Способ управления тепловым профилем валков прокатных станов

 

ОЛ ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

«»863639

М

/ --.= г г (6!) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 28.06.79 (21) 2785886/22-02 (51) M Kä з с присоединением заявки №вЂ”

В 21 В 37/10

Государственный комнтет (23) Приоритет—

Опубликовано 5.09.8!. Бюллетень № 34

Дата опубликования описания 25.09.81

{о,)) УДК 621,771..01 (088.8) йо ленам нзобретеннй и открытий с т

>.

Ю. И. Булатов, Э. А.. Гарбер, А. А. Гончарский, &; И. Козлов, Л. Н. Литовченко, А. В. Третьяков, М. П. Шаравин < H ..А.:Якс)влев. Ы (72) Авторы изобре,ения

\ у, . „ т (Череповецкий филиал Северо-Западного заочного по31ИТехттттчеек4зха., института и Череповецкий ордена Ленина металлургический завод и и. 50-летия СССР (71) Заявители (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ТЕПЛОВЫМ ПРОФИЛЕМ

ВАЛКОВ ПРОКАТНЫХ СТАНОВ

Изобретение относится к автоматизации листовых станов горячей и холодной прокатки, а именно к автоматизации управления тепловым профилем валков.

Наиболее близким ло технической сущности и достигаемому результату к предложенному является способ управления тепловым профилем валков, заключающийся в том, что определяют фактический и расчетный тепловой профиль валков, сравнивают заданный тепловой профиль с расчетным и отрабатывают отклонение заданного теплового профиля от расчетного непрерывным посекционным регулированием расхода охладителя вдоль бочки валка fl).

Однако в данном способе не указано, какое значение теплового профиля должно быть принято в качестве заданного, причем отсутствует связь величины заданного теплового профиля валка с профилем и формой прокаты ваемой полосы. В результате при неправильном выборе заданного значения теплового профиля применение этого способа, хотя и обеспечивает минимальное отклонение расчетного теплового про-филя от заданного, не исключает того, что прокатываемая полоса имеет дефекты формы волнистости и коробоватости, что резко снижает качество и эффективность регули-. рования теплового профиля валков.

Цель изобретения — повышение эффективности и качества регулирования теплового профиля валков и улучшение плоскостности проката.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу управления тепловым профилем валков, заключающемся в том, что тф опреде;яют фактический:; расчетный тепловой профил валка, сравнивают заданный тепловой профиль с расчетным и отрабатывают отклонение заданного теплового . профиля от расчетного непрерывным»осекционным регулированием расхода охладителя вдоль бочки валка, дополнительно перед прокаткой измеряют величину фактической исходной калибровки валков, сравнивают ее с технологически необходимой величиной исходной калибровки и при совпадении фактической н технологически необходимой исходных калибровок в качестве заданного начального значения тспловог0 профчля принимают го величину, соответ863039

55 ствующую величине расхода охладителя, находящейся в интервале 40 — 60/О от максимального расхода, а при несовпадении фактической и технологически необходимой исходных калибровок заданное начальное значение теплового профиля изменяют на величину, равную разности технологически необходимой и фактической исходных калибровок, при этом во время прокатки измеряют отклонения от заданной плоскостности проката и изменяют заданное начальное значение теплового профиля на величину, пропорциональную замеренному отклонениюю.

Известно, что необходимый суммарный профиль валков складывается из факторов, производных от процесса прокатки (про-15 гиб, сплющивание и износ), и управляющих факторов (исходная калибровка), тепловой профиль и изгиб валков). При этом в сумме исходная калибровка и тепловой профиль должны компенсировать сумму прогиба, сплющивания и износа и в результате соз20 дать такой зазор между валками, который обеспечивает равенство вытяжек по ширине полосы, т. е. ее плоскую форму. Этим обеспечивается правильная предварительная (начальная) настройка стана. Изгиб 5 же валков используется при прокатке для устранения возмущений, вызванных колебаниями размеров и свойств подката. Когда регулирующего воздействия изгиба не хватает, дополнительно для тонкого регулирования зазора между валками использу30 ют регулирование теплового профиля секционным изменением расхода охладителя вдоль бочки. А для этого при начальной настройке тепловой профиль должен быть выбран таким, чтобы расход охлаждающей жидкости в каждой секции находился в диапазоне 40 — 60О/р от максимального значения расхода (это дает возможность тонкого регулирования теплового профиля как в сторону уменьшения, так и в сторону увеличения), Чтобы обеспечить правильный вы- 40 бор начального значения теплового профиля, на станах определяют опытным путем наиболее подходящие значения исходной калибровки валков, указанные в технологических инструкциях процесса прокатки (так 4> называемая «технологически необходимая исходная калибровка») .

Если установить начальное значение расхода не 40 — 60% (,)„, (Qm„„— максимальный расход), а меньше 40 /р, напрймер, 20 — 30 /o Qm но это означало бы полное прекращение подачи охладителя и недопустимый перегрев валков. Следовательно, исправление волнистости при таком задании начального расхода не гарантировано. Аналогично, если задать начальный расход охладителя больше 60 /о Ятах, например 70 — 90О/о Oman то затруднительно исправлять коробоватость подката, так как при этом требуется увеличение расхода охладителя, например на ЗОО/о

@ma<, а увеличить его более, чем до Q « невозможно, Только начальное задание расхода в интервале 40 — 60 /о дает возможность устранить как волнистость, так и коробоватость, т. е. гарантирует улучшению плоскостности проката.

Перед прокаткой измеряют величину исходной калибровки валков, предназначенных для установки в стан (так называемую шлифовочную выпуклость), и сравнивают ее с технологически необходимой величиной исходной калибровки. При совпадении этих величин в качестве заданного начального значения теплового профиля принимают такое, которое соответствует величине расхода охладителя, находящейся в интервале 40 — 60О/р от максимального. При несовпадении величин фактической и технологически необходимой калибровок заданное начальное значение теплового профиля, выбранное указанным способом, изменяют на величину, равную разности технологически необходимой и фактической исходных калибровок. Этим достигается наилучшая предварительная настройка системы регулировки, при которой суммарная выпуклость валков (шлифовочная плюс тепловая) оказывается постоянной, наиболее подходящей для получения плоскостного проката, независимо от неточного выбора исходной калибровки валков. Во время прокатки контролируют плоскостность проката. Это позволяет, в случае необходимости осуществлять окончательную (тонкую) настройку системы регулирования теплового режима стана путем изменения предварительно выбранного заданного значения теплового профиля на величину, пропорциональную замеренному отклонению от плоскостности проката. Уточненную таким образом величину заданного значения теплового профиля и используют в качестве уставки в системе управления тепловым профилем валков, чем обеспечивается значительное улучшение плоскостности проката.

Предлагаемый способ можно реализовать на устройстве, содержащем валковую клеть с полосой, клеть при прокатке предыдущего рулона, клеть при прокатке текущего рулона), блок сбора и хранения значений измеряемых параметров, математическую модель объекта, вычислительное устройство, включающее блок расчета начальных уставок и блок коррекции начальных уставок, блок хранения и вывода рассчитанных управлений. Перед установкой в клеть новых валков измеряют величину их

863039

Проверка по модели показывает, что при стационарном режиме и отсутствии возмущений для поддержания этого заданного значения теплового профиля требуется расход охладителя 35 ма/ч (35% от максимального), что вполне осуществимо в условиях эксплуатации стана. Поэтому значение ЬОлад=

=0,38 мм передается в блок хранения и вывода рассчитанных управлений. Перед прокаткой очередного рулона в блок 3 вводят

40 прокатки, согласно заданию или по результатам прокатки предыдущего рулона: скорость прокатки в данной клетке Чпр, натяжение полосы на входе и выходе из клети 61 и ьа, толщина полосы на входе и выходе из клети h1 и h>, температура под- 45 ката Та, температура эмульсии T> . В паузе прокатки, используя полученную информацию, по математической модели рассчитывают температурное поле и тепловой профиль валка на момент паузы. Затем определяют расходы охладителя для каждого временного интервала на цикл прокатки рулона по всем зонам охлаждения @11, Яа, Яа и т. д. по заданному алгоритму для различных возможных значений расхода охлафактической исходной калибровки и вводят ее в блок сбора и хранения измеряемых параметров, откуда значение исходной калибровки передается в блок расчета начальных уставок. В нем производится сравнение технологически необходимой и фактической исходных калибровок: вычисление разности этих величин. Затем по математической модели в вычислительном устройстве рассчитывается заданное начальное значение теплового профиля при расходе охлаждающей жидкости, равном 40 — 60% от максимального расхода, обеспечиваемого оборудованием системы охлаждения. К этому значению прибавляется вычислительная ранее разность между технологически необходимой и фактической исходными калибровками. На этом предварительный выбор. заданного значения теплового профиля заканчивается и оно передается в блок хранения и вывода рассчитанных управлений.

Например, технологически необходимая исходная калибровка ЬДтн=0,36 мм, фактическая (по замерам)ЬЛж = 0,20 мм, разность Ьдт.н -ЬД р= 0,26 — 0,20 = 0,6 мм. Заданное начальное значение теплового профиля, вычисленное по модели при расходе охладителя на середину бочки 50 м /ч(что составляет 50% от максимального расхода

100 м /ч), ЛЛтпнач. = 0,32 мм. Следовательно, предварительно выбранное заданное значение теплового профиля составляет

Ьдзаа. = 0,32 + 0,06 = 0,38 мм. значение следующих параметров режима дителя рассчитывают тепловой профиль валка, в качестве исходной информации используя хранящиеся в блоке сбора и хранения значения параметров прокатки и факти5

i5

25 ческой тепловой профиль. В результате расчета выбирают то значение расхода, которое минимизирует отклонение расчетного профиля от заданной величиныМаана данном временном интервале. Выбранные значения расхода охладителя и время их отработки запоминают в блоке хранения и вывода рассчитанных управлений в виде программы изменения расходов во времени.

При прокатке рулона регулирующие клапаны системы охлаждения изменяют расход охладителя по командам вычислительного устройства в соответствии с программой блока хранения и вывода рассчитанных управлений. Одновременно датчики формы полосы, установленные в клети, измеряют ее плоскостность в середине (Пг) и у боковых кромок (П» и Па ) передают изменение величины П1 через заданные интервалы времени в блок сбора и хранения значений измеряемых параметров. В блоке коррекции начальных уставок вычисляется неплоскостность (как отклонение Ь П величин П1 от среднего значения Пср — — П- —. Если имеет3 ся отклонение от плоскостности (ЬПФО), то вычисляется уточненное значение заданного теплового профиля Ьйзад по формулеЬД,а„=

Ьдзар, -+- КЬПа, где коэффициент пропорциональности К зависит от сортамента. Пусть, например, через 30 с после начала прокатки рулона оказалось, что КЬПз ——

О 04 MM тогда h D, 0 38 0,04 0,34мм

Начиная с момента определения нового значения Я1аа, регулирование расходов охладителя происходит не по ранее рассчитанной программе, а непосредственно по отклонению текушего рассчитываемого или замеряемого значений теплового профиля ЬДтак от заданного его значения Лй а1 . При следующем цикле- контроля плоскостности вновь определяются величины ЬП1 . Если все ЬП; = О, то заданное уточненное значение Ьйаа сохраняется, если отклонение от плоскостности еще не достигло нуля, то указанные операции уточнения ЬАзак повторяются.

Таким образОм, в процессе регулирования теплового профиля валков обеспечиваются минимальные отклонения от плоскостности проката.

Предложенный способ позволяет за счет правильного выбора заданных значений теплового профиля улучшать плоскостность металла и выпускать все холоднокатанные полосы с отклонением от плоскостности, не превышающим 2 — 4 мм на погонный метр длины, т. е. первым сортом.

Формула изобретения

Способ управления тепловым профилем валков прокатных станов, заключающийся

863039

Составитель 8. Авакова

Редактор Л. Тюрина Техред А. :Бойкас Корректор Г. Решетиик

Заказ 7641/10 Тираж 891 Подписное

8НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 в том, что определяют фактический и расчетный тепловой профиль валка, сравнивают заданный тепловой профиль с расчетным и отрабатывают отклонение заданного теплового профиля от расчетного непрерывным посекционным регулированием расхода охладителя вдоль бочки валка, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности и качества регулирования теплового профиля валков и улучшения плоскостности проката, перед прокаткой измеряют величину фактической исходной калибровки валков, сравнивают ее с технологически необходимой величиной исходной калибровки и при совпадении фактической и технологически необходимой исходных калибровок в качестве заданного начального значения теплово.го профиля принимают его величину, соответствующую величиье расхода охладителя,. находящейся в интервале 40 — 60о/о от максимального расхода, а при несовпадении фактической и технологически необходимой исходных калибровок заданное начальное значение теплового профиля изменяют на величину, равную разности технологически необходимой и фактической исходных калибровок, при этом во время прокатки измеряют отклонения от заданной плоскост1ð ности проката и изменяют заданное начальное значение теплового профиля на величину, пропорциональную замеренному отклонению.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 710705, кл. В 2l В 37/l0, 1977.