Устройство для регулирования межвалкового зазора клети прокатного стана

 

Изобретение касается обработки металлов давлением. Использование: станы холодной прокатки листов с системой гидрораспора. Сущность изобретения: устройство содержит гидроцилиндры распора клети (1), подушки (2) прокатных валков, регулируемый источник давления (3), магистраль (4) датчик наличия листа (5), блок задания начальной ленты листа (6), блок задания длин участков листа (7), блок пороговых элементов (8), блок задания давления

союз советских социАлистических

РЕСПУБЛИК (19) (11) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4879975/27 (22) 05.11.90 (46) 23.09.92. Бюл. М 35 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт ме. таллургического машиностроения им.А.И,Целикова (72) В.П.Механик, С,M.Òîïàëåð, Э.Я.Классен, В.П.Яланский, А.Д.Елишевич. В.В.Домикеев, Ю,В,Любимов и Л,А,Лившиц (56) Авторское свидетельство СССР

М 978964, кл, В 21 В 37/14, 1981.

Авторское свидетельство СССР

М 1271603, кл. В 21 В 37/14, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ

МЕЖВАЛКОВОГО 3А30РА КЛЕТИ ПPOКАТНОГО СТАНА (57) Изобретение касается обработки металлов давлением. Использование: станы холодной прокатки листов с системой гидрораспора. Сущность изобретения: устройство содержит гидроцилиндры распора клети (1), подушки (2) прокатных валков, регулируемый источник давления (3), магистраль (4) датчик наличия листа (5), блок задания начальной ленты листа (6), блок задания длин участков листа (7), блок пороговых элементов (8), блок задания давления (10), блок коммутаций (9), импульсный датчик перемещений (11), датчик давления (12), электрогидравлический усилитель (23), блок управления (5); схема сравнения (15), управляемый вентиль (14) и два блока счета импульсов (16,17), 10-9 — 15 — 3 — 1, 4-12 — 15, 6-16-8-9, 7-8, 11-14-17-8, 14-16, 14-17, 5 — 13 — 8, 13 — 16, t3-17. 1 з,п.ф-лы, 3 ил, 1763063

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, и может быть использовано на станах холодной прокатки с поштучной задачей листов.

Известно устройство для регулирования межвалкового зазора (см.авт.св. %

978964, кл. В 21 В 37/14, 1981), содержащее гидроцилиндры распора клети, установленные между подушками прокатных валков, регулируемый источник давления жидкости, соединенный магистралью с гидроцилиндрами распора клети, ключ выбора режима дополнительного обжатия концов полосы, датчик наличия металла перед клетью, реле времени и задатчик времени, при этом выход датчика наличия металла в клети и выход датчика наличия металла перед клетью соединены соответственно с первым и вторым входами ключа выбора режима допол20 кительного обжатия концов полосы, выход блока задания давления жидкости и первый выход ключа выбора режима соединены соответственно с первым и вторым входами регулируемого источника давления жидко25 сти, первый и второй входы реле времени соединены соответственно с задатчиками времени и вторым выходом ключа выбора режима дополнительного обжатия полосы, а выход реле времени соединен с третьим входом регулируемого источника давления жидкости.

Известное устройство повышает точность прокатки путем дополнительного обжатия утолщенных переднего и заднего участков полосы при горячей прокатке на непрерывном стане.

Однако оно не может быть использовано на станах холодной прокатки с поштучной подачей листов, поскольку профиль

40 листов в этом случае существенно отличается от продольного профиля полосы при горячей прокатке на непрерывном стане.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является выбранное в качестве прототипа устройство для регуливалков, регулируемый источник давления жидкости, соединенный магистралью с гидроцилиндрами распора клети, датчик наличия металла в клети, блок задания давления жидкости, датчик скорости прокатки, интегратор, три блока деления, два пороговых элемента, два блока вычитания,. блок задания длины листа, блок задания длины участков листа, переключатель, четыре блока умножения, два инвертора и сумматор, причем вход интегратора соединен с датчиком

50 рования межвалкового зазора (см.авт.св, %

1271603, кл. В 21 В 37/14, 1985). содержа-. щее гидроцилиндры распора клети, установленные между подушками прокатных скорости прокатки, выход интегратора соединен с первым входом первого блока деления, второй вход которого соединен с выходом блока задания длины листа, выход первого блока деления соединен с первым входом первого порогового элемента, первым входом второго порогового элемента и информационным входом переключателя, первый выход блока задания длины участков листа соединен со вторым входом первого порогового элемента и первым входом второго блока деления, второй выход блока задания длины участков листа соединен со вторым входом второго порогового элемента и первым входом третьего блока деления, первый управляющий вход переключателя соединен с выходом первого порогового элемента, второй управляющий вход переключателя соединен с выходом второго порогового элемента, первый и второй выходы переключателя соединены с входами первого и второго инвертора, а третий и четвертый вь ходы переключателя соединены с первыми входамй третьего и четвертого блоков умножения, пятый выход переключателя соединен с первым управляющим входом интегратора, второй управляющий вход которого соединен с датчиком наличия металла в клети, выход сумматора соединен с выходом регулируемого источника давления жидкости.

Серьезным недостатком прототипа является то, что в нем не учитывается удлинение листа вследствие обжатия при прокатке, а это отрицательно сказывается на качество листа, Цель изобретения — улучшение качества листа и увеличение выхода годного путем контроля длины листа и автоматической коррекции программы.

Для достижения указанной цели устройство для регулирования межвалкового зазора клети прокатного стана, содержащее гидроцилиндры распора клети, установленные между подушками прокатных валков, регулируемый источник давления, соединенный магистралью с гидроцилиндром распора клети, датчик наличия листа, блок задания начального длины листа, блок задания длины участка листа, блок задания давлений и пороговые элементы, снабжено датчиком перемещений, механически связанным с валками клети прокатного стана, датчиком давления, подключенным к магистрали гидроцилиндров распора клети, блоком управления, управляемым вентилем, схемой сравнения, блоком пороговых элементов, выполненным в виде двух групп пороговых элементов, каждая из которых имеет информационный вход и входы эада1763063

40

45 ния, блок коммутации, имеющим входы управления, задания и блокировки переключения, и двумя блоками счета импульсов-сумматором и вычитателем, имеющими каждый счетный вход, вход установки нуля, вход параллельной передачи информации и вход синхронизации: выход блока задания начальной длины листа соединен с входом блока счета импульсов — сумматора, выход которого соединен с входом блока счета импульсов — вычитателя и информационным входом первой группы пороговых элементов, а выход блока счета импульсов вычитателя с информационным входом второй группы пороговых элементов, выход импульсного датчика перемещений соединен через управляемый вентиль со счетными входами блока счета импульсоа-сумматора и блока счета импульсов вычитателя, выходы блока задания длин участков листа соединены с входами задания блока пороговых элементов, выходы которого соединены с входами управления блока коммутации, входы задания блока коммутации соединены с выходами блока задания давлений, вход блока управления соединен с выходом датчика налйчия листа, первый выход блока управления соединен с управляющим входом управляемого вентиля и входом блокировки переключения блока коммутации, второй, третий и четвертый выходы — соответственно с входом установки нуля блока

Счета импульсов — сумматора, с входами синхронизации и установки нуля блока счета импульсов — вычитателя, выход коммутатора соединен с одним иэ двух входов схемы сравнения, второй вход которой подсоединен к выходу датчика давления, а выход — к входу управления регулируемого источника давления. Регулируемый источник давления выполнен в виде насосно — аккумуляторной станции, подключенной через злектрогидравлический усилитель к своему выходу.

Подкатом для изготовления холоднокатаного листа обычно служит горячекатаный лист, имеющий утонения по краям поперечного профиля. При поперечной прокатке на одноклетьевом стане холодной прокатки поперечный профиль горячекатаного листа является исходным продольным профилем заготовки, что отрицательно сказывается на качестве холоднокатаного листа. Кроме того, имеет место дополнительного утонения переднего и заднего концов листа, связанное с так называемым краевым эффектом.

Известное устройство — прототип обеспечивает программный сброс и подъем давления в гидроцилиндрах распора, т.е. позволяет нужным образом менять усилие прокатки по длине листа, однако оно не учитывает удлинение листа вследствие его обжатия и не обеспечивает коррекции программы. Использование в предложенном устройстве двух блоков счета импульсов — сумматора и вычитателя, двух групп пороговых элементов, блока управления, блока коммутации, схемы сравнения, датчика перемещений и датчика давления, соединенных соответствующим образом, позволяет измерить при проходе листа через валки его фактическую длину и произвести коррекцию программы перед началом прокатки следующего листа, что весьма существенно для повышения качества листа, и, в особенности. его заднего конца.

Яа фиг, 1 — структурная схема устройства; на фиг, 2 — структурная схема блока управления и сигналы на его выходах; на фиг.

3 — схема сопряжения, поясняющая работу программной части устройства.

Устройство содержит гидроцилиндры 1 распора клети, установленные между подушками 2 прокатных валков, регулируемый источник давления 3, соединенный магистралью 4 с гидроцилиндрами 1 распора клети, датчик 5 наличия листа, блок 6 задания начальной длины листа, блок 7 задания длин участков листа, выходы которого соединены с входами задания блока 8 пороговых элементов, блок 9 коммутации, входы которого соединены с выходами блока 8 пороговых элементов и выходами блока 10 задания давлений. датчик 11 перемещений с импульсным выходом, механически связанный с валками клети прокатного стана, датчик давления 12, подключенный к магистрали 4 гидроцилиндров 1 распора клети, блок 13 управления, управляемый вентиль 14, схему сравнения 15, блок 16 счета импульсов— сумматор и блок 17 счета импульсов — вычитатель, Блоки 16,17 имеют каждый соответственно счетный вход "+1" и "-1", вход установки нуля "0", вход синхронизации "С" и вход параллельной передачи информации (каждая линия. выделенная на чертеже толстой чертой условно изображает группу связей, обеспечивающих передачу произвольного числа в аиде кода через соответствующий вход и выход).

Блок 16 регистрирует длину прокатанной части листа.

После прокатки листа содержимое блока 16 соответствует длине листа с учетом его обжатия. B момент прокатки следующего листа содержимое блока 16 переписывается в блок 17 и используется как база для отсчета длины непрокатаной части листа, отмеряемой от заднего конца. Каждый иэ блоков

16,17 содержит счетчик импульсов и схему

1763063 ограничения, исключающую переполнение счетчика при прямом и соответственно при обратном счете.

Блок 6 предназначен для задания начальной длины листа, и выполнен в виде кодового переключателя, обеспечивающего преобразование числа из десятичного вида в двоично-десятичный код.

Блок 7 (см.фиг.1.3) предназначен для заДания длин учаСтков листа, и состоит из кодовых переключателей 7-1...7-6. Блок 7 выполнен в виде двух групп 18 и 19. Переключатели 7-1...7-3 образуют группу 18, переключатели 7-4,Л-6 образуют группу 19.

При этом группа 18 обеспечивает задание длин участков листа, отмеряемых от переднего конца, а группа 19 обесйечивает задаwe длин участков, отмеряемых от заднего конца.

Блок 8 пороговых элементов обеспечивает при прокатке формирование дискретных управляющих сигналов на своих вЫходах в соответствии С программой прокатки. Блок 8 состоит из цифровых компара° торов 8-1...8-6. Блок 8 выполнен в виде двух групп 20 и 21, Компараторы 8-1...8-3 образуют группу 20, а компараторы 8-4..;8-6 образуют группу 21, каждая из которых имеет несколько входов задания (по числу компараторов) и один информационный вход.

Сигнал управления появляется при прокатке последовательно нэ каждом из выхо- дов группы 20 пороговых элементов по мере того, какая длина прокатанной части листа, отмеряемая от переднего конца, становится больша соответствующей заданной длины, На выходах группы 21 пороговых weментов сигналы управления появляются по мере того, как длина непрокатаной части листа, отмеряемая от эаднегО конца, становйтся меньше заданной длины.

Блок 9 коммутации состоит из управляемых вентилей 30-1...30 — 5, управляемых аналоговых ключей 31-1...31-6, схем 32 1.;,32-5, выполняющих логическое сложение и инвертирование, схемы 33, (выполняющих логическое сложение и инвертирование, схемы 33) выполняющей логическое сложение, и инверторов 34,35.

Блок 9 имеет входы управления, на которые поступают дискретные сигналы, входы задания, на которые поступают аналоговые сигналы. и вход блокировки "BL". на кото рый подается дискретный сигнал.

Блок 9 обеспечивает в зависимости от

СОстояйия входов управления подключение к своему выходу только одного из входов. задания, Блок 10 обеспечивает задание давлений на последовательных участках длины листа, Блок 10 состоит из потенциометра

10-1...10-6. Движок каждого нотенциометра соединен с соответствующим выходом блока. Блок 13 управления (см.фиг,1,2) обеспечивает формирование сигналов, управля5 ющих работой блоков 16,17. Блок 13 состоит из инвертора 24 элементов 25...27 задержки времени и одновибраторов 28,29, каждый из которых формирует импульс при соответствующем перепаде входного сигнала. При

10 появлении сигнала (положительного потенциала) на входе блока 13 íà его выходах последовательно формируются сигналы, управляющие работой блоков 16,17. Времена задержек времени должны удовлетворять

15 условию: t« 2 < тз, Регулируемый источник давления 3 выполнен в виде насосно-аккумуляторной станции 22, подключенной через электрогидравлический усилитель 23 и магистраль

20 4 к гидроцилиндрам 1 распора клети.

Выход блока 6 соединен с входом параллельной передачи информации блока 16, выход которого соединен с входом параллельной передачи информации блока 17 и

25 информационным входом группы 20 пороговых элементов.

Выход блока 17 соединен с информационным входом группы 21 пороговых элементов. Выходы групп 18,19 соединены

30 соответственно с входами задания групп

20,21. Выход датчика 11 перемещений соединен через управляемый вентиль 14 со счетным входом "+1" блока 16 и со счетным входом "-1" блока 17, Выход датчика 5 нали35 чия листа соединен с входом блока 13 управления. Первый выход блока 13 соединен с одним из двух входов управляемого вентиля

14, и входом блокировки блока 9, а остальные выходы соответственно соединены с

40 входом "0" блока 16, с входом "C" и "0" блока

17.

Выходы групп 20, 21 пороговых элементов и выходы блока 10 задания давлений соединены соответственно с входами уп46 равления и входами задания блока 9. Выход блока 9 соединен с одним из входов схемы сравнения 15, второй вход которой подключен к выходу датчика давления 12. а выход —. к входу управления регулируемого источни50 ка давления 3. При прокатке листа на выходе схемы сравнения 15 вырабать1вается аналоговый сигнал, пропорциональный разности заданного по программе фактического давления в гидроцилиндрах 1, который

65 обеспечивает управление злектрогидроусилителем 23, Блоки 8,9,13,16,17 и управляемый вентиль 14 обеспечивают управление давлением в гидроцилиндрах 1 по программе, заложенной в блоках 6,7,10, в соответст1763063

10 вии с информацией, поступающей с датчика

5 наличия листа и датчика 11 переМещений.

Перед началом прокатки с помощью блока 6задается начальная длина листа(или расчетная длина, учитывающая возможное обжатие). С помощью блока 7 задаются длины участков листа, отмеряемые от переднего и соответственно от заднего концов листа, С помощью блока 10 задаются давления на участках прокатки, Так как при поперечной прокатке на холоднопрокатном стане исходный лист обычно имеет профиль с утонениями на концах, то для устранения разнотолщинности давление в гидроцилиндрах 1 сначала сбрасывается по заданной программе от переднего конца до середины листа, а затем вновь поднимается до максимального значения у заданного конца листа.

При этом усилие обжатия по краям листа . будет минимальным, а в середине листа— максимальным.

На выходе датчика 5 перед началом прокатки сигнал отсутствует, т,к..в валках клети нет листа. С соответствующего выхода блока 13 управления на вход "О" блока 17 счета импульсов поступает сигнал, который устанавливает блок 17 в нулевое состояние, . На остальных выходах блока 13 сигналы отсутствуют (см.фиг.2), Управляемый вентиль

14 в исходном состоянии закрыт и не пропускает сигналы с выхода импульсного датчика 11. С выхода блока 17 на информационный вход группы 21 пороговых элементов поступает код, соответствующий нулевой длине листа, и на всех выходах группы 21 имеются управляющие сигналы. С выхода блока 6.на вход параллельной передачи информации блока 16 счета импульсов подается код числа, соответствующий начальной длине листа, который переписывают в блок 16 путем подачи сигнала на йход синхронизации "С" этого блока с помощью кнопки. С выхода блока 16 записанный код поступает на вход параллельной передачи блока 17 и на информационный вход группы 20 пороговых элементов, и на всех выходах группы 20 появляются управляющие сигналы. Таким образом, на всех выходах блока 8 перед началом прокатки имеются управляющие сигналы, которые поступают на входы управления блока 9. На выходах элементов

32-1...32-5 сигналы отсутствуют, так как на их входы поступают сигналы с выходов блока 8 и с выхода инвертора 34 (см.фиг;3}.

Управляемые вентили 30 — 1...30 — 5 и управляемые аналоговые ключи 31-1...31-.5 закрыты, С выхода порогового элемента 8-6 и с выхода инвертора 34 на вход схемы 33 . логического сложения поступают сигналы, 20

25 блока 21, но аналоговый ключ 31 — 6 остается открытым, т.к, на одйн из входов элемента

33 поступает сигнал с выхода инвертора 34;

40

45 ся и начинает пропускать импульсы на счетные входы "+1", "-1" блоков 16,17. В блоке правлении.

50 Когда длина прокатанной части листа

10 что приводит к открытию аналогового ключа

31-6. С выхода движка потенциометра 10 — 6 на выход блока 9 и на один из двух входов схемы сравнения 15 поступает аналоговый сигнал, соответствующий максимальному давлению в гидроцилиндрах 1. Давление в гидроцилиндрах 1 равно максимальному давлению и на выходе схемы сравнения 15 сигнал отсутствует.

Работа устройства происходит следующим образом.

При появлении в валках первого листа на выходе датчика 5 появляется сигнал, который поступает на вход блока 13 управления, и на выходах последнего формируются сигналы (см.фиг.2), которые вызывают следующие действия: снимается сигнал с входа установки нуля "О" блока.17 счета импульсов; подается импульс на вход синхронизации "С" блока 17, и с входа параллельной передачи информации в него записывается код числа, соответствующего начальной длине листа, исчезают сигналы на выходах подается импульс на вход установки нуля "0" блэка 16 счета импульсов и последний устанавливается в нулевое положение, исчезают сигналы на выходах блока 20, на выходе инвертора 35 появляется сигнал, который поступает на один из входов схемы

33; подается сигнал вход блокировки "8(" блока 9 и на вход управления вентиля 14, на выходе инвертора 34 исчезает сигнал, что приводит к открытию вентилей 30-1...30-5, однако управляемые аналоговые ключи 311...31 — 5 закрыты, т.к, отсутствуют сигналы на выходах блока 8, аналоговый ключ 31-6 по-прежнему остается открытым, т.к, на один из входов схемы ЗЗ поступает сигнал с выхода инвертора 35, вентиль 14 открывает16 происходит счет импульсов в прямом направлении, а в блоке 17 — в обратном настановится больше длины первого участка, заданного с помощью кодового переключателя 7-1, на выходе цифрового компаратора

8-1 появляется сигнал, который проходит на вход управления аналогового ключа 311, открывая его. На выходе инвертора 35 сигнал исчезает, что приводит к закрытию аналогового ключа 31-6.

С движка потенциометра 10-1 управляющий сигнал поступает на вход схемы срав1763063

20 нения 15, и на выходе последней появляется сигнал рассогласования, который поступает

"на вход управления регулируемого источника давления 3, 8 гидроцилиндрах 1 устанавливается новое заданное давление, и сигнал рассогласования на выходе схемы сравнения 15 исчезает.

Когда длина прокатанной части листа становится больше длины второго участка, заданного с помощью кодового переключателя 7-2 на выходе цифрового компаратора

8-2 появляется сигнал, который проходит на вход аналогового ключа 31-2, открывая его, Одновременно этот сигнал поступает на вход схемы 32-1, что приводит к закрытию вентиля 30-14 закрытию аналогового ключа 31 — 1. На вход схемы сравнения 15 поступает сигнал с выхода движка потенциометра 10-2, что приводит к соответствующему изменению давления в гидроцилиндрах 1.

Прокатка остальных участков листа про.. исходит аналогично.

После прокатки первого листа исчезает сигнал на выходе датчика 5, закрывается управляемый вентиль 14 и подается сигнал установки нуля на вход "0" блока 17. В блоке

16 счета импульсов сохраняется код числа, соответствующий фактической длине прокатанного листа; При появлении в валках . клети следующего листа описанный процесс повторяется, однако теперь из блока

16 в блок 17 переписывается код числа, соответствующий фактической длине прокатанного перед этим листа.

Таким образом, предложенное устройство обеспечивает автоматическую коррекцию программ прокатки, что приводит к улучшению качества листа и увеличению выхода годного.

Расчет технико-экономической эффективности произведен на основании сравнения с базовым объектом, в качестве которого принят прокатный стан 2800 ЦХП комбината "Запорожсталь".

Фориула изобретения

1. Устройство для регулирования межвалкового зазора клети прокатного стана, содержащее гидроцилиндры распора клети, установленные между подушками прокатных валков, регулируемый источник давления, соединенный магистралью с гидроцилиндрами распора клети, датчик наличия листа, блок задания начальной длины листа, блок задания длин участков листа, блок задания давлений, пороговые элементы, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения качества листа и увеличения выхода годного путем контроля длины листа и автоматической коррекции программы прокатки, оно снабжено датчиком перемещений, механически связанным с валками клети прокатного стана, датчиком давления, подключенным к магистрали гидроцилиндров распора клети, блоком управления, управляемым вентилем, схемой сравнения, блоком пороговых элементов, выполненным в виде двух групп пороговых элементов, каждая из которых имеет информационный вход и входы задания, блоком коммутации, имеет входы управления, задания и блокировки переключения, и двумя блоками счета импульсов — сумматором и вычитателем. имеющими каждый счетный вход, вход установки нуля, вход параллельной передачи информации и вход синхронизации, выход блока задания начальной длины листа соединен с входом блока счета импульсов-сумматора, выход которого соединен с входом блока счета импульсов вычитателя и информационным входом первой груп и ы пороговых элементов, а вь:ход блока счета импульсов-вычитателя соединен с информационным входом второй группы пороговых элементов, выход импульсного датчика перемещений соединен через управляемый вентиль со счетными входами блока счета импульсов-сумматора и блока счета импульсов-вычитателя, выходы блока задания длин участков листа соединены с входами задания блока пороговых элементов, выходы которого соединены с входами управления блока коммутации, входы задания блока коммутации соединены с выходами блока задания давлений, вход блока управления соединен с выходом датчика наличия листа, первый выход блока управления соединен с управляющим входом управляемого венти-, ля и входом блокировки переключения блока коммутации, второй, третий и четвертый выходы — соответственно с входом установки нуля блока счета импульсоа сумматора, с входами синхронизации и установки нуля блока счета импульсов-вычитателя, выход коммутатора соединен с одним из входов схемы сравнения. другой вход которой подсоединен к выходу датчика давления, а выход — к входу управления регулируемого источника давления.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что регулируемый источник давления выполнен в виде насосно-аккумуляторной станции, подключенной через электрогидравлический усилитель к своему выходу, 1763063

1763063

).

l

I (!

1

1

1 (f ( (l& I ( (I

1

I

l

I (1

I

I (I

Составитель В. Механик

Техред M.Моргентал Корректор О.Кравцова

Редактор

Заказ 3409 Тир.аж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москве, Ж 35, Раушская наб., 4/5

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