Устройство для регулирования угла входа полосы в клети непрерывного прокатного стана

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ УГЛА ВХОДА ПОЛОСЫ В 1О1ЕТИ НЕПРЕРЫВНОГО ПРОКАТНОГО СТАНА, содержащее направляющие .ролики с приводом перемещения их опор и системой управления приводом в каждом мекклетевом промежутке и перед первой клетью, имеющей в своем составе регуляторы, положения опор роликов, измерители перемещения опор роликов, датчики положения опор, датчики и узлы сравнения моментов на шпинделях рабочих валков всех клетей, датчики скорости полосы и индикаторы сварного шва, отличающееся тем, что, с целью повышения стабильности процесса прокатки сварных швов, оно дополнительно содерхшт блоки управления , инверторы, логические схемы ИЛИ, первые и вторые управляемые ключи, блок вычисления приращений угла входа полосы по числу клетей, ; причем вход блока вычисления приращения угла входа полосы первой клети :соединен с выходом толщиномера, установленного перед первой клетью, а входы блоков вычисления приращения угла входа полосы остальных клетей соединены один с инверсным выходом блока вычисления предццу1чей клети, а два других - с выходами толщиномеров , установленных перед и за предыдущей клетью, пряные выходы этих блоков соединены с одним из входов регуляторов положения опор роликов, выходы которых через первые управляемые ключи подсоединены к первым входам логических схем ИЛИ, выходы которых соединены с системами управления приводом опор, а вторые входы через вторые управляемые ключи (Л с выходами углов сравнения мo reнтoв,. другие-входы регуляторов положения опор роликов соединены с выходами Измерителей перемещения опор роликов , на входа которых подсоединены датчики положения опор, причем управ ляемые входы измерителей перемещения и первых ключей непосредственно, О а вторых ключей через инверторы соединены с выходом соответствующего ю эо данной клети блока управления, на входы каждого из которых подсоединены датчики скорости полосы и индикации сварного шва, установленные пе--J . ред данной клетью.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) А

3(51) В 21 37/! ! !

Ф ! !

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

I с

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3401222/22-02 (22) 26.02.82 (46) 07.07.83. Бюл. Р 25 (72) E.À. Парсенюк, В.Л.. Мазур, В.В. Акишин и М.Д. Зинченко (71) Институт черной металлургии (53) 621.771.068(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 825212, кл. В 21 В 37/00, 1979. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ УГЛА ВХОДА ПОЛОСЫ В КЛЕТИ НЕПРЕРЫВНОГО ПРОКАТНОГО СТАНА, содержащее направляющие .ролики с приводом перемещения их опор и системой управления приводом в каждогл межклетевом промежутке и перед первои клетью, имеющей в своегл составе регуляторы положения опор роликов, измерители перемещения опор роликов, датчики положения опор, датчики и узлы сравнения моментов на шпинделях рабочих валков всех клетей; датчики скорости полосы и индикаторы сварного шва, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения стабильности процесса прокатки сварных швов, оно дополнительно содержит блоки управления, инверторы, логические схемы

ИЛИ, первые и вторые управляемые ключи, блок вычисления приращений угла входа полосы по числу клетей, причем вход блока вычисления приращения угла входа полосы первой клети .соединен с выходом толщиномера, уста. новленного перед первой клетью, а входы блоков вычисления приращения угла входа полосы остальных клетей соединены один с инверсным выходом блока вычисления предыдущей клети, а два других — с выходами толщиномеров, установленных перед и за предыдущей клетью, прямые выходы этих блоков соединены с одним из входов регуляторов положения опор роликов, выходы которых через первые управляемые ключи подсоединены к первым входам логических схем ИЛИ, выходы которых соединены с системами управления приводОм опор, а вторые входы через вторые управляемые ключи с выходами углов сравнения моментов,. другие. входы регуляторов положения опор роликов соединены с выходами измерителей перемещения опор роликов, на входы которых подсоединены датчики положения опор, причем управ ляемые входы измерителей перемещения и первых ключей непосредственно, а вторых ключей через инверторы соединены с выходом соответствующего данной клети блока управления, на входы каждого из которых подсоединены датчики скорости полосы и индикации сварного шва, установленные перед данной клетью.

1026071

Изобретение относится к прокатному производству, точнее к средствам управления вспомогательными механиз— мами прокатных станов, может быть использовано на непрерывных и реверсивных станах холодной прокатки, в частности при прокатке сваренных встык полос и предназначено для регулирования угла входа полосы в paI>о-, чие валки.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и дости:"аемому результату является устройСтво, реализующее способ .-рокатуст;>онство ляющих роликов, опоры которых жестко зафиксированы одна относительно другой и могут перемещаться перпендику iHpiio плоскости прокатк и, привода для перемещения опор роликов,системы управления приводом, вход кото- 20 рой соединен через узел сраннения с датчикамн моментов на шпинделях рабочих валков.

Это устройство предназначено для реализации способа прокатки, по «о- 25 торому ныраннивание моментов на шпинделях производят путем изменения угла входа ? полосы в очаг деформации в функции разности крутящих моментов 1,1.) . 30

Недостаток данного устройства состоит в том, что его применение не обеспечивает стабильности про— цесса прокатки сварных швов.

Устройство обеспечивает выравнивание моментон на шпинделях путем изменения угла входа полосы н клети.

При этом действие одних факторов ассиметрии процесса прокатки компенсируется действием другого (различием коэффициентов контактного трения), Однако при прокатке сварного шва, имеющего большую твердость и меньшую пластичность, чем основной металл, усилие прокатки резко увеличивается.

Зто нарушает стабильность процесса 45 прокатки и может привести к порыву полосы по сварному шну, Сущность работы устройства состо-: ит в том, что при прокатке основного металла с его помощью осуществляют симметричный процесс прокатки путем такого регулирования углов входа полосы в клети, при котором моменты на шпинделях рабочих валков клетей равны. Синхронно с прокаткой шва угол входа полосы в соответствующую клеть при помощи устройстна дополнительно изменяют. Процесс- прокатки становится асимметричным. Несимметричный процесс прокатки характеризуется тем, что напряженное состояние металла в зоне деформации более благоприятно, чем при симметричной прокатке. За счет этого усилие прокатки во время пропуска шва меньше, чем н случае без применения устройства, т.е. Устраняется, сглаживается) скачок усилия прокатки при пропуске шва. При этом устраняются рывки натяжения, возникаюцие при прохождении шва без применения устройства.

Известно, что чем меньше толщина полос, тем больше скачок усилия при прокатке сварных швов. Поэтому величин, дополнительного изменения угла

Целью изобретения является повышение стабильности процесса прокатки сварных шнов.

Поставленная цель достигаешься тем, что ус-.ройство для регулирования угла входа полосы н клети непрерывного прокатного стана, содержащее направляющие ролики с приводом перемещения их,опор и системой управления приводом в каждом межклетевом промежутке и перед первой клетью, имеющей в своем составе регуляторы положения опор роликов, измерители 60 перемещения опор роликов, датчики положения опор, датчики и узлы сравнения моментов на шпинделях рабочих валков всех клетей, датчики скорости полосы и индикации сварного шна, 65 дополнительно содержит блоки управления, инвенторы, логические схемы

ИЛИ, первые и вторые управляемые ключи, блоки вычисления -,риращения угла входа полосы по числу клетей, причем вход блока вь.числения приращения угла входа полосы первой клети соединен с выходом толщиномера, установленного перед первой клетью, а входы блоков вычисления приращения угла входа полосы остальных клетей соелинены один с инверсным выходом блока вычисления предыдуи;ей клети„ а два других — с выходами толщиномеров, установленных перец и за предыдущей клетью, прямые выходы этих блоков соединены с одним из выходов регуляторов положения опор роликов, выходы которых через первые управляемые ключи подсоединены к

IIppBEilM входам логwleñêих схем ИЛИ выходы которых соединены с системами управления приводом опор, а вторые входы через вторые управляемые ключи — c выходами узлов сравнения моментон, другие входы регулятора положения опор роликов соединень.: c выходами измерителей перемещения опор роликов, на входы которых подсоединены датчики положения опор,причем управляемые входы измерителей перемещения и первых ключей непосредственно, а вторых ключей через иннерторы соединены с выходом соответствующего данной клети блока управления, на входы каждого. из которых подсоединены датчики скорости полосы и индикации сварного шва, установленные перед данной клетью.

1026871

20 входа полосы следует принимать обратно пропорциональной толщине полосы перед прокаткой. С увеличением обжатия металла уменьшается различие механических свойств металла шва и полосы. В связи с этим величина скачка усилия в клети уменьшается с увеличением обжатия металла в предыдущих клетях. Поэтому в устройстве предусмотрено уменьшить дополнительное приращение угла входа полосы при пропуске шва, начиная со второй клети, на величину, пропорциональную обжатию в предыдущей клети.

На фиг. 1 показана функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — внутренняя структура блоков вычисления приращения угла входа полосы; на фиг. 3 — структура блоков управления.

Устройство содерх<ит измерители 1 толщины полосы, датчики 2 скорости полосы, направляющие ролики 3 для измерения угла 9 входа полосы в клеть, приводы 4 перемещения опор роликов, системы 5 управления приводами перемещения опор роликов, датчики 6 моментов 11,< и М верхнего и нижнего рабочих валков соответственно, узлы 7 сравнения моментов, датчики 8 положения опор направляющих роликов, датчики 9 индикации сварного шва, логические схемы 10

ИЛИ, вторые управляемые ключи 11, первые управляемые ключи 12, измерители 13 перемещения опор роликов, регуляторы 14 положения опор роликов, инверторы 15, блоки 16 вычисления приращения угла входа полосы, блоки

17 управления, клети I-VII по ходу прокатки.

Каждый из блоков 16 предназначен для вычисления дополнительного приращения угла входа полосы в соответствующую ему клеть прокатного стана.

Каждый из блоков 17 предназначен для ввода сигнала, пропорционального требуемому перемещению опор направляющих роликов 3, в систему 5 управления их приводом 4 при входе сварного шва (синхронно) в ту клеть, перед которой установлены указанные направляющие ролики 3. Блок 16 клети

Г выполнен на базе двух операционных усилителей сумматора и инвертора, соединенных последовательно. К одному входу сумматора подсоединен источник опорного напряжения отрицательной полярности U>ä, к другому - выход толщиномера, установленного перед первой клетью. Прямым выходом блоков 16 является выход сумматора, а инверсным — выход инвертора. Йапряжение U< <, на прямом входе блока 16 первой клети пропорционально величине перемещения опор роликов и определяется из выражения () (()on t

=<5%„=(rM к„Ь,), (q) где ц „— Опорное напряжение, велй5 чину которого регулируют при настройке устройства;

0 — выходное напряжение толщи"о номера, установленного перед первой клетью (его величина пропорциональна установке толщины полосы перед первой клетью);

К, К вЂ” коз фф иц ие н ты и ередач и с ум.

ОП мирующего усилителя по каналам опорного напряжения и датчика (толщиномера) соответственно;

К вЂ” коэффициент пропорциональности, связывающий величину дополнительного приращения д< „ угла входа полосы в клеть I с величиной необходимого для этого вертикального перемещения

25 р S< опор роликов, установленных перед клетью ?, мм/рд.д q

К1 коэффициент пропорциональности, связывающий Ч< с

30 толщиной h полосы на входе в плеть I, рад/мм;

6<) „ — постоянное значение переменной ь|,, величина которого подбирается из усло35 )QQ j > ) К„ h „„,1„), где h — максимально возможйая толorna> щина полосы на входе в стан. Сигнал на прямом выходе блока 16 клети U

1 всегда имеет положительную поляр. ность, .а по величине изменяется по линейной зависимости от максимальной величины, соответствующей тонким полосам, до минимальной при прокатке толстых полос. Для этого величину опорного напря><ения, которое

45 моделирует значение ь< с,а также коэффициенты передачи K и Кд подбирают так, чтобы выполнялось условие

50 1«.. U»l ° ) A ° 0..)

| при изменениях входной толщины полосы от минимального до максимального значения и соответственном изменении напряжения (* толщиномера, установленного перед клетью I.

Блоки 16 последующих клетей выполнены на базе входного инвертора, сумматора и выходного инвертора, соединенных последовательно. В блоке 16

60 последней клети выходной ннвертор отсутствует. К входному инвертору бло.ка 16 каждой клети подсоединен выход толщиномера, установленного за предыдущей клеть1о. На вход сумматора под65,ключен выход толщиномера, установ1026871 ленного перед предыдущей клетью, и инверсный выход блока 16 предыдущей клети. 11

Напряжение О,<, на прямом выходе (на выходе суммирующего усилителя) блока 16 каждой последующей i-й клети пропорционально величине требуеМого Si переглещения опор направляющих роликов, установленных перед этой клетью, и определяется из выражения

0 (К (01, „ ОЬ. ) К(О()) 2)

1- 1

15 где U — выходное напряжен ие толщи1» -г номера„установленного перед предыдущей клетью;

U — выходное напрях<ение толщи)>; номера, установленного за 20 предыдущей клетью;

Кл — коэффициент передачи сумглирующего усилителя блока

16 i-й клети по каналам датчи><ов (толщиномеров); 25 (1 -,>

U — выходное напря>хен ие блока

16

16 предыдущей клети; к — 1<оэффициаггг передачи сум11)

С мирующего усилителя блока

16 i -й клети по каналу свя-Зо зи с блоком 16 предыдущей (i-1)-й клети.

Например, если н выражение 2 вместо индексов подставить номер второй клети по ходу прокатки (1-2) получим

35 где 1! — выходное напряжение толщи 11 номера, установленного псред клетью

U„ - выходное напряжение толщиномера, установленного за клетью (перед клетью !1).

Разность Ui - Ug пропорциональна и<> 1 обжатию в клети 1, Наличие инверторов в блоках 16 устройства связано с необходимостью согласования полярностей используемых сигналов с учетсм того, что по50 лярность сигнала на выходе суммирующих операционных усилителей получает. ся обратной знаку алгебраической суммы входных сигналов.

Блоки управления 17 каждой клети выполнены на базе триггера

18, входы которого соединены между собой через блок 19 регулируемого запаздывания, подсоединенный к датчику скорости полосы, устанонленно- 60 му перед данной клетью. Этот датчик соединен также с другим блоком,20 регулируемого запаздывания, второй вход которого соединен с датчи><ом шна, установленным перед данной кле- Я тью, а выход соединен с входом триггера. Прямые. ныходы триггеров 18 являются выходами блоков управления

17. устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии (когда осуществляется прокатка участков полосы свободных от шва) все первые управляемые ключи 12 закрыты, а все вторые управляемые ключи 11 открыты, Через ключи 11 к нходам систем управления 5 приводом 4 опор направляюших роликов 3 подключены выходы узлов сравнения 7 моментов И„ и N> верхнего и нижнего валков всех клетей стана. При этом устройство работает на поддержание такого угла (p входа полосы в клети, при котором моменты на шпинделях М„ и К были бы равны между собой N N .

При прохождении шва в зоне индикации датчика 9, установленного перед первой клетью, последний срабатывает.

Сигнал шна поступает з блок управления 17, где формируется время за— держки <, Ь, (4>

1 где L — расстояние от датчика 9 шна до клети, м; скорость прокатки н 1-й клети, м/с; среднее время обработки перемещения дS опор роликов для дополнительного изменения д<(>„ угла входа полосы в I-ю клеть.

После окончания <. на выходе

1 блока управления 17 появляется сигнал логической единицы, который открывает ключ 12, через инвертор 15 закрывает ключ 11 и сбрасывает н нуль управляемый измеритель перемещения 13, соединенный с датчиком 8 положения опор роликов.

Одновременно в блоке управления

17 начинает формироваться вторая временная задержка <.,2 К системе управления 5 приводом 4 опор роликов

3 вместо выхода узла 7 сравнения моментов через логическую схему 10 ИПИ и ключ 12 подключается выход регулягора поло><ения 14. На одном входе регулятора 14 имеется сигнал, пропорциональный величине Ь S4 тРебуемого дополнительного перемещения опор роликов, а на другом — сигнал, пропорциональный величине фактического перемещения. Последний снимается с выхода управляемого измерителя перемещения 13. В начальный момент позиционирования он ранен нулю.

Привод 4 включается и перемещает ролики 3, установленные перед 1-й клетью, на необходимую величину

1026871

Когда заданное перемещение ста- нет равным фактическому, привод 4 отключается.

После окончания второй временной задержки о, которая учитывает время прохождения участка шва через очаг деформации, на выходе блока управления 17 появляется сигнал логического

"нуля". Ключ 12 закрывается, а ключ

11 открывается. К системе управления

5 приводом 4 через логическую схему

10 ИЛИ и ключ 11 подключается выход узла 7 сравнения моментов на шпинделях рабочих валков I-й клети. Привод

4 устанавливает ролики 3 в такое положение, при котором моменты на шпин- 15 делях рабочих валков становятся одинаковыми.

Когда шов подходит к второй клети, цикл работы устройства повторяется.

Аналогично устройство срабатывает при прохождении участка сварного шва через остальные клети.

Применение устройства позволяет получить новый технический эффект, а именно повысить стабильность прокатки (сваренных встык полос) за счет устранения резкого (скачкообразного) возрастания усилия во время прохождения шва через очаг деформации.

Устройство может найти применение на непрерывных и реверсивных станах холодной прокатки. Б последнем случае направляющие ролики с приводом перемещения опор, системой управления приводом и датчиками устанавливают перед клетью и эа ней, а необходимые переключения осуществляют,,например, при реверсировании стана.

Величину дополнительного изменения угла входа полосы, которая задается 40 системе управления 5 приводом 4, вычисляют в одном блоке 16 по приведенному алгоритму для каждого пропуска. Для этого в устройство используют информацию о толщине полосы перед и за клетью в каждом проходе.

За счет применения устройства улучшается планшетность полос на участке сварных швов, снижаются энергосиловые параметры прокатки сварных швов. Использование устройства повышает стабильность процесса прокатки, приводит к уменьшению износа и выхода из строя прокатных валков, и, следовательно, росту производительности стана.

Каждый порыв сварного шва на непрерывном стане холодной прокатки приводит и простою стана в среднем около 5 мин. При увеличении прокатываемости сварных швов на 1Ъ (учитываем, что в 30-тонном рулоне 2 сварных шва и производительность стана 1 млн. 300 тыс. т в год) время простоев стана уменьшается за год на

Т = 0 х 0,01 = 72 ч, С Со . где Р— годовая производительность стана, т;

n - количество швов в одном рулоне; время простоя стана при порыве одного шва, мин;

G — масса одного рулона, т °

При среднечасовой производительности Р = 186 т прирост производства составляет P .= Р хТ = 186 72 = 13392 т или 1Ъ производительности стана.

1026871

1026871

1026871

drrr Яммили Г аюрст лю лаюсden оЬякжп Р а Уи

Составитель Ю. Рыбьев

Редактор A. Гулько Техред A. Ач

Корректор А. Ильин

Заказ 4625/11 Тираж 816 Подп ис ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР до делам изобретений и открытий

113035, Москва, И-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4