Система регулирования температуры полосы на выходе стана горячей прокатки

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (»)971543 (61) Дополнительное к авт. санд-ву (22) Заявлено 09.02.81 (21) 328779S/22-02 с присоединением заявки ¹â€” (23) П риорнтетОпубликовано 07.11.82. Бюллетень № 41

Дата опубликования описания 17.11.82 (5l)M. Кл.

В 21 В 37/10

3Ьоударственны6 квинтет

СССР ао делон изобретеннй и открытнй (53) УДК 621.771. . 2З.016 (088.8) Н. Н. Дружинин, А. Н, Дружинин, В. В. Закркевский, Г.Б.Сапожников, В. М. Мельников, Е. П. Шевченко, В. Я. Тишков, В. И. Торгов, Н. М. Зимин, Е. В. Леонидов-Каневский, В. М, Колядич и Е. П. Сергеев (72) Авторы изобретения

Всесоюзный ордена Ленина научно-исследовательский и пректноконструкторский институт металлургического машиностроения (71) Заявитель (54) СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ПОЛОСЫ

HA ВЫХОДЕ СТАНА ГОРЯЧЕЙ ПРОКАТКИ

Изобретение относится к области автоматизации прокатного производства и может быть использовано для автоматизапии широкополосных непрерывных станов горячей прокатки.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство, содержащее установку межклетевого охлаждения полосы, состоящую из общего трубопровода, в который включен регулирующий и отсечной клапаны, трубопроводы, подающие охлаждающую воду в межклетевые промежутки, коллекторы, распределяющие воду по ширине полосы, блок задания прокатываемого сортамента, датчики давлеI5 ния металла на валки, положения нажим« ных винтов и скорости прокатки, вычислительную систему, датчик и задатчик температуры полосы на выходе чистовой группы и блок сравненияИ).

Известное устройство обладает тем недостатком, что изменение расхода воды он осуществляет регулирующим клапаном, 2 установленным в общем трубопроводе, что исключает перераспределение расходов воды по межклетевым промежуткам.

Известно, что колебание температуры полосы в чистовой группе клетей зависит от распределения обжатий, скорости прокатки, сортамента и других факторов.

Поэтому дополнительное увеличение температуры полосы в клетях чистовой грутм пы, вызванное повышенным темпом ускорения при прокатке различных типоразмеров полос, получается различным. Известное устройство в силу указанного недостатка не может полностью компенсировать увеличение температуры полосы в каждом межклетевом промежутке, в результате чего происходит произвольное неконтролируемое перераспределение тем пературы полосы внутри чистовой группы, что приводит к нарушению устойчивости прокатки, ухудшению точности поддержания температуры и толщины полосы Hs выходе из чистовой группы.

М1843

Целью изобретения является повышение точности поддержания температуры полосы на выходе чистовой группы в стабилизации процесса прокатки.

Это достигается тем, что расход воды автоматически перераспределяется по ме>кклетевым промежуткам таким обра=зом, чтобы температура полосы в каждом промежутке не увеличивалась в процессе ускорения чистовой группы. 36

Цель достигается тем, что система регулирования температуры полосы на выходе стана горячей прокатки, оснащен, ного установкой межклетевого охлаждения полосы, содержащая датчики давле- 13 ния металла на валки, положения нажим« ных винтов и скорости прокатки каждой клети, измеритель и задатчик температуры полосы на выходе чистовой группы, блок сравнения и блок задания сортамен- 3В та, дополнена функциональным преобразователем, в каждый трубопровод, подаюшнй воду в межклетевой промежуток, дополнительно установлен регулирующий клапан со схемой управления, состоящей 33 из блока умножения, сумматора, интегратора, блока формирования толщины и блока вьщеления температуры, входы которого соединены с выходами датчиков скорОстн IIpoKGTKB„ДОДОжения нажимных вин"» 3р тов и давления металла на валки, а гакже выходами блоков формирования толщины предыдущей клети и задания сортамента, а выход через интегратор соединен с одним нз входов блока умножения, выход

33 которого соединен с входом регулирующего клапана, другой вход блока умножения соединен с выходом сумматора, перВые ВхОды сумматоров всех cxf"-M ð ления соединены между собой и через функциональный преобразователь подключены к выходу датчика скорости послед ней клети, вторые входы сумматоров всех схем управления соединены между собой и подключены к выходу блока срав4S нения, входы которого соединены с выходами измерителя и задатчика температуры полосы на выходе чистовой группы, входы блока формирования толщины поло сы, соединены с выходами датчиков положения нажимных винтов и давления на

50 валки предыдущей клети и с выходом блока задания сортамента.

На чертеже приведена блок схема пред. ложенного устройства.

К общему трубопроводу 1 подключены трубопроводы 2 с регулирующими клапанами 3 и коллекторами 4. Вход каждого регулирующего клапана соединен с выходом соответствующего блока 5 умножения, первый вход которого через инте,"ратор 6 соединен с выходами блока 7 выделения температуры, а второй вход - с выходом сумматора 8, Входы блока 7 вьще» ления температуры соединены с выходами датчиков последующей клети 9 - датчика

10 давления металла на валки, датчика

11 скорости прокатки и датчика 12 положения нажимных винтов, а также с выходами блоков 13 и 14 соответственно задания сортамента и, формировзния толщины этого промежутка, входы блока 14 формирования тол пины соединены, с выходами датчика 12 положения нажимных винтов и датчика 10 давления металла на валки предыдущей клети 9 и блока 13.задагия сортамента.

Первые входы всех сумматоров 8 сое динены между собой и выходом функционального преобразователя 15, вход которого соединен с выходом датчика 11 скорости последней клети, вторые входы сумматоров 8 соединены между собой и с вы ходом блока 16 сравнения, один вход которогс соединен с выходом измерителя

17 температуры полосы, а другой - с выходом блока 18 задания температуры полосы на выходе чистовой группы.

Система регулирования работает следующим образом.

Заправочная скорость прокатки выбирается оператором стана или УВМ из условия получения требуемой температуры полосы на выходе чистовой группы, При этом установится соответствующая температу а полосы в межклетевых проме« жутках. С началом разгона стана температура полосы в межклетевых промежутках и, следовательно, на выходе стана начнет увеличиваться. В зависимости от распределения обжатий по клетям, скорости прокатки и других условий это увеличение температуры полосы будет различным в различных межклетевых промежутках.

Предлагаемая снстема обеспечивает снятие с помощью охлаждающей воды прирост температуры полосы в каждом межклетевом промежутке до температуры, которая была в этом промежутке до начала ускорения.

С этой целью в момент начала ускорения полосы в каждый блок 7 выделения те.лпературы вводятся и запоминаются с едующие параметры прокатки: положение нажимиых винтов, давление металла на Валки, скорость прокатки в последующей клети. На основании текущих значе5 9715

mR перечисленных величин и отклонения толщины полосы на выходе из предыдушей для этого промежутка, сформированного блоком 14, а также по введенным с бло ка 13 задания сортамента коэффициентам по прокатываемому сортаменту блок 7 выделения температуры определяет в данном промежутке текушее отклонение температуры полосы от той, которая была до начала ускорения. В качестве управ- 10 ляюшего сигнала принято превышение,текушей схорости прокатки над заправочной. Этот сигнал формируется функциональным преобразователем 15 по величине текушей скорости последйей клети. 35

Сформированный преобразователем 15 сигнал подается на сумматор 8 кчждого промежутка. Сигнал с сумматора 8 через умножитель 5 подается на управление регулируюшим клапаном 3; Величина уп- щ равляюшего сигнала зависит также от величины напряжения на выходе блока 7 выделения температуры, подаваемого через интегратор 6 на второй вход блока

5 умножения. Величина этого цапряже- 2S ния пропорциональна увеличению температуры полосы в процессе, ускорения. Таким

43 6 образом, чем больше прнрашенне температуры в данном промежутке, тем больше расход подаваемой в этот промежуток воды. Наличие интегратора 6 позволяет полностью компенсировать увеличение температуры полосы в данном промежутке.

В случае, если возникает отклонение температуры на выходе стана в процессе ускорения, в работу вступает канал регулирования по отклонению. Измеренная дат чиком 17 температура полосы в блоке 16 сравнивается с требуемой, величина которой поступает с задатчьпса 18. Откло нение температуры с выхода блока 16 сравнения поступает на вторые входые сумматоров 8, где алгебраически суммирует» ся с сигналом по скорости. Распределение воздействия по промежуткам происходит в соответствии с коэффициентами умножения блока 5 умножения.

Так как практически невозможно изме рить температуру полосы в межклетевых промежутках из-за наличия на полосе слоя воды, паровой пленки, то в данном уст ройстве применен косвенный метод опри деления температуры полосы по формуле где Р;

V11 дь,,д дч„

- давление металла на валки; скорость прокатки;

- изменения соответственно 35 толшины полосы, межвалхового зазора, скорости прокатки

- жесткость полосы: .

- чиспенный коэффициент, эави- 40 сяший от марки стали (0,098-0, 1 43 );

- эмпирические коэффициенты.

Як

П1п

l3 0 1С1

Необходимые для определения температуры полосы величины вводятся в блок

7 выделения температуры соответствуюших промежутку датчиков 10, 11 и 12 и блока 14 формирования толшины в виде текуших значений и с блока 13 задания сортамента в виде постоянных для каждого сортамента коэффициентов.

В качестве блока вьщеления температуры

7 могут быть применены, например, миниИ

УВМ типа Электроника» УМ-1НХ и другие.

Определение толшнны в блоке 14 формирования толщины производится косвенным методом по известной зависимости

Симса-Головина. др

Д11 ° 48 +

1 1 Д1х связывающей изменение иолщины с изменением межвалкового зазора и изменением давления металла на валки. функциональный преобразователь 1б формирует управляющий сигнал, равный величине превышения скорости прокатки над заправочной, содеркит запоминающее устройство, в котором происходит запоминание величины заправочной скорости в момент начала ускорения. Разность между величиной текущей скорости и выходом запоминающего устройства, которая фор» мируется на выходе функционального преобразователя 15, представляет собой искомый управляюший сигнал.

Предлагаемая система регулирования температуры полосы может работать хак совместно с системой автоматического регулирования толшины полосы (САРТ), так и без нее. Современные CAPT пост-.

7 9716 роены по принципу поддержания постоянства толщины в каждой клети по методу

Симса-Головина, В этом случае блок 14 формирования толщины не участвует в ра» боте, так как аЪ; „= О. Если CAPT не 5 работает, то необходимо определять изменения толщины полосы внутри истовой группы. Это выполняет блок 14 формирования толщины.

Применение предложенной системы поз-> воляет поддерживать постоянной температуру полосы в каждом межклетевом проме» жутке, что создает одинаковые условия прокатки по всей длине полосы в каждой клети и на выходе чистовой группы. Экс- >> перименты, проведенные на стане 2000

НЛМЗ показали, что при неизменном соотг ношении расходов воды по промежуткам и темпах ускорения более 0,3 м/c невозможно обеспечить поддержание задан- 20 ной температуры на выходе чистовой групы точнее +» 20 С, Применение предо ложенного устройства, позволит уменьшить эту величину до + 12 С. Кроме того, стабилизация температуры по длине полосы во всех клетях чистовой группы практически полностью компенсирует температурный клин толщины, доходящей до

0,15 мм.

Повышение точности поддержания тем 30 пературы полосы на выходе чистово . группы при прокатке по данному способу позволяет увеличить на 20,8% выход качественной полосы по сравнению с прокаткой на наиболее мошном отечественом $$ стане 2000 НЛМЗ, оснащенном установкой межклетевого охлаждения и дает на роднохозяйственный эффект порядка

312 тыс. руб. в год.

Формула изобретения

Система регулирования температуры полосы на выходе стана горячей прокатки, оснащенного установкой межклетевого охлаждения полосы, содержащая датчики давления металла на валки, положения нажимных винтов и скорости прокат ки каждой клети, измеритель и задатчик температуры полосы на выходе чистовой группы, блок сравнения и блок задания сортамента, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности поддержания температуры полосы на выходе чистовой группы и стабилизации процесса прокатки,. дополнительно содержит функциональный преобразователь, в каждый трубопровод, подающий воду в межклетевой промежуток, установлен регулирующий клапан со схемой управления, состоящей иэ блока умножения, сумматора, интегратора, блока формирования точщины и блока выделения температуры, входы которого соединены с выходами датчиков скорости прокатки, положения гажимных винтов и давления металла на валки, а также выходами блоков формирования толщины предыдущей клети и задаHK;I сортамента, а выход через интегра« тор соединен с одним иэ входов блока умноже..ия, выход которого соединен с входом регулирующего клапана, другой вход блока умножения соединен с выходом сумматора первые входы сумматоров через функциональный преобразователь соединены с выходом датчика скорости прследней клети, вторые входы сумматоров соединены с выходом блока сравнения, входы которого соединены с выходами измерителя и задатчика температуры полосы на выходе чистовой группы, входы блока формирования толщины соединены с выходами датчтпсов положения нажимных винтов и давления металла на валки предыдущей клети и с выходом блока задания сортамента.

Источник информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США l4 3514984, кл. 72-7, 1970.