Способ регулирования растворов валков смежных клетей непрерывных групп прокатного стана

 

СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ РАС- . ТВОРОВ ВАЛКОВ СМЕЖНЫХ КЛЕТЕЙ НЕПРЕРЫВНЫХ ГРУПП ПРОКАТНОГО СТАНА, включающий изменение тенотер уры и скорости каждой прокатываемой заготовки , вычисление и отработку требуемой величины изменения растворов валков для каждой из двух или более смежных к 1етей, отличаю 1ийся тем, что, с целью повышения производительности стана и сокращения расхода прокатных валков, дополнительно в двух или более смежных клетях измеряют усилие и длину каждой прокатанной заготовки с момента начгша эксплуатации калибров валков этих клетей, фиксируют момен ты времени начала и окончания прокатки заготовок в них, опред еляют средние значения усилия, скорости и температуры для каждой прокатанной заготовки , определяют коэффициент пропорциональности износа калибров валков, вычисляют величину износа калибра при прокатке каждой заготовки, определяют суммарную величину износа калибра с момента начала его эксплуатации после прокатки каждой заготовки , определяют остаточное до допустимой величины, значение нзноса после прокатки каждой заготовки, вычисляют остаточную суммарную длину заготовок , которая может быть прокатана в валках выходной клети до дости-. жения допустимой величины износа их. катающих калибров, определяют величину остаточной суммарной длины заготовок, которая может быть прокатана в валках первой, предшествующей выходной клети до достижения допустимой величины износа их катающих калибров одновременно с допустимой величиной износа кали.бров валков выходной клети, исчисляют требуемые значения усилия прокатки и входной толщины заготовки в первой, предшествующей выходной клети, вычисляют требуемые величины .4 усилия и изменения раствора валков во второй, предшествующей выход№ ной, клети при достижении износа заданной величины в выходной или предшествующей выходной клети, производят одновременную смену калибров ° , валков этих клетей.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

3 Ю

РЕСПУБЛИН

3 ЯУ 21 В 37/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ВТО1*СН0ММ СЕИДЕтаЛЬСтаМ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3353327/22-02 (22) 07.08.81 (46)30.04.83. Бюл. М 16 (72)Ю. Е. Назаров (71)Иосковский ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного

Знамени институт стали и сплавов (53)621.771.01(088.8) (56) 1. "Bost rom Rune" ASEA, 1974, В 4, с. 91.

2. Чекмарев A. П. Точная прокатка сортовых профилей. И., "Металлур гия", 1968, с. 218.

3. Авторское свидетельство СССР

It 780917, кл. В 21 В 37/00, 24.01 79. (54)(57) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ РАСТВОР0В ВАЛКОВ СМЕЖНЫХ КЛЕТКИ НЕПРЕРВВННХ ГРУПП HP0KATBOF0 CTAHA включающий изменение температуры и скорости каждой прокатйваемой заготовки, вычисление. и отработку требуемой величины изменения растворов валков для каждой иэ двух или более смежных клетей, .отличающийся тем, что, с целью повышения производительности стана и сокращения расхода прокатных валков, дополнительно.в двух или более смежных клетях измеряют усилие прокатки и длину каждой прокатанной заготовки с момента начала эксплуатации калибров валков этих клетей, фиксируют момен" ти времени начала и окончания прокатки заготввок в них, определяют средние значения усилия, скорости и тем„.Яц„„1014611 пературы для каждой прокатанной заготовки, определяют коэффициент пропорциональности износа калибров валков, вычисляют величину износа калибра при прокатке каждой заготовки, определяют суммарную величину износа калибра с момента начала его эксплуатации после прокатки каждой заготовки, определяют остаточное до допустимой величины значение износа по- сле прокатки каждой заготовки, вычисляют остаточную суммарную длину. заготовок, которая может быть прокатана в валках выходной клети до дости-. жения допустимой величины износа их. катающих калибров, определяют величину остаточной суммарной длн- Е

Ф ны заготовок, которая может быть прокатана s валках первой, предшествующей выходной клети до достижения допустимой величины износа их катающих калибров одновременно с допустимой величиной износа калибров валков выходной клети, вычисляют требуемые значения усилия прокатки и входной толщины заготовки в первой, предшествующей выходной клети, вычисляют требуете величины усилия и изменения раствора валков во второй, предшествующей выходной, клети при достижении износа заданной величины в выходной или предшествующей выходной клети,.производят одновременную смену калибров валков этих. клетей.

1014611

Изобретение относится к автоматизации прокатного производства и может быть использовано в системах управления непрерывных групп прокатных станов.

Известен способ управления, включающий измерение шероховатости по,верхности проката, сравнение измерен, ной шероховатости с заданной величиной, маркирование дефектных участков прокатки, на которых величина шеро- 10 ховатости превышает заданную величину, и формирование сигнала на замену калибра 1 J.

Недостатками указанного способа являются отсутствие определения из- 15 носа калибров и оптимального распределения обжатий по клетям, недоиспользование калибров по износу и воэможность формирования ложного сигнала на смену калибра при случайных -д возмущениях.

Известен способ регулирования растворов валков клетей непрерывных групп прокатных станов, включающий измерение раствора валков, фиксацию превышения предельно допустимых отклонений раствора валков и отработку этого превышения перемещением нажимных винтов 2 1.

К недостаткам этого способа относятся увеличенное время простоя стана из-за необходимости смены калибров в различных клетях в разное время и недоиспользование калибров по износу.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ регулирования толщины. полосы на станах горячей прокатки, согласно которому измеряют текущее значение толщины 40 полосы на выходе стана, определяют текущее значение отклонения толщины полосы от заданного значения, измеряют текущее значение температуры и скорости подката, изменяют зазор 45 валков клетей после выхода из каждой клети предыдущей полосы на величину, пропорциоНальную разности полученных значений дисперсии (Зj, Недостатком известного способа является также увеличенное время простоя иэ-за необходимости смены рабочих валков в различных клетях в разное время.

Цель изобретения — повышение производительности стана и сокращение

55 расхода прокатных валков.

Указанная цель достигается тем, что согласно известному способу регулирования, включающему измерение температуры и скорости каждой прокатываемой заготовки, вычисление и отработку требуемой величины изменения растворов валков для каждой из двух или более смежных клетей, дополнительно в двух или более смежных кле- 65 (pa (11

Ср

0 dt

Vdt —; (т) о

Td< т ср

0 d<

0 коэффициент К пропорциональности износа по формуле кт кчкн (4) где к — коэффйциент, учитывающий влияние температуры проката на величину износа. к — коэффициент, учитывающий влияние скорости проката на величину износа, тях измеряют усилие прокатки и длину каждой прокатанной заготовки с момента начала эксплуатации калибров валков этих клетей, фиксируют моменты времени начала и окончания прокатки заготовок в них, определяют средние значения усилия, скорости и температуры для каждой прокатанной заготовки, определяют коэффициент пропорциональности износа калибров валков, вычисляют величину износа калибра при прокатке каждой заготовки, определяют суммарную величину износа калибра с момента начала его эксплуатации после прокатки каждой заготовки, определяют остаточное до допустимой величины значение износа после прокатки каждой заготовки, вычисляют остаточную суммарную длину заготовок, которая может быть прокатана в валках выходной клети до достижения допустимой величины износа их катающих калибров, определяют величину остаточной суммарной длины заготовок, которая может быть прокатана в валках первой, предшествующей выходной, клети до достижения допустимой величины износа ин катающих калибров одновременно с допустимой величиной износа калибров валков выходной клети, вычисляют требуемые значения усилия прокатки и входной толщины заготовки в первой, предшествующей выходной, клети, вычисляют требуемые величины усилия.и изменения раствора валков во второй, предшествующей выходной, клети при достижении износа заданной величины в выходной или предшествующей клети, производят одновременную смену калибров валков этих клетей.Средние значение усилия Р, скорости У и температуры Т на каждой прокатанной заготовке определяют по формулам

1014611

Ртр Ри-2 п-2 (n) «2 и оста ( трест и-1 м,п 35 ест 3 «-

И тр "- «и 1 тро©т а-1 (9) Вычисляют величину 4 S требуемого 45 три-s изменения раствора валков п-1-ой клети по формуле

Рв ки по формуле

0 Ср

Е.ф и опреде» к — номинальное значение коэфн фициента пропорциональности.

К при установленных технологией прокатки значениях температуры .Т и скорости V>.

Величину износа калибра от прокатки каждой заготовки определяют по формуле

И = Р, Е (5)

Величину износа Иост после прокатки каждой .заготовки определяют по формуле

" i Ирои ИКi (6)

Для выходной (1-ой) клети вычисляют остаточную суммарную длину 1, заготовок, которую можно прокатать в и -ой клети до достижения допустимой величины износа И по формуле

4ои п

И

g - ОСТ1 и (у) ости р и сри для первой предшествующей клети (и-1) вычисляют величину требуемой остаточной суммарной длины за( готовок, которую нужно прокатать в п-1)-ой клети до достижения допустимой величины износа И „ „ „в п-1-ой клети одновременно с достижением

И „ в п-ой клети по формуле где ра - величина вытяжки проката в и-ой клети.

Требуемую величину усилия прокатки в п-1-ой клети вычисляют по формуле 40 где ь -и»„- жесткость и-1-ой клети, вычисляют требуемое значение входной эквивалентной толщины%„Р п„ в. .п-1-ой клети по формуле о 55

P =FOc"

TPtl 1

, йс ) 1 « где F — площадь контактной поверхности калибра, 2% — предел текучести с учетом влияния среднего главного напряжения;

R — радиус валков по дну калибра; а — угол захвата

Ътр „ „, — входная требуемая и выходная эквивалентная толщины и „ 1 проката в и-1-ой клети, У вЂ” коэффициент трения, Требуемую величину усилия прокатки Р „ во второй предшествующей клети и-Ъ вычисляют по формуле (11) с подстановкой в нее выходной толщи ны п-2-ой клети ) 1тР и-2 S и-1 других параметров,цля п-2-ои клети, вычисляют требуемую величину изменения раствора валков в и-2-ой клети по формуле где P„ — усилие, лпределяемое технологйеи прокатки для п-2-ой клети, — жесткость п-2-ой клети.

Способ позволяет контролировать степень износа калибров валков двух или более клетей стана и управлять процессом нарастания величин износа этих калибров таким образом, чтобы обеспечить достижения И - — допуДОЯ стимой величины износа в двух или более клетях одновременно.

Тем самым обеспечивается сокращение суммарного времени простоя стана в результате сокращения времени его остановки на смену изношенных калибров и валков путем совмещения этих смен по двум или более клетям.

При этом также сокращается расход валков благодаря более полному использованию их по износу и количество прокатанного металла пониженной сортности из-за несвоевременной смены изношенных калибров.

Использование предлагаемого способа на стане, оснащенного механизмами смены изношенных калибров и валков, позволяет перейти к полной автоматизации процесса смены калибров и валков.

Номинальную величину коэффициента пропорциональности к=к определяют экспериментально прокатной фиксированной суммарной длины заготовок

I?< при установленных технологией прокатки значениях Т и скорости

Ч„ на каждом сортаменте в отдельности. При этом фиксируют величину усилия Р прокатки и величину износа

И калибра (на наиболее изнашиваемой части его периметра ), вычисляют величину среднего усилия прокат1014б11 ляют номинальную величину коэффициента пропорциональности по формуле к = к„=

Из и Р Я ср 3 ф и, % ! ч(„Е Р, 40 где к = 1 и, следовательно, к = к„к для различных величин скорости прокатки V, т.е. можно определить зависи- 45 яМОСть Ky — Ф (ч) е

Аналогичным образом можно определить зависимость коэффициента к от температуры прокатки к- = У(Т), вы50

"э

:.елолля ло формуле Л =- — е — — Лля,:

Н «ф Ф участков полосы, прокатанных на ско рости, равной установленному значению т,е. при к < = 1) и при раэлич-55 ных величинах температуры прокатки Т.

При небольших колебаниях температуры Т металла и .скорости V прокатки на стане эти зависимости могут быть аппроксимированы линейными функци- 60 ями а + ст Т и 13 ку ач + сч :V 14 где а=, à <, с z,сч - посто@нные величйны е . 65 к = 1, кч= 1, так как эксТ перимеитальные данные берутся для участков, прокатанных при установленных технологией прокатки значениях температуры и скорости. Так, например, для чистовой клети проволочного стана 280 при производстве катанки обыкновенного качества диаметром

8 мм при T> = 880 С, V> — — 24 м/с величина кн = 3,24 10 мм/т.км

Величйны безразмерных технологических коэффициентов к и к для условий прокатки при установленных технологией значениях температуры проката Т и скорости прокатки V 20 равны едийице, т.е. к 1, кч = 1.

Эти коэффициенты учитйвают изменение интенсивности износа при откло- ,нениях температуры и скорости прокатки от установленных значений. 25

Определение зависимости к от температуры прокатки и зависймости к;„ от скорости прокатки производится экспериментальным путем. Фиксируя суммарную длину проката «-, и усилие 30 прокатки Р при прокатке заготовок, у которых температура прокатки была равной установленному значению Т>, а скорости прокатки изменялись, и, измеряя скорость экспериментальной 35 прокатки V: и величину износа Иэ на

ЙгФ, можно определить величины скоростных коэффициентов кч по формуле

Например, для чистовой клети проволочного стана 280 при производстве катанки обыкновенного качества к., =

= -0,85 + 2,1 10 3Т кч — — 0,49б +. .+ Оф021 V.

Согласно предлагаемому способу для двух (n-ой и и-1-ой) клетей (или более ) вычисляют величину износа И работающих калибров смежных и-ой и и-1-о1 (или более ) клетей после прокатки каждой заготовки по формуле 5) и затем, складывая для каждого из работающих калибров в отдельности величины износа, полученные от прокатки в этих калибрах всех.предыдующих i-ых заготовок с момента начала их эксплуатации до момента окончания прокатки i-ой заготовки, определяют суммарный износ каждого из этих калибров в отдельности (т.е.

И ..=, Г g) на момент окончания про1 1 катки i-ой заготовки.

Эатем определяют остаточные (до допустимых величин износа И Оп величины износов И работаюших .калибров и-ой и и-1-о1 (или более ) клетей на момент окончания прокатки i.-ой заготовки, т.е. Иоспи И д.1, е.(или еще и для дРугих клетей ), по формуле т.е.

"вгд in ф4,вп в K in — И

=И -Н опт in-1 Аоп и-1 K i n-1

Осуществляемая коррекция вытяжек к клетях весьма незначительна и вызываемое этой коррекции изменение геометрических размеров проката также мало.

Например, при вы1аеуказанных условиях прокатки в предпоследней чистовой клети проволочного стана 280 изменение раствора валков на 0,005 мм изменило суммарную длину, на которой был достигнут допустимый износ калибра, на 33,5 км и никак не отразилось на изменении геометрических размеров готового проката н устойчивости прокатки.

Такое положение обусловлено тем, что величина износа накапливается на большой длине и поэтому даже небольшое изменение усилия прокатки существенно изменяет суммарную длину прокатанных заготовок, на которой достигается допустимый износ калибра.

На чертеже приведена блок-схема устройства, реалйэ лацего предлагаемый способ.

Выходы датчиков 1 усилия прокатки

Р, датчиков 2 температуры T проката, датчиков 3 скорости Ч прокатки и датчиков 4 импульсов соединены с входами соответственно ключей 5, б, 7

1014611

7 и 8, выходы которых соединены с входами соответственно блоков 9 усреднения усилия прокатки, блоков 10 усреднения температуры заготовки, блоков

11 усреднейия скорости прокатки и блоков 12 определения длины прокатан- 5 ной заготовки. Управляющие входы ключей 5-8 соединены с выходами фотореле 13, выходы которых соединены также с управляющими входами ключей 14, на вход которых подается Щ постоянное напряжение U, а их выхо-. ды соединены с входами. блоков 15 интегрирования единичного сигналапостоянной величины Ов. Вторые входы блоков 9-11 усреднения, соединены 15 с выходами блоков 15 интегрирования.

Выходы блоков 10 и 11 усреднения соединены с входами блоков 16 определения коэффициента к пропорциональнос ти, выходы которых соединены с входами блоков 17 вычисления износа И от прокатки очередной заготовки. Вторые входы этих блоков соединены с выходами блоков 12 определения длины прокатанной заготовки, а третьи входы — с. выходами .блоков 9 усреднения усилия прокатки. Выходы блоков 17 соединены с входами ключей 18, управляющие входы которых соединены с вы.ходами логических элементов 19 отрицания, входы которых соединены с выходами фотореле 13, выходы ключей 18 соединены с входами блоков

20 суммирования величин износа от прокатанных с начала работы калибров заготовок, выходы дифференцирующих 35 блоков 21 соединены с входами гаше- . ния блоков 9-12 и 15. Входы блоков

21 соединены с выходами фотореле 13.

Выходы блоков 20 соединены .с входами блоков 22 сравнеиня. Выход блока 40 . 22 сравнения схемы управления n-oN клетью соединен с первым входом блока 23 вычисления, а выход блока 22 сравнения схемы управления и-1-ой клетью соединен с первым входом бло- 45 ка 24 вычисления. Вторые входы бло-. ков 23 и 24 вычисления соединены с выходами блоков 16 определения,коэф фициентов к соответствующих схем управления и-ой и и-1-ой клетями.

Перечисленные блоки и соединения являются одинаковыми для схем управления п-,îé и и-1-ой клетями. Третий вход блока 23 вычисления соединен с выходом блока 9 усреднения усилия прокатки в п«ой клети, а выход - с входом блока 25 определения остаточной требуемой длиные . ;,выход которого соединен с третьим. входом блока 24 вычисления. Первый и второй выходы блока,,24 вычисления соединены 6О соответственно с входами ключей 26 и 27, управляющие входы которых соединены с выходом элементов 19 отрицания схемы управления и-1-ой клетью, причем выход ключа 26 соединен с вхо-65 дом системы 28 управления приводом нажимных винтов и-1-ой клети, а выход ключа 27 — с входом системы 29 управления приводом нажнмных винтов и-2-ой клети. Система 30 управления приводом нажимных винтов и-ой клети устанавливает заданную величину S„ ðàñтвора валков и-ой клети.

Система работает следующиМ образом.

После смены. изношенного калибра на новый оператор стана производит гашение информации в блоках 20 об износе предыдущих калибров и-ой и и-1-ой клетей (сигнал гашения Г ).

При входе заготовки в и-1-ую и и-ую клети срабатывают фотореле 13.

Дифференцирующие блоки 21 выдают импульсные сигналы (сигналы дифферен- цирования напряжейия фотореле ) по переднему фронту наростания сигналов на выходах фотореле 13, используемые для гашения информации в блоках 912 и 15. После этого сигнал с фотореле 13 открывает ключи 5-8 и 14, и сигналы с датчиков 1-4 и напряжение Ое поступают .соответственно на интегрйрование в блоки 9-12 и 15, причем в блоках 9, 10 и 11 производится вы числение средних значений соответственно усилия P, скорости Ч и

:температуры Т прокатки путем деле,ния интегралов по усилию, скорости и температуре на интеграл единично-. го напряжения Ов в соответствии с формулами (1), (2 ) и (3); .В блоках 16 осуществляется непрерывное определение коэффициентов к путем вычисления их значений в соответствии с формулами (13), (14) и (4), т.е. производится перемножение предварительно определенных по линейным за висимостям вида (13 ) и (14) коэффициентов кч и к на коэффициент к1.

В блоках 17 вйчисляются величинй износа от прокатки на каждой заготовке в.соответствии с формулой (5 ).

После окончания появляются. сигналы логической единицы, открывающие ключи

18, и информация о величине износа калибров от прокатки очередной заготовки поступает в блоки 20 суммирования величин износа от прокатки всех заготовок с момента начала эксплуатации данного калибра. В этих блоках определяются суммарные величины износа калибров И - в и-ой кле ти и И „1в и-1-ой клетй. В блоках 22 сравненйя вычисляются значения И и И- „ остаточных величин износа до достйжения допустимых величин иФ.носа И „„и И „„„,соответственно в и-ой и и-1-ой клетях. В этих же блоках Формируются сигналы смены калибров (с. с.к. ) при достижении И = 0 ост пили Ио-. п„-О;

В блоке 23 .вычисления определяется суммарная остаточная длина Р . за9 1014611, 10

Составитель Г. Лыэлов

Техред Ж.Кастелевнч Корректор А. Ильин

Редактор Л. Филь

Тираж 816 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 1 3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 3077/7

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 готовок для и-ой клети в соответствии с формулой (7 ) путем операций деления и умножения. В блоке 24 определения остаточной требуемой длины йпж, п „ для л-1-oN клети, которую необходимо прока ать до достижения

И п, эта величина вычисляется в соответствйи с формулой (8). В этом блоке определяются также величины требуемых дополнительных изменений растворов валков в п-1-ой и и-2-ой кле- 10 тях по формулам (9 ) - (12). После окончания прокатки очередной заготовки открываются ключи 26 и 27 (на выходах элементов 19 отрицания — логические единицы), и в системы 28 и

29 управления приводами соответ-. ственно и-1-ой и и-2-ой клетей вводят- ся соответственно значения требуемых изменений растворов валков а9 „„и тР и-2 20

Оценка точности предлагаемой методики определения и регулирования величин износа производилась применительно к условиям прокатки катанки обыкновенного качества диаметром

8 мм в чистовой клети проволочного стана 280 путем фиксации параметров процесса за время эксплуатации калибра до полного его износа и последующего (после снятия валка со стана ) сопоставления действительной величины износа с величиной суммарного износа, определенной по формуле (5 ). Расхождение данных на 14-ти изношенных калибрах не превышало 1,8%.

Применение способа в чистовых клетях проволочного стана 280 при прокатке катанки обыкновенного качества позволяет повысить производительность стана на 3,1% за счет сокращения времени его остановки на смену калибров и валков.

Способ позволяет также сократить расход валков и повысить точность проката по геометрическим размерам.