, выход которого соединен с вторым входом ПИрегулятора 9, третий вход которого

1533795

Суммарное входное напряжение П

ПИ-регулятора 9 рассчитывается по уравнению

I соединен с выходом второго управляемого усилителя 8; вход которого соединен с задатчиком 16 тока межклетьевого натяжения, а первый вход ПИ-регулятора 9 соединен с выходом сумматоS ра 4 второй клети, управляющие входы управляемых усилителей 8 соединены с выходом блока 11 управления.

Блок 11 управления (фиг; 2) содер- 10 жит источник 12 питания, выход которого соединен с входами ш ключей 13, выходы которых .соединены с входами дешифратора 14, и выходов которого соединены с входом управляемого усилите- 1

5 ля 8.

Управляемый усилитель 8 (фиг. 3) содержит п управляемых ключей 15, информационные входы которых соединены с выходом сумматора 4 первой клети для первого управляемого усилителя 8 и выходом задатчика 10 тока межклетьевого натяжения для второго управляемого усилителя, управляющие входы управляемых ключей 15 соединены с выходами блока 11 управления, а выходы — с входами суммирующего усилителя 16, выход которого соединен с входом ПИрегулятора 9. устройство регулирования размер 30 проката на проволочном прокатном стане работает следующим образом.

Для полного тока первой клети справедливо уравнение

35 где I — текущее значение полного тока двигателя первой клети; ток свободной статической прокатки, обусловленный конкретными технологическими па-40 раметрами прокатки (относительное обжатие, жесткость клети, коэффициент трения; температура проката и т.д.);

1 ян — динамический ток двигателя 45 первой клети;

Х „((— ток, обусловленный наличием ( псреднего натяжения;

А?(— изменение тока двигателя, обусловленного изменением технологических условий прокатки (коэффициент трения, температура проката, разно.толщинность и т,д.).

Ua< { (сь(Дин() (% (. t f

{2) входные коэффициенты

ПИ-регулятора 9 соответственно по первому, второму и третьему входам; коэффициент передачи первого управляемого усилителя; коэффициент передачи второго управляемого усилителя; ток задания межклетьевого 1-2 натяжения;

К(Т- иL s

rp.e K,., 4 K зК

)(2

Ióà Ia се диц составляющая полного тока двигателя второй клети, обусловленная наличием заднего натяжения (вычисляется на сумматоре 4 второй клети); текущее значение полного тока двигателя второй клети; ток свободной статической прокатки двигателя второй клети; динамический ток двигателя второй клети. рияд

Из уравнения (1) Токи I H(и I>„ характеризуют одну и ту же величину — межклетьевое натяжение, поэтому он (ън (2 (4)

Подставив уравнения (3) и (4) в уравнение (2) и с учетом того, что в статическом режиме 0 „=0, получим

+ b,I, K(K +II(I K)-I(q {К(К +

+Кз)

Отсюда, ток I(z межклетьевого натяжения, соответствующий величине межклетьевого натяжения, можно опреде" лить из уравнения

I =I

К5 K(К4 — — — — (-И вЂ” — — --. (5)

К4 К(К(КФ КЗ

Из уравнения (5) следует, что межклетьевое натяжение зависит от величины тока I (задания межклетьевого натяжения и от величины тока 61, обусловленного изменением технологических условий прокатки. Причем, изменяя величину коэффициента К, можно изменять степень изменения тока I(z меж1533795 л клетьевого натяжения, а соответственно и межклетьевого натяжения в Функции изменения тока h,I.

В исходном состоянии при прокатке определенной марки стали на одном из выходов блока 11 управления, соответствующем прокатываемой марке стали, установлена логическая "1", которая поступает на управляющие входы управ- 10 ляемых усилителей о, под действием чего коэффициенты передачи К4 и К этих усилителей однозначно соответствуют номеру выхода блока 11 управления, на котором установлена "1". На 15 выходах задатчиков 5 токов свободной прокатки двигателей первой I,, и второй Е,в клетей. На выходах апериодических звеньев 6 установлены напряжения, соответствующие значениям динами- 20 ческих токов I двигателей первой и второй I< клетей. На выходах датчиков 3 якорных токов установлены напряжения, соответствующие текущим значениям полного тока двигателей первой 25

I и второй Iq клетей. На выходе задатчика lO тока межклетьевого натяжения установлено напряжение, соответствующее величине тока задания межклетьевого натяжения Е>, . При отсут- 30 ствии изменений технологических условий прокатки ток Е =О, поэтому на выходе сумматора 4 первой клети установлено напряжение, соответствующее величине тока Е дн, обусловленного 35 величиной переднего натяжения. На выходе сумматора 4 второй клети установлено напряжение, соответствующее величине тока I>„, обусловленного величиной заднего для второй клети натя- 40 жения. С учетом этого, согласно уравнению (5) и с учетом уравнения (4) на входе ПИ-регулятора 9 посредством воздействия напряжения с выхода ПИ-регулятора 9 на систему 1 регулирования 4 скорости второй клети и соответственное изменение скорости второй клети поддерживается равенство

KC к5

Е 2.

У K, K +K 50, Из этого уравнения видно, что величина I,, однозначно соответствующая натяжению в межклетьевом промежутке, определяется величиной тока

Э.З задания межклетьевого йатяжения Е 1, неизменный уровень которого установлен на выходе задатчика 10 тока межклетьевого натяжения, и величиной

Ка Ке коэффициента К=-----«--. При этом

К, К +К величина коэффициента К с помощью изменяемых коэффициентов К> и К -по5 добрана такой, чтобы уровень задания . на ток I,z межклетьевого натяжения на

К< к5 входе ПИ-регулятора I1,» — — — — со12 К, КФ+К ответствовал необходимому для данной марки стали уровню межклетьевого натяжения. В этом случае ПИ-регулятор

9, воздействуя .через систему 1 регулирования второй клети на скорость второй клети, поддерживает натяжение в межклетьевом промежутке на заданном и соответствующем величине задак2.Кс ния Е., -- —,— =- уровне.

K K<+K>

При изменении технологических условий прокатки появляется ток1 ЕЕ, .

Появление этого тока согласно уравнению (5) вызывает изменение задания на ток Е, межклетьевого натяжения

К Кл. на величину f b I — — — — —, что через

К К +К

ПИ-регулятор 9 и систему 1 регулиро" вания скорости второй клети приводит к пропорциональному изменению межклетьевого натяжения. При этом сте- .-. пень изменения межклетьевого натяжения и, следовательно, тока Ел при изменении составляющей тока дЕ, однозначно задана вепичиной коэффициента

Кл Кл.. и соответствует требуемой

К 4 КФ+К для данной марки стали.

Таким образом, при изменении технологических условий прокатки изменяется ток KI,, что приводит к пропорциональному и соответствующему данной марки стали и технологическим параметрам прокатки изменению межклетьевого натяжения. При этом ПИ-регулятор 9 настроен так, что при изменении технологмческих условий прокатки, сопровождающихся увеличением размеров на выходе из первой клети, происходит увеличение межклетьевого натяжения и наоборот, в результате чего на выходе из второй клети повышается точность размеров готового проката, повышается сортность и качество проката.

При изменении марки стали перед прокаткой первой заготовки путем воздействия на блок 11 управления меняется номер выхода блока 11 управления, на котором установлена логическая "1"..

Под действием этого происходит авто1533795 матическое изменение коэффициентов К и К передачи соответственно первого и второго управляемых пропорциональных звеньев. В дальнейшем устройство работает также, что и при прокатке

5 предыдущей марки стали с той лишь разницей, что при изменении коэффициента К автоматически устанавливается необходимая для данной марки стали степень изменения натяжения в межклетьевом промежутке при изменении тока

Блок 8 управления работает следующим образом.

В исходном состоянии напряжение на выходе источника 12 питания соответствует логической "1", все m ключей 13 разомкнуты и на их выходах установле- 25 ны напряжения, соответствующие. логическому "0", под действием чего на всех и выходах дешифратора 14 установлены также логические "0", Перед прокаткой очередной марки 30 стали с определенными технологическими параметрами прокатки замыкаются один или несколько ключей 13 напряжение с выхода источника 12 питания поступает на выходы замкнутых ключей 13, на соответствующих входах дешифратора 14 появляются напряжения, соответствующие логической "1", и на одном из и выходов дешифратора 14, однозначно соответствующем кобминации 40 логических "1" на входе., появляется напряжение, соответствующее логической "1".

При изменении марки стали или технологических параметров прокатки ком- 4 бинация замкнутых ключей 13 изменяется и на соответствующем выходе дешифратора 14 появляется логическая "! .

Таким образом, с изменением марки стали или технологических параметров прокатки с помощью изменения комбинации замкнутых ключей 13 изменяется номер выхода дешифратора 14, на котором появляется напряжение, соответствующее логической "1".

Управляемый усилитель 8 работает следующим образом.

В исходном состоянии на выходе блока 11 управления установлены напряжения, соответствующие логическому "0", ключи 15 разомкнуты, а напряжение с входа управляемого усилителя 8 не поступает на вход усилителя 17 и на выходе управляемого усилителя 8 установлено нулевое напряжение.

Перед прокаткой очередной марки стали на одном из выходов блока 11 управления устанавливается логическая "1", которая поступает на управляющий вход соответствующего по номеру ключа 15, который замыкается, напряжение с входа управляемого усилителя 8 поступает на вход усилителя 16 и на его выходе появляется напряжение. При этом коэффициент К передачи усилителя 16 равен к=.р /к;, где Р, - величина сопротивления в цепи обратной связи усилителя;

R - величина i ãî входного со" противления, причем номер i соответствует номеру замкнутого ключа 15 и лежит в пределах от i=O до i=n

При изменении марки стали или технологических параметров прокатки изменяется номер выхода блока 11 управления, на котором появляется логическая "1". На выходе же с номером, соответствующим предыдущему случаю прокатки, появляется логический "0". При этом ключ 15 с номером, соответствующим номеру предыдущей прокатки, размыкается, а ключ 15, номер которого соответствует номеру выхода блока ll управления, на котором появилась логическая "1", замыкается и напряжение на входе управляемого усилителя 8 теперь поступает на вход усилителя 16, на его выходе появляется сигнал, соответствующий новому коэффициенту усиления усилителя 8.

Таким образом, с изменением номера выхода блока 11 управления, на котором появляется логическая "1", что соот.ветствует изменению марки стали или технологических параметров прокатки, происходит изменение коэффициента передачи управляемого усилителя 8.

Формула изобретения

Устройство для регулирования размеров проката на проволочном прокатном стане, из двух клетей, содержащее две системы регулирования скорости клети, 9 1533795 10 клеща два датчика тока якоря двигателей клетей, ПИ-регулятор, два эадатчика тока свободной прокатки, задатчик тока межклетьевого натяжения задатчик интен5 сивности, два апериодических звена, два сумматора, причем первый, второй и третий входы каждого сумматора сое динены с выходами датчика тока якоря двигателя соответствующей клети, задатчика тока свободной прокатки и через апериодическое звено - с выходом задатчика интенсивности, выход сумматора второй клети соединен с первым входом ПИ-регулятора, выход которого соединен с входом системы регулирования скорости второй клети, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности размеров готового проката, оно снабжено двумя управляемыми усилителями и блоком управления, выход которого соединен с управляющими входами управляемых усилителей, вход первого управляемого усилителя соединен с выходом сумматора первой клети, а выход - с вторым входом ПИрегулятора, вход второго управляемого усилителя соединен с выходом задатчика тока межклетьевого натяжения, а выход - с третьим входом ПИ-регулятора.

1533795

L a

Составитель й.Сергеев

Техред H.äèäûê Корректор Т.Малец.Редактор В.Бугренкова

Заказ 9 Тираж 403 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Рэушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r..ужгород, ул. Гагарина,101