Система регулирования температуры смотки горячекатаной полосы

 

(и 735352

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОЛИСАНИЕ

ИЗОБРЕтИНИя

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено02.02.78 (21) 2602819/22-02 (51)М. Кл.

В 21 В 37/10 с присоединением заявки ¹вЂ”

Гасударственный комнтет (23) Приоритет

СССР по делам нзабретеннй н открытий

Опубликовано 25.05.80. Бкмлетень № 19 (53) УДК 621 .771.016 66. ,012-52. 1 (088.8) Дата опубликования описания 28.05.80!

Т. И. Чашник, Л. Ф. Рзмашкевич, Б. А. Цифринович, B. П, Распопов и В. А. Фелелеев (72) Авторы изобретения

Всесоюзный научно-исследовательский институт автоматизации черной металлургии (71) Заявитель (54) СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

СМОТКИ ГОРЯЧЕКАТАной ПОЛОСЫ!

Изобретение относится к производству горячекатаной. полосы и может быть использовано при регулировании температуры смотки горячекатаной полосы B рулон.

Известна система регулирования тем5 пературы смотки горячекатаной .полосы, состояшая из датчиков температуры конца прокатки, толшины полосы и скорости прокатки, соединенных с входом вычислительного блока, душируюшего устройства, соединенного с выходом вычислительного блока, датчика температуры смотки, также соединенного с входом вычислительного блока fl)

Наиболее близкой по технической сущI5 ности и достигаемому результату к предлагаемой является система регулирования температуры снтотки п горячекатаной по.лосы, содержащая измеритель скорости прокатки, измеритель толшины полосы, измерители температуры конца прокатки и температуры смотки, вычислительный блок для расчета требуемого расхода воды, пропорционального длине включен/ ного участка душируюшего устройства по измеряемым скорости полосы, толшине, температуре конца прокатки и заданной температуре смотки, запоминаюшее устройство для запоминания результатов расчета, устройство временного регулирования для выдачи команды на начало расче. та вычислительным блоком при достижении полосой заданного положения и команд на запоминание результатов расчета запоминаюшим устройством, а также для управления работой секций через определенные иттервалы пдодвижения полосы, секционированное душируюшее устройство.для подачи воды на полосу (21

В вычислительном блоке этой системы происходит вычисление требуемого расхода, воды по сигналам, поступаюшим от датчиков скорости, топшины, и температуры конца прокатки и по заданной температуре смотки. При этом в вычислительном блоке реализуется зависимость

Q = ттмЯОя т (j) 735352 4 ванное душирующее устройство и вычиспитепьный блок дпя расчета требуемого расхода воды, пропорционального длине вкпюченного участка душирующего уст

5 ройства по измеряемым скорости полосы

У топщине, температуре конца прокатки и заданной температуре смотки и дпя коррекции расхода -по измеренной температуре смотки, дополнена блоком временного сдвига, один из входов которого соединен с выходом измерителя скорости про катки, а выход - со входом вычислительного блока, и блоком задания времени сдвига, вход которогоподкпючен к выходу вычислительного бпока, а выход — к друбу гому входу блока временного сдвига. п Конструкцией душирующего устройства, используемого дпя охлаждения по посы, предусматривается обеспечение пос<ия 20 тоянства расхода воды через секции при прокатке одной полосы. B этом спучае время, необходимое дпя охпаждения пю за бого сеЧения полосы до заданной темог.y п ературы, определяется известным из теории теппопередачи соотношением

3Ща

3 где U — требуемый расход воды; — толщина полосы, Ч вЂ” скорость попосы, — измеренная. температура попосы в конце прокатки; - заданная температура попосы

2 при смотке.

Одновременно в вычиспитепьном бпоке берется уставка расхода воды через каждую секцию и выбираются номера ( секций верхнего и нижнего охлаждения, которые надо включить так, чтобы общи суммарный расход через вкпюченные се ции бып равен вычиспенному требуемом расходу. В устройстве временного регупир вания формируются команды, которые в тре емые моменты подаются на входBbiчислите ного блока дпя начала проведения рас четов, в запоминающее устройство — дпя запомнив ния результатов расчета, в блок перекпюче дпя осуществпения управпения работой с ции душирующего устройства; команды и даются в моменты достижения полосой данных попожений. Подаваемый íà поп расход воды корректируется по измерен ной температуре смотки. ьоо т бооC, ожп — =КЫН - (g) Недостатком известных систем является то, что при ускорении стана йе обес-

30 печивается достаточно точный расчет требуемого расхода воды и, как следствие этого, достаточно точное поддержание заданной температуры смотки по всей длине попосы, 35

Анализ показывает, что при работе стана с ускорением 0,4 м/с отклоне2 ние темпера туры смотки от заданного значения только за счет снижения 40 точности опредепения требуемого расхода охпаждающей воды при ускорении дпя полос толщиной 2, 5 мм может превышать 20 С, в то время как . требуемая точность регулирования в существующих системах должна составлять + (15-20) C.

Цепью изобретения является увепичение точности поддержания заданной температуры смотки в режиме работы стана с ускорением.

Эта цель достигается тем, что систе мв регулирования температуры смотки горячекатаной попосы, содержащая измеритепь скорости прокатки в цоспедней . чистовой клети, измеритель тощ:чны попосы, измеритепи температуры конца прокатки и температуры смотки, секпионироТ вЂ” время контакта единичного -сечения поло сы с водой; — коэффициент теппоотдачи, постоянный дпя данного душирующего устройства в процессе прокатки одной по2 посы, ккап/м ч град, G - теппоемкость стали, ккап/кг. град, Я - плотность ст . и, кг/м

g ф — толщина попссы, м; температура полосы

1 ,в конце прокатки, С; о — заданная температура

2 полосы при смотке, о

«3600

К= су — постоянная величина дпя данного сортаменTA и оп ос ы.

При равномерном движении полосы каждое сечение попосы > проходит . включенный участок:;a время

4 ч где 4 - длина включенного участка душирующего устройства;

Ч - скорость движения полосы, м/с

735 ч=ч +o(z-c

5".

Следовательно, длина включенного „ участка душируюшего устройства I,--" - которой пропорционален требуемый расход, определяется из соотношений (2) и (3), как л

4 = Кч bled — ()

В собтветствии с этим требуемым расходом данная система осушествляет регулирование подачи водь1 на полосу.

При работе стана с ускорением, ско рость полосы меняется во времени по ура внению где Мс — начальная скорость полосы (до ускорения);

0 — ускорение полосы йри разгоне стана, м/с — время, с; )Π— момент времени, соответствуюший началу ускорения,с,:a J

Вычислительный блок при этом в соответствии с формулой 4 формирует сигнал, изменяюшийся во времени, который мож- 25 но представить в виде

,=0 ф.и. Ь (.„

= т аЯ-Х ) p V>lf ) (g3 о о где Lo — длина включенного участка душируюшего устройства до начала ускорения.

To — время контакта какого-либо сечения полосы с водой, В действительности же при ускорении 35 стана соотношение между скоростью М длиной включенного участка . и времени Т контакта какого-либо сечения полосы с водой не может определяться с зависимостью (3); изменение длины включенного участка душируюшего устройства, а следовательно и требуемого расхода воды, с целью увеличения точности поддержания заданной температуры смотки по всей длине полосы путем обеспе- 45

I чения постоянства времени контакта каждого сечения полосы с водой Тд необходимо осушествлять при ускорении в

:соответствии с уравнениями (7)

Lî®Р — у

-Сф - . р Ч вЂ” (- ч - To

T0 ° т а ((.С „) — — ) tP (-< 3»o

И

Сопоставление уравнений (6) и (7)

55 показывает, что при (Г- Г,„7 Тр. ) обе зависимости представляют собой параллельные прямые со сдвигом во времени — .

352 б на — . Таким образом, введение в

Та линию сигнала скорости блока времен, ного сдвига с настраиваемым временем сдвига, т.е. включение такого блока между выходом. измерителя скорости и одним из входов вычислительного блока, обеспечивает увеличение точности поддержания заданной температуры полосы при с мотке.

Для определения уставки времени сдвига в систему введен блок задания време:ни сдвига, соединенный с одним из входов

/ блока временного сдвига и с выходом вычислительного блока.

Иа фиг. 1 изображены зависимости расхода Q воды (длины включенного участка душируюшего устройства) от времени;

А — зависимость расхода воды от времени, реализуемая известной системой;

 — требуемая в режиме работы стана с ускорением зависимость расхода воды от времени, реализуемая предлагаемой системой; на фиг. 2 — блок-.схеМа системы регулирования температуры смотки горячекатаной полосы.

Система содержит измеритель 1 толшины полосы, измерители 2 и 3 температуры конца прокатки и смотки, соединенные со входом вычислительного блока

4,измеритель 5 скорости прокатки, соединенный с блоком 6 временного сдвига, подсоединенным к входу вычислительного блока 4, блок. 7 задания времени сдвига, вход которого соединен с выходом вычислительногоо блока, и выход которого под соединен к входу блока 6 временного сдвига, и душируюшее устройство 8, соединенное с выходом вычислительного блока 4; кроме того, на фиг. 2 изображены последняя чистовая клеть 9, прокатывае-мая полоса 10, моталка 11.

Система работает следуюшим образом.

Когда полоса 10 выходит из последней чистовой клети 9, в вычислитель. ный блок 4 поступают сигналы с измерителей 1, 2,3 и 5 толщины,температуры конца прокатки, температуры смотки, скорости (через блок 6 временного сдвига) и сигнал заданной температуры смотки.

В вычислительном блоке 4 вычисляется требуемый расход воды. Выходной сигнал вычислительного блока 4 воздействует на

/ душируюшее устройство 8, осушествляюшее подачу. воды на полосу.

Подаваемый расход корректируется по отклонению сигнала измерителя 3 температуры смотки от заданного значения. Па вход блока 7 задания времени сдвига со сигнал блока умножения пропорционален требуемой величине времени охлаждения, попоны То -k((сп —,. Этот согнан по кп смрад ! дается одновременно на вход блока для формирования уставки времени сдвига и на вход множительного блока. На другой вход блока поступает выходной сигнал блока 6, пропорциональный скорости прокатки полосы.

В положительном блоке они перемножаются, следовательно, выходной сигнал множительного блока пропорционален требуемой длине вк(поченного участка душирующего устройства и, соответственно, требуемому расходу воды =кч Еи кп

cr(зад

Этот сигнал поступает в схему управления вентилями душирующего устройства

8. Корректировка расхода воды происходит следующим образом. На элемент сравнения поступает выходной сигнал от измерителя 3, измеряющего температуру смотки, и сигнал пропорциональный за-. данной температуре смотки 1 д . В элементе сравнения они сравниваются между собой и определяется величина и знак их рассогласования. Выходной сигнал от элемента сравнения подается на вход блока логики.

Если рассогласование между заданной температурой смотки и измеренной выходит за допустимый предел, то блок логики выдает команду на включение вентилей корректировочной секции душирующего устройства 8 в случае превышения измеренной температуры смотки по сравнению с заданной,или команду на отключение вентилей корректировочной секции душирующего устройства 8 в случае занижения измеренной температуры смотки по отношению к заданной температуре с мотки.

Использование дополнительных блоков (блока временного сдвига и блока задания времени сдвига) позволяет более точ но определить требуемый при работестана с ускорением расход воды, и тем самым обеспечить более точное поддержание постоянства температуры сМоТКН по всей длине полосы, что приводит к однородности микроструктуры металла по всей длине полосы и улучшает ее механические свойства.

Экономический эффект составляет примерно 20% от части годовой экономии от внедрения САР температуры полосы при

30 (735352 8 второго выхода вычислительного блока 4 поступает сигнал, пропорциональный времени 1 > контакта какого-либо сечения полосы с водой до ускорения, и на выходе блока 7 формируетсяуставкавременисдви- 5 га, соответствующая величине а подавае 2 мая на вход блока 6 переменного сдвига. П осле захвата полосы моталкой 1 1, стан начина.ет работать с ускорением, и блок 6 временного сдвига осуществляет сдвиг во вре- (0 мени сигнала измерителя 5 скорости на.

70 величину уставки (), поступающей с выхода блока задания времени сдви— га. Этим достигается увеличение точио( сти рас ета требуемого при работе стана с ускорением расхода воды.

Вычислительный блок 4 предназначен для вычисления требуемого расхода воды, пропорционального длине вктпоченного участка душирующего устройства и для

20 корректировки расхода воды в случае, когда отклонение действительной температуры смотки от заданного значения превышает величину допустимого отклонения.

?5

Вычислительный блок 4 содержит последовательно соединенные блок деления, вход которого соединен с измерителями

2 и 3,температуры конца прокатки и смотки, логарифмирующий блок и блок умножения, два других входа последнего соединены с измерителем 1 толщины и задатчиком коэффициента К, а выход— с блоком 7 задания времени сдвига и множительным блоком. Второй вход множительного блока соединен с блоком 6

35 временного сдвига, а выход — с душирующим устройством 8.

Вход элемента сравнения подключен к измерителю 3 температуры смотки Ф см. зад., а выход к блоку логики, соединенному с душирующим устройством 8.

Вычислительный блок работает следую- . щим образом.

На входы блока деления поступают вы45 ходной сигнал от измерителя температуры конца прокатки и сигнал, пропорциональный заданной температуре смотки.

В блоке осуществляется деление этих величин, и с выхода блока сигнал, про-, " к( порциональный отношению - — > пос- . тупает в логарифмирующий блок. С выхода блока сигнал пропорциональный ве,личине Ь1, подается на один из кп смрад входов блока умножейия, на два других

55 входа которых подаются ar выходной (сигнал от измерителя толщины и сигнал от задатчика коэффициента, К. Все три сщ нала перемножаются, так что выходной

735352 10 отличающаяся тем, что, с целью увеличения точности поддержания заданной температуры смотки полосы в я режиме работы стана с ускорением, она дополнена блоком временного сдвига, один из входов которого соединен с выходом измерителя скорости прокатки, а выход — со входом вычислительного блока, и блоком задания времени сдвига, о вход которого соединен с выходом вычислительного блока, а выход - с другим входом блока временного сдвига.

Система регулирования температуры смотки горячекатаной полосы, содержащая измеритель скорости прокатки, измеритель топщины попосы, измерители температуры конца прокатки и температуры смотки, секционированное душирую . щее устройство и вычислительный блок для расчета требуемого расхода воды, пропорционального длине включенного, участка душирующего устройства, по измеряемым скорости полосы, толщине, температуре конца прокатки и заданной температуре смотки и для коррекции расхода по измеренной температуре смотки е смотке, получаемой за счет улучшения микроструктуры металла.

Формула изобретени

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Электроника", № 1, 1 96 9, с. 14-21.

2. Патент Японии Мо 44-13583, кл. 12 с 211.4, 1969.

735352

Составитель 10. ЕМбьев дактор 3. Шубенко Техред H. Ковалева Корректор М. Пожо

Заказ 2244/1 Тираж 986 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР

bio делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35 Раушская наб., д. 4/5 филиал ППЛ Патент". г. Ужгород, ул. Проектная, 4