Устройство для управления прокатным станом

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Ы51) В 21 В 37 08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 3398375/22-02 (22) 09.03.82 (31) Р 3109536.4 (32) 13.03. 81 (33) ФРГ (46) 15;03.84. Бюл.М 10 (72) Адольф Глаттйельдер, Хайнц Гюттингер (Швейцария) и Йозеф Мерккс (Нидерланды) (71) Эшер Висс AI" (Швейцария) (53) 621.771.01(088.8) (56) 1 ° Патент ФРГ 9 2507233, кл. В 21 В 13/14, 1976. (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРОКАТНЫМ СТАНОМ, представляющим собой прокатную клеть с гидрораспором рабочих валков, опорные валки которой выполнены в виде полых цилиндров, прижимаемых к рабочим валкам при помощи гидравлических опорных элементов, причем последние размещены вдоль двух траверс, нижняя из которых установлена на неподвижных подушках, а верхняя — на подушках, перемещаемых при помощи нажимного устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности геометрических размеров проката,. оно содержит датчики коррекции давлений по числу гидравлических опорных элементов, блок распределения заданий номинальных давлений, контуры регулирования давления рабочей жидкости в каждом из гидравлических опорных элементов, положения концов опорных валков, величины раствора рабочих валков или . усилйя прокатки и толщины полосы, причем выход контура регулирования толщины полосы соединен со входом контуров регулирования величины раствора рабочих валков или усилия прокатки, выходы которых соединены со входами блока распределения заданий номинальных давлений, другие входы которого соединены с выходами контуро; регулирования положения концов опор„„SU„„, 1080732 А ных валков и датчиков коррекции давлений, выходы блока распределения заданий номинальных давлений ., оединены со входами контуров регулирования давления рабочей жидкости в каждом иэ гидравлических опорных элементов.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок распределения заданий номинальных давлений содержит функциональные преобразователи в количестве, равном количеству гидравлических элементов, сумматоры, два переключателя, шины для верх-. него и нижнего опорных валков, к которым подсоединены входы функциональных преобразователей, выход каждого из которых соединен с одним из входов Я соответствующего сумматора, другой ,вход которого соединен с выходом .

:соответствующего датчика коррекции давления, а выход сумматора является выходом блока распределения заданий номанильных давлений, шина нижнего Я валка соединена с выходами двух сумматоров, входы которых соединены с выходами контура регулирования положе ния концов нижнего опорного валка и .контура регулирования величины раствора рабочих валков, шина верхнего валка при помощи переключателей под-. соединена к выходу контура регулирования положения концов верхнего опорного валка и к выходу контура регулирования велнчины растВОра Рабочих валков.

З..устройство по пп.1 и 2, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что контур регулирования давления рабочей жидкости в каждом из гидравлических опорных элементов содержит ПИД-регулятор, усилитель, исполнительный механйзм, манометр, преобразователь и элемент сравнения, входы которого соединены с выходами блока распределения заданий номинальных давЛений и преобразователя, вход которого соединен с выходам маиометра,.выход ПИД1080732 регулятора через усилитель соединен со входом исполнительного механизма, а вход - с выходом, элемента сравнения.

4: Устройство по пп.1-3, о т л ич а ю щ е е с я тем, что контур регулирования положения одного конца опорного валка содержит датчик и эадатчик положения конца опорного валка, преобразователь, ПД-регулятор, элемент сравнения. и ПИ-регулятор положения конца опорного валка, причем датчик положении конца опорного валка через последовательно соединенные преобразователь и ПД-регулятор соединен с одним иэ входов элемента сравнения, другой вход которого соединен с выходом задатчика положения, выход элемента сравнения соединен со входом

ПИ-регулятора. положения конца опор ного валка.

5. Устройство по пп.1-4, о т л и ч а ю.щ е е с я тем; что контур регулирования величины раствора рабочих валков содержит сумматор, переключатель, четыре элемента сравнения, четыре O-регулятбра, два блока транспортного запаздывания, датчик и задатчик межвалкового зазора, блоки ограничения минимального и максимального значений усилия прокатки, датчик и эадатчик усилий прокатки, задатчики максимального и минимального значений усилий, прокатки, четыре преобразователя к датчикам и задатчикам, - функциональный преобразователь и

И-регулятор положения раствора рабочих валков, причем вход последнего соединен с выходом блока ограничения минимального значения усилия прокатки, один иэ входов которого через первый П-регулятор соединен с выходом первого элемента сравнения, один иэ входов которого соединен с задатчиком минимального значения усилия прокатки, а другой — с выходом первого блока транспортного запаздывания, вход которого через преобразователь

1 1

Изобретение относится к металлургии, в частности к прокатному производству, и предназначено для управления прокатным станом кварто.

Известен стаи, содержащий прокатную клеть с гидрораспором рабочих валков, опорные валки которой выполнены в виде полых цилиндров, принимаемых к рабочим валкам при помощи гидравлических опорных элементов, причем последние размещены вдоль двух траверс, нижняя из которых установсоединен с выходом датчика усилий прокатки, второй вход блока ограничения минимального значения усилия прокатки соединен с выходом блока ограничения максимального значения усилия прокатки, один из входов которого через второй . П-регулятор соединен с выходом второго элемента сравнения, входы которого соединены с выходами соответственно первого блока транспортного запаздывания и задатчика максимального значения усилия прокатки, другой вход блока orраничения максимального значения усилия прокатки соединен через переключатель:и третий П-регулятор с выходом третьего элемента сравнения, один иэ входов которого через второй блок транспортного запаздывания,функциональный преобразователь и преобразователь соединен с выходом датчика межвалкового зазора, другой вход третьего элемента сравнения соединен с выходом -сумматора, входы которого соединены с выходом контура регулирования толщины полосы и через преобразователь с задатчиком межвалкового зазора, выход задатчика усилий прокатки через преобразователь соединен с одним из входов четвертого элемента сравнения, другой вход которого соединен с выходом первого блока транспортного запаздывания, выход четвертого блока через четвертый П-регулятор и переключатель соединен со входом блока ограничения максимального значения усилия прокатки.

6. Устройство по пп.1-5, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что контур регулирования толщины полосы содержит измерители толщины и скорости полосы, два преобразователя, мультипликатор и

И-регулятор толщины полосы, причем вход последнего соединен с выходом мультипликатора, входы которого через преобразователи соединены с выходами измерителей толщины и скорос; ти полосы.

2 лена на неподвижных подушках, а верхняя - на перемещаемых при помощи нажимного устройства, с целью получения проката с заданными геометрическими размерами 513..

Цель изобретения — повышение точности геометрических размеров прокатываемого листа на укаэанном типе стана.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для управления прокатным станом кварто, представляющее со1080732 бой прокатную клеть с гидрораспором рабочих валков, опорные валки которой выполнены в виде полых цилиндров, прижимаемых к рабочим валкам при помощи гидравлических опорных элементов, причем последние размещены вдоль 5 двух траверс, нижняя из которых установлена на неподвижных подушках, а верхняя — на перемещаемых при помощи нажимного устройства, дополнительно содержит датчики коррекции давлений по числу гидравлических опорных элементов, блок распределения задания номинальных давлений, контуры регулирования давления рабочей жидкости в . каждом из гидравлических опорных элементов, положения концов опорных валков, величины раствора рабочих валков или усилия прокатки и толщины полосы, причем выход контура регулирования толщины полосы соединен со входами контуров регулирования вели- 20 чины раствора рабочих валков или уси-. лия прокатки, выходы которых соединены со входами блока распределения заданий номинальных давлений, другие входы которого соединены с выходами 25 контуров регулирования положения конgoa опорных валков и датчиков коррекции давлений, выходы блока распределения заданий номинальных давлений соединены со входами контуров регули- З0 рования давлений, рабочей жидкости в каждом из гидравлических опорных элементов.

Блок распределения заданий номинальных давлений содержит функциональные преобразователи в количестве, равном количеству гидравлических опорных элементов, сумматоры, два переключателя, шины для верхнего и нижнего опорных валков,к которым подсоединены входы функциональных преобразова40 телей, выход каждого из которых соединен с одним из входов соответствующего сумматора, другой вход которого ,соединен с выходом соответствующего датчика коррекции давления, а выход сумматора является выходом блока распределения заданий номинальных давлений, шина нижнего валка соединена с выходами двух сумматоров, входы кото- . рых соединены с выходами контура ре 50 гулирования положения концов нижнего .опорного валка и контура регулирования величины раствора рабочих валков, шина верхнего валка при помощи переключателей подсоедйнена к выходу контура регулирования положения концов верхнего опорного валка и.к выходу контура регулирования величины раст- вора рабочих валков..

Контур регулирования давления рабочей жидкости в каждом из гидравли- 60 ческих опорных элементов содержит

ПИД-регулятор, усилитель, исполнительный механизм, манометр, преобразователь и элемент сравнения, входы которого соединены с выходами блока 65 распределения заданий номинальных да-. влений и преобразователя, вход которого соединен с выходом манометра, выход ПИД-регулятора через усилитель соединен со входом исполнительного механизма, а вход — с выходом элемента сравнения.

Контур регулирования положения одного конца опорного валка содержит датчик и задатчик.положения концов опорного валка, преобразователь, ПДрегулятор, элемент сравнения и ПИрегулятор положения конца опорного валка и компаратор, причем датчик положения конца опорного валка через последовательйо соединенные преобразователь и ПД-регулятор соединен с одним из входов элемента сравнения, другой вход которого соединен с выходом задатчика положения, выход элемента.сравнения соединен со входом ПИрегулятора положения. конца опорного валка, выход ПИ-регулятора положения концов опорного валка является выходом контура регулирования по." ожения концов оболочки.

Контур регулирования величины раствора рабочих валков или усилия прокатки содержит сумматор, переключатель, четыре элемента сравнения, четыре Прегулятора, два блока транспортного запаздывания, датчик и задатчик межвалкового зазора, блоки ограничения. минимального и максимального значений усилия прокатки, датчик и эадатчик усилий прокатки, задатчики максимального и минимального значений усилий прокатки, четыре преобразователя к датчикам и задатчикам, функциональный преобразователь и И-регулятор положения раствора рабочих валков, причем вход последнего соединен с выходом блока ограничения минимального значения усилия прокатки, один из входов которого через первый П-регулятор соединен с выходом первого элемента сравнения, один иэ входов которого соединен с задатчиком минимального значения усилия прокатки, а другой - с выходом первого блока транспортного запаздывания, вход которого через преобразователь соединен с выходом датчика усилий, прокатки, второй вход блока ограничения минимального значения усилия прокатки соединен с выходом блока ограничения максимального значения усилия прокатки, один из входов которого через второй f1регулятор соединен с выходом второ го элемента сравнения, входы которо«

ro соединены с выходами соответственно первого блока транспортного запаздывания и задатчика максимального значения усилия прокатки, другой вход блока ограничения максимального значения. усилия прокатки соединен через переключатель и третий П-регулятор с выходом третьего элемента сравнения, один из входов которого через

1080732 второй блок транспортного запаздывания, функциональный преобразователь

-. и преобразователь соединен с выходом датчика межвалкового зазора, другой вход третьего элемента сравнения соединен с выходом сумматора, входы 5 которого соединены с. выходом контура регулирования толщины полосы и через преобразователь с задатчиком межналкового зазора, выход задатчика усилий прокатки через преобразователь 19 соединен с одним иэ входов четверто-! го элемента сравнения, другой вход .которого соединен с выходом первого блока транспортного запаздывания, выход четвертого элемента сравнения че- 5 рез четвертый П-регулятор и переключатель соединен со входом блока ограничения максимального значения усилия прокатки.

Контур регулирования толщины, полосы содержит измерители толщины и скорости полосы, дна преобразователя, мультипликатор и И-регулятор толщи-. ны полосы, причем вход последнего соединен с выходом мультипликатора, входы которого через преобразователи соединены с выходами измерителей толщины и скорости полосы

На фиг. 1 представлен прокатный стан согласно изобретению ; на фиг.2 блок-схема устройства для управления 30 прокатным станом; на,фиг.3 — блок-схема блока распределения заданий номинальных давлений; на фиг.4 — блоксхема контура регулирования давления рабочей жидкости в гидравлических опо- 35 рных элементах; на фиг.5 — блок-схема контура регулирования концов нижнего опорного валка. На фиг.6 — блоксхема контура регулирования величины раствора рабочих валков или усилия 4р прокатки. На фиг.7 — блок-схема кон-: тура регулирования толщины полосы.

На фиг.1 представлен прокатный . стан 1 кварто, в котором непосредственно закреплена траверса 2 оболочки 45

3 нижнего опорного валка прогиба через его подшипники 4. Подушки 5 для траверсы 6 оболочки 7 верхнего опорного валка прогиба установлены в клети с перестановкой по высоте посредством шпинделей 8. На траверсу 2 опнра-50 ется через гидравлические опорные элементы 9 оболочка 3 нижнего опорного. валка 10, и на верхнюю траверсу

6 опирается оболочка 7 верхнего опорного валка 11 через гидравлические 55 опорные .элементы 12. В схематическом изображении фиг.1 показаны только по

5 верхних 12 или нижних 9 гидравлических опорных элементов, фактически же их число гораздо больше и состав- 6О ляет, например, 24 для каждой оболочки (опорного валка 10 или 11. В отношении рабочего давления соответственно определенное число расположенных рядов гидравлических опорных элементов 9 и 12 включены параллельно так, что имеются пять "зон" вдоль ширины прокатной щели, которые реагируют на собственные исполнительные сигналы.

В прокатном стане кнарто между оболочками 7 и 3 соответственно верхним 11 и нижним 10 установочными (опорньми) валками прогиба помещены два приводимых в движение рабочих валка 13 и 14 с их подушками 15. На обеих сторонах рабочих валков 13 и

14 предусмотрены так называемые уравновешивающие цилиндры 16 (гидрораспор), т.е. гидравлические цилиндры, которые при нагрузке давлением отводят друг от друга оба рабочих валка и тем самым открывают рабочую щель.

В прокатной щели показан прокатываемый материал 17. Следует отметить, что уравнонешинающие цилиндры 16 но время процесса прокатки находятся под данлением.и тем самым противодействуют гидравлическим опорным элементам 9 и 12. При этом они из-за воздействия на концы рабочих валков создают изгибающие моменты. Это следует учитывать при установлении характеристик для отдельных гидравлических опорных элементов 9 и 12 или групп гидравлических опорных элементов.

Согласно фиг.2 прокатная клеть 1 условно представлена оболочками нижнего 10 и верхнего 11 опорных валков, рабочими валками 13 и 14, гидравлическими опорными элементами 9 и 12 и прокатным материалом 17.

Устройство для упранления прокатным станом содержит датчики 18 коррекции давлений по числу гидравлических опорных элементов 9 или 12, блоки 19 распределения задания номинальных давлений, контуры 20 регулирования давления рабочей жидкости н каждом из гидравлических опорных элементов 9 и 12, контуры 21 регулирования положения концов оболочек 3 и 7 соответственно нижнего 10 и верхнего 11 спорных валков, контуры 22 регулирования величины раствора рабочих валков 13 и 14 или усилия прокатки и контур 23 регулиронания толщины полосы 17, причем выход контура 23 регулирования толщины полосы соединен со входами контурон 22 регулирования величины раствора рабочих валков 13 и 14 или усилия прокатки, выходы которых соединены со входами блоков 19 распределения заданий номинальных давлений, другие входы которых соединены с выходами контуров 21 регулирования положения концов оболочек нижнего 10 и верхнего

11 опорных валков и датчиков 18 коррекции давлений, ныходы блоков 19 распределения заданий номинальных данлений соединены,со входами контуров 20 регулирования давлений рабочей жидкости в каждом из гидравлических опорных элементов 9 и 12.

1080732

Блок 19 распределения заданий номинальных давлений (фиг.3) содержит функциональные преобразователи 24 в количестве, равном количеству гидравлических опорных элементов 9 и 12, сумматоры 25 и 26 по количеству гид- 5 ранлических опорных элементов, сумма- торы 27 и 28, переключатели 29 и 30, шины 31 и 32 для нижнего и верхнего опорных валков 10 и 11 соответственно, к которым подсоединены входы фун-10 кциональных преобразователей 24, выход каждого из которых соединен с одним иэ входов соответствующего сум. матора 25 и 26, другой вход которого соединен с выходом датчика 18 коррек- 5 ции давления, ныход сумматора 25 или 26 является выходом блока 19 рас- . пределения заданий номинальных давлений, шина 32 нижнего валка соединена с ньходами сумматоров 27 и 28, входы которых соединены с выходами контура 21 регулирования положения концов оболочки 3 нижнего опорного валка 10 и контура 22 регулирования раствора рабочих валков, шина 31 верхнего валка при помощи переключате-, 25 лей 29 и 30 может быть подсоединена. либо к выходу контуров 21 регулиронания положения концов оболочки 7 верхнего опорного валка 11, либо к выходу контура 22 регулирования межвал-30 кового зазора рабочих валков 13 и 14.

Контур 20 регулирования давления рабочей жидкости (фиг.4) содержит

ПИД-.регулятор 33, усилитель 34, исполнйтельный механизм 35, манометр 35

36, преобразователь 37, элемент 38, сравнения, входы которого соединены с выходами блока 19 распределения заданий номинальных давлений и преобразователя 37, вход которого соединен 40 с выходом манометра 36, выход ПИДрегулятора 33 через усилитель 34 соединен со входом исполнительного меха.низма 35, а вход — с выходом элемента сравнения 38.

Силовая часть контура 20 регули- 45 рования давления рабочей жидкости в

:гидравлических опорных элементах сна" бжен сбрасынающим вентилем 39, предохранительным вентилем 40, датчиком

41 давления для защиты и датчиком 42 50 расхода рабочей жидкости.

Контур 21 регулирования положения концов оболочки 3 нижнего опорного валка 10 (фиг.5) содержит датчики 43 и 44 положения, задатчик 45 положения55 концов оболочки 3 нижнего опорного валка 10, преобразователи 46 и 47, ПД-регулятор 48, элемент 49 сравнения, ПИ-регулятор 50 положения кон. ца оболочки 3 нижнего опорного валка 60

10 и компаратор 51, причем датчики 43 и 44 положения концов оболочки 3 нижнего опорного валка 10 через последовательно соединенные преобразователи

46 и 47 и ПД-регулятор 48 соединен с одним из входов элемента 49-сравнения, другой вход которого соединен с выходом задатчика 45 положения, выход, элемента 49 сравнения соединен со входом ПИ-регулятора 50 положения конца оболочки 3 опорного валка 10, выходы преобразователей 46 и 47 сое динены со входами компаратора 51.

Выход ПИ-регулятора 50 положения концов оболочки 3 опорного валка 10 является выходом контура 21 регулирования положения концов оболочки опорного валка.

Контур регулирования раствора ра.бочих валков или усилия .прокатки (фиг.б) содержит сумматор 52, элементы 53-56 сравнения, IT-регуляторы

57-60, блоки 61 и 62 транспортного запаздывания,задатчик 63 межвалкового зазора, блоки 64 и 65 ограничения соответственно минимального и максимального значений усилия прокатки, датчик 66 и задатчик 67 усилий прокатки, задатчики 68 и 69 максимального и минимального значений усилий прокатки, преобразователи 70-73, преобразователь 74 функциональный, И-регулятор 75 положения раствора рабочих валков, причем вход последнего соединен с выходом блока 64 ограничения максимального усилия прокатки, один из входов которого через П-регулятор 57 соединен с выходом элемента 56 сравнения, один . из входов которого соединен с задатчиком 69 минимального усилия, а другой — с выходом блока 60 транспортного запаздывания, вход которого через преобразователь 71 соединен с выходом датчика 66 усилий прокатки, второй вход блока 64 ограничения минимального усилия соединен с выходом блока 65 ограничения максимального усилия прокатки, один из входов которого через П-регулятор

59 соединен с выходом элемента 54 сравнения, входы ° которого соединены с выходами соответственно блока 61 транспортного запаздывания и задатчика 68 максимального усилия прокат ки, другой вход блока 65 ограничения максимального усилия прокатки соединен через переключатель 76 и П- регулятор 60 с выходом элемента 53 сравнения, один из входов которого через блок 62 транспортного запаздывания, функциональный преобразователь 74 и преобразователь 72 соединен с выходом датчика 43 межналкового зазора, другой вход элемента 53 сраннения соединен с выходом сумматора 52, входы которого соединены с выходом контура 23 регулирования толщины полосы и через преобразователь 73 с эадатчиком 63 межвалконого зазора, выход задатчика 67 усилия прокатки через преобразователь 70 соединен с одним из входов элемента

1080732

55 сравнения, другой вход которого соединен с выходом блока 61 транспортного запаздывания, выход элемен1 та 55 сравнения через, п-регулятор, 58 и переключатель 76 соединен со входом блока 65 ограничения максимального.5 усилия прокатки.

Блок-схема контура 23 регулирования толщины полосы (фиг.7) содержит измерители толщины 77 и скорости 78 полосы (не показана), преобраэовате- !О ли 79 и 80, мультипликатор 81 и Ирегулятор 82 толщины, вход последнего соединен с выходом мультипликатора

81, входы которого соединены с выходами измерителя 78 скорости и измери-15 теля 77 толщины соответственно через преобразователи 79 и 80.

Устройство работает следующим об. разом.

Заданное значение давления для контуров 20 регулирования давления рабочей жидкости в каждом из гидравлических опорных элементов 9 и 12 (фиг.4) образуется в блоках 19 распределения давления номинальных давлений (фиг,2 и 3) выходными сигналами контуров 21 регулирования положения концов оболочек 3 и 7 соответственно нижнего 10 и верхнего 11 .опорных валков (фиг.5) и контуров 22 регуЛирования величины раствора рабочих 3О валков или усилия прокатки (фиг.2 ,, и,6)

Фактическое значение положения оболочек 3 и 7 соответственно нижнего 10 и верхнего 11 опорных валков 35 измеряется на обоих концах оболочек.

Если фактические значения положения одинаковы, то оболочки опорных валков расположены горизонтально и отклонение величины раствора рабочих валков или усилия прокатки воздействует в одинаковой мере на все контуры 20 регулирования давления рабочей жидкости в каждом из гидравлических опорных элемейтов 9 и 12.

В случае отклонения оболочек 3 и 7 опорных валков 10 и 11 от горизонтального положения, отклонение величины раствора рабочих валков или усилия прокатки вьзывает коррекцию давления рабочей жидкости в одной части гидравлических элементов одного знака, а в другой — другого знака.

Положения оболочек 3 и 7 нижнего

10 и верхнего 11 опорных валков устанавливаются при настройке стана.

В процессе эксплуатации стана .с регулированием усилия прокатки или межвалкового зазора используются выходные сигналы контура 21 регулирования положения концов оболочки 3 лишь нижнего опорного валка 10. При этом ,переключатели 29 и 30 (фиг.3) зани мают нижнее положение.

Цри срабатывании .блоков ограниче-. ния минимального 64 и максимального

65 усилия прокатки контур 23 регулирования толщины отключается выключателем 83 (фиг.7).

Предложенное техническое решение обеспечивает повышение точности геометрических размеров прокатываемого листа. 1080732

Фиг. 1

10Â0732

2J!

1080732

1080732

Составитель,A. СЕргеев

РедактоЪ N.ÊåëåìåèTåõðåé С.Мигунова Корректор А.Ильин

Ч

Заказ 1378/55 Тираж 796 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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