Способ управления ускоренным охлаждением полосы и устройство для его осуществления

 

1. Способ управления ускоренным охлаждением полосы, включающий изменение расхода хладагента путем изменения длины зоны ускоренного охлаждения в зависимости от величины скорости, температуры и толщины полосы для обеспечения заданной температуры смотки, определение необходимого времени ускоренного охлаждения и последующее увеличение длины зоны ускоренного охаждения после начала ускорения полосы, отличающийся тем, что, с целью повыщения качества полосы за счет увеличения точности регулирования температуры смотки, после начала ускорения полосы увеличивают время ускоренного охлаждения ее путем сокращения времени воздун - ного охлаждения и дополнительного увеличения длины зоны ускоренного охлаждения полосы. Ш Ш Ш X to оо сд сд со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1235579 А1 (ю4 В21 В3710

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг. 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3832592/22-02 (22) 30.12.84 (46) 07.06.86. Бюл. № 21 (71) Киевский институт автоматики им. XXV съезда КПСС (72) Г. 3. Зайниев и Ю. С. Юрковский (53) 621.771.23-415.016.2.002.52 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 735352, кл. В 21 В 37/IO, 1978. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ УСКОРЕННЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ ПОЛОСЫ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) 1. Способ управления ускоренным охлаждением полосы, включающий изменение расхода хладагента путем изменения длины зоны ускоренного охлаждения в зависимости от величины скорости, температуры и толщины полосы для обеспечения заданной температуры смотки, определение необходимого времени ускоренного охлаждения и последующее увеличение длины зоны ускоренного охаждения после начала ускорения полосы, отличаощайся тем, что, с целью повышения качества полосы за счет увеличения точности регулирования температуры смотки, после начала ускорения полосы увеличивают время ускоренного охлаждения ее путем сокращения времени воздушного охлаждения и дополнительного увеличения длины зоны ускореHHolo охлаждения полосы.!

235579

2. Устройство управления ускоренным охл аждением полосы, содержащее из мерители скорости толщины, температуры конца прокатки и температуры смотки полосы, первый и второй задатчики, блок коррекции, сумматор, входы которого соединены с измерителем температуры смотки полосы и первым задатчиком, а выход — с входом блока коррекции, блок деления, первый и второй блоки умножения и душирующее усройство, отличающееся тем, что, с целью повышения качества полосы за счет увеличения точности регулирования температуры смотки, в него дополнительно введены четыре задатчика, датчик начала ускорения, блок слежения, компаратор, три сумматора, датчик наличия полосы, формирователь, два датчика скорости воздушного охлаждения, коммутатор, два датчика времени, датчик длины и распределитель, причем измеритель скорости соединен с входом блока слежения и с первым входом коммутатора, измеритель толщины — с первыми входами датчиков скорости воздушного охлаждения, измеритель температуры конца прокатки — с вторыми входами первого датчика скорости воздушного охлаждения и второго сумматора, первый задатчик соединен с вторым входом второго датчика скорости B03душного охлаждения и первым входом второго сумматора, второй задатчик — с третьими входами датчиков скорости воздуп!ного охлаждения, третий задатчик — — с первым входом компаратора, четвертый задатчик с первым входом третьего сумматора, пятый задатчик — — с первыми входами второгО ДатЧИКа ВРЕМЕНИ И ДатЧИКа ДЛИНЫ, ШЕСтай

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано в системах регулирования температуры смотки полосы на станах горячей прокатки.

Цель изобретения — повышение качестВа полосы за счет увеличения точности регулирования температуры смотки.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства, реализующего предлагаемый

<. пособ; на фиг. 2 — блок-схема датчика скорости воздушного охлаждения; на фиг. 3 блок-eve!33a датчика времени; на фиг. 4 блок-схема датчика длины; на фиг. 5 — - кривые процессов охлаждения полосы на отводящем ролы анге.

Устройство управления ускоренным охлаждением полосы (фиг. 1) содержит измеритель скорости полосы, измеритель 2 тол1цины полосы, измерители 3 и 4 темпезадатчик с первым входом четвертого сумматора, датчик начала ускорения — с четвертыми входами второго д;:.тчика времени и датчика длины, датчик наличия полосы -- с первым Входом первого датчика времени, выход блока слежения соединен с вторыми входами ком!!аратора и третьег0 сумматора, выход которого соедиНрН с Вторым Входом коммутатора, вход формирователя соединен с B»lxoдом компаратора, а выход -- с вторым входом первого датчика времени и с управляющим Входом коммутатора, первый Выход которого соединен с вторыми входами второго датчика времени, и датчика длины, à ВтОрОИ выход — с третьим Входом второго датчика времени, выход которого соединен с первым

Входом IlppÂOÃO О.пока у 31ИОжеl!ия, ВыхОд первого датчика времени соедкие;-! с первым

13хо 1Ом 13тОриГÎ б,10K<3 х"3!и(гжепия ВтОВОЙ вход которогo соединен с Выхо Ioм первого датчика скорости воздушного Охлаждения, а выход — p третьим Входом второго сумматора, чс Bpplo!H вход которого соединен с выходом первого блока уменожения, ВВ1ход BTopoi д13тчика скорости Возду пlного ох„!а>кдения соединен с вторыми Входами первогo блока умножения и четвертого сумматора, первый и второй входы блоКВ;1р Ipí èÿ сор13Н Ilpны с Выхо. 1а ми 13торОГÎ и !е1вг13того сумматоров, H Выход — с третьHv; Входом датчика д,IHII I>!, Выход I oTopo! соединен с Вторым Входом блока коррекции, вход !3асиреде.!!3теля — с Выходом блока коррекции, а Выход — с душирующей установкойй. ратуры конца прокатки и смотки, задатчкки

5 --!0, датчик 1! начала ускорения, блок

12 слежения, компаратор 13, су.",IìHòîpû

14-- 17, датчик 18 наличия, формирователь

19, датчики 20 и 21 скорости во 3;.,ушного охлаждсния, комм татОр 22, датчкки 23 и

24 времени, блоки 25 к 26 умножения, блок

27 деления, датчик 28 длкны, блок 29 коррекции, распределитель 30, душирующее устрой TBo 3!. На фигуре показаны также последняя чистовая клеть 32, с рабочим валкОм, с которым соединен измсритель 1 скорости полосы, и моталка 33 для смотки полосы 34.

Измеритель скорости соединен с входом блока 12 слежения и с первым входом коммутатора 22, кзмеритель 2 тол!цины с первыми входами датчиков 20 и 21 скорости воздушного охг! аждс нкя (ВО), из мери1235579 тель 3 температуры конца прокатки с вторыми входами датчика 20 и сумматора

15, задатчик 9 соединен с вторым входом датчика 21 скорости ВО и первыми входами сумматоров 15 и 17, второй вход и выход которого соединены с измерителем 4 температуры смотки и первым входом блока

29 коррекции соответственно, задатчик 8— с третьими входами датчиков 20 и 21 скорости ВО, задатчик 5 — с первым входом компаратора 13, задатчик 6 — с первым входом сумматора 14, задатчик 7 — с первыми входами датчиков 24 и 28, задатчик 10 — с первым входом сумматора 6, датчик 11 начала ускорения — с четвертыми входами датчиков 24 и 28, датчик 18 наличия с первым зходом датчика 23 времени, выход блока !2 слежения соединен с вторыми входами компаратора 13 и сумматора 14, выход которого соединен с вторым входом коммутатора 22, вход формирователя 19 соединен с выходом компаратора 13, а выход — с вторым входом датчика 23 времени и с управляющим входом коммутатора 22, первый выход которого соединен с вторыми входами датчиков 24 и 28, а второй вход — с третьим входом датчика 24, выход которого соединен с первым входом блока 26 умножения, выход датчика 23 соединен с первым входом блока 25 умножения, второй вход которого соединен с выходом датчика 20 скорости ВО, а выход — с третьим входом сумматора 15, четвертый вход которого соединен с выходом блока 26 умножения, выход датчика 21 скорости ВО соединен с вторыми входами блока 26 умножения и сумматора 16, первый и второй входы блока 27 деления соединены с выходами сумматоров 15 и 16, а выход — с третьим входом датчика 28 длины, выход которого соединен с вторым входом блока 29 коррекции, вход распределителя 30 соединен с выходом блока 29 коррекции, а выход— с душирующей установкой 31.

Каждый из датчиков 20 и 21 скорости ВО (фиг. 2) содержит блок 35 возведения в степень, блок 36 умножения и блок 37 деления. Первый вход датчика соединен с первым входом блока 37 деления, второй вход— с входом блока 35 возведения в степень, третий вход — с первым входом блока

36 умножения, а выход — с выходом блока 37 деления, второй выход которого соединен с выхбдом блока 36 умножения, второй вход которого соединен с выходом блока 35 возведения в степень.

Датчик 24 времени (фиг. 3) содержит блоки 38 и 39 деления, блоки 40 и 41 возведения в степень, блок 42 умножения, сумматоры 43 и 44 и коммутатор 45. Второй вход датчика времени соединен с входом блока

40 возведения в степень и с первыми входами блока 38 деления и сумматора 44, третий вход с вторыми входами блока 38

5 ! о l 5

25 зо

4О

55 деления и блока 42 умножения, первый вход с первыми входами блока 42 умножения и блока 39 деления, четвертый вход с управляющим входом коммутатора 45, а выход с выходом коммутатора 45. Сумматор

43 первым и вторым входами соединен соответственно с выходами блоков 40 и 42, а выходом — с входом блока 41 возведения в степень, выход которого соединен с вторым входом сумматора 44. Второй вход блока

39 деления соединен с выходом сумматора

44, а выход — с первым входом коммутатора 45, второй вход которого соединен с выходом блока 38 деления.

Датчик 28 длины (фиг. 4) содержит блок 46 возведения в степень, блоки 47 и 48 умножения, сумматор 49 и коммутатор 50.

Первый вход датчика длины через коммутатор 50 соединен с первым входом блока

48 умножения, второй вход — с первым входом блока 47 умножения, третий вход с входом блока 46 и с вторым входом блока

47 умножения, четвертый вход — с управляющим входом коммутатора 50, а выход--с выходом сумматора 49, первый вход которого соединен с выходом блока 47 умножения, а второй вход -- с выходом блока 48 умножения, второй вход которого соединен с выходом блока 46.

Способ осуществляется следующим образом.

При прокатке с заправочной скоростью в зависимости от толщины полосы, скорости ее перемещения и температуры конца прокатки на полосу подают такое количество хладагента, чтобы обеспечить заданную температуры Т " .смотки. При этом длину зоны ускоренного охлаждения (УО) устанавливают в зависимости от расхода хладагента

На фиг. 5 кривая А В С D изображает процесс охлаждения полосы на отводящем рольганге, причем точка А соответствует температуре конца прокатки, точка В температуре начала УО, точка С температуре конца

УО, точка D заданной температуре смотки, т. е. отрезок OBi соответствует времени т

ВО до УО, отрезок В С вЂ” времени т. УО, отрезок С Р вЂ” времени т ВО после УО, отрезок ODi — общему времени охлаждения полосы на отводящем рольганге.

При ускорении из-за увеличения скорости полосы сокращается общее время охлаждения полосы на отводящем рольганге и, следовательно, время охлаждения ее в зонах

ВО, что приводит к увеличению температуры смотки. Пусть для данного сечения полосы общее время охлаждения соответствует отрезку ОЕ, т.е. общее время охлаждения уменьшается на величину Лт=Е Рь а время охлаждения в первой зоне ВО уменьшается на величину F B, т. е. охлаждения в первой зоне ВО соответствует отрезку ОРь

Рассмотрим, как управляют процессом

УО для компенсации возрастания темпера1235579 туры смотки, соответствующего этому Лт по предложенному способу.

Данное сечение полосы после начала ускорения в первой зоне ВО от точки А охлаждается по линии AF, в зоне УО по линии FG во второй зоне ВО по линии GF.

Положение точки G, соответствуюшей завершению УО, определяется пересечением прямой, проходящей через точку F, и параллельной линии БС, и прямой, проходящей через точку Е и параллельной линии СВ.

Точка Š— это точка пересечения перпендикуляра, построенного из конца отрезка

ОЕ,, с линией заданной температуры смотки. Линии охлаждения FG u GE практически параллельны соответствующим линиям ВС и CD вследствие незначительной разности температуры между ними.

Таким образом, полосу подвергают ускоренному охлаждению более продолжительное время, чем по известному способу.

Для этого дополнительно увеличивают длину зоны УО за счет включения дополнительных секций душирующей установки (ДУ)

Причем продолжительность времени дополнительного охлаждения соответствует величине Лтз — — Е1В1+ CIGI 310 позволяет компенсировать отклонение температуры смотки ЛТ= ЕзЕ, не устраняемое известным способом. Величина этого отклонения может быть определена следующим образом. По оси абсцисс от точки Fl откладывают отрезок FIHI, равыный В,CI и соответствующий времени УО по известному способу, от точки Hl восстанавливают перпендикуляр до пересечения с линией FG и находят точку Н завершения YO по известному способу, от которой проводят линию НЕ, параллельную CD. Таким образом, кривая АЕНЕ2 представляет собой линию охлаждения данного сечения полосы по известному способу, а отрезок E F — — отклонение температуры смотки при этом.

Устройство работает следующим образом.

Время, необходимое для ускоренного охлаждения, обеспечивающего заданную температуру смотки, может быть определено из выражения

Т.« — — Т ..— iv I т1 — 33 зтгз 3 — 3 з (1) где т — время УО;

Т. — температура конца прокатки;

Т.-::-- заданная температура смотки;

3 I w;3 — скорость ВО полосы в первой и второй зонах ВО; т1 время охлаждения в первой зоне ВО; т з — — суммарное время охлаждения в зоне

УО и во второй зоне ВО;

v > †- скорость УО.

После начала ускорения полосы величины т1 и т з сокращаются по сравнению с их величинами при прокатке с заправочной скоростью, следовательно, время УО

55 после начала ускорения, как видно из выражения (1), должно соответственно увеличиваться. Г1о известной величине времени

УО длина I зоны УО определяется R соответствии " выражениями:

1,= ъ т (I!pH по(тоян пои сКорос Ги ) .

)з=- 3 t„+ 0,5 à т,; (после начала ускорения;, l:äå 3 -- скорость полосы; а — — ускорение.

При появлении полосы на отводящс м рольганге измерители 1 — 3 измеряют скорость v, толщину h:1 температуру Т.: конца прокатки полосы, датчик 18 наличия полосы запускает датчик 23 времени, который начинает отсчитывать время, а блок 12 слежения скорости v определяет местоположение полосы на отводящем рольганге, т.е. !

Iля каждого сечения полосы определяет расстояние 1. проходимое по отводящему рольгангу. По коэффициенту К, характеризующему марку стали и заданному в задатчике 8, толщине )3 и температуре Т : конца

I,ðîê ITêè в датчике 20 формируется сигнал, т"

9 =--К â€” — ""-,соответству1ощий скорости охлажh дения полосы в первой зоне ВО. При этом в датчике 20 сигнал. соответствую1ций Т;, возводится в четвертую степень в блоке 35, умножается на коэффициент К в блоке 36.

А в блоке 37 произведение К Т делится на 13, формируя сигнал ъ ь Когда данное сечение полосы приходит к концу первой зоны ВО, т. е. при 1= Il, где II †- длина первой зоны ВО, заданная в задатчике 5, срабатывает компаратор 13, по его выходному сигналу формирователь 19 вырабатывает импульс. По этому импульсу датчик 23 времени определяет время т1 нахождения сечения полосы в первой зоне ВО. В блоке 25 умножения формируется произведение 3vl-Tl и выдается в сумматор 15. По длине I отводящего рольганга, заданной в задатчике 6, и расстоянию 1 в сумматоре 14 определяется

r<.-.êó1цая разность 1 ---I, соответствующая расстоянию от начала зоны УО до моталки.

Когда при 1==! I срабатывает компаратор

l 3 и формирователь 19 выдает на управляющий вход коммутатора 22 сигнал, переводяций его и проводящее состояние, сигналы, соответствующие скорости v и расстоянию

1..-- 1, поступают на второй и третий входы датчика 24 времени, на первый вход которого от задатчика 7 поступает сигнал, соответств лощий ускорению а. При заправочной скорости сигнал на четвертом входе датчика

24 времени, поступающий от датчика 1 начала ускорения, равен нулю, т. е. равен пулю сигнал на управляющем входе коммутатора 45. При этом выход коммутатора

45 замкнут на его второй вход, и выходной сигнал датчика 24 определяется сигналом на выхо.IP блока 38 деления, соответствукз1ЦНМ ВРЕМСНИ тз3 ОХЛаждснИЯ пОлосы от нача1 — -1 .tIa зоп1>1 3 ОО go мота.IKH T I = - — —. Q 107 c II I

- т нал 0 блоке 6 умножается Ila сигнал x".„, =Y„

r Т",, ?) 1235579 скорости ВО во второй зоне ВО, сформированный в датчике 21 по коэффициенту К, толщине h и заданной температуре Т;.. cMQTки полосы. В сумматоре 15 формируется разность Тк — Т «- — IT! — мат которая в бло>

5 ке 27 делится на разность w>- — wd, сформированную в сумматоре 16 по скорости wg ускоренного охлаждения, поступающей из задат1О, H IIO CKOPOCTH W;! BO3>L), IL! IFOCO OXлаждения во второй зоне ВО.

Таким образом, в блоке 27 деления в соответствии с выражением (1) формируется сигнал, соответствующий необходимому времени т УО. На четвертом входе датчика

28 длины и, следовательно, управляющем входе коммутатора 50 до начала ускорения сигнал равен нулю, и коммутатор 50 разомкнут. Поэтому сигнал ускорения а с первого входа датчика 28 на первый вход блока 48 умножения не поступает, и выходной сигнал блока 48 равен нулю, т. е. выходной сигнал сумматора 49 и датчика 28 опреде- ро ляется только выходным сигналом блока 47 умножения: 1 = т2. Этот сигнал, соответствующий необходимой длине 12 зоны УО, через блок 29 коррекции поступает в распределитель 30, который в зависимости от полученной величины длины 1г определяет номера секций ВУ, через коз:орые на полосу по мере перемещения ее но отводящему рольгангу подается хладагент. Когда данное сечение полосы после охлаждения в зонах

ВО и УО попадает в — î÷êó измерения темпе3>з ратуры смотки, измеритель 4 измеряет температуру смотки, в случае отклонения ее от заданного значения в сумматоре 17 определяется сигнал этого отклонения. В зависимости от величины и знака этого сигнала блок 29 корректирует величину 1. для сле3 дующих сечений полосы для компенсации отклонения температуры смотки От заданного значения.

После начала ускорения работа устройства отличается работой датчика 24 времени и датчика 28 длины, в которых по сигналу начала ускорения, поступающему из датчика 1 происходит переключение коммутаторов 45 и 50.

В датчике 24 Времени при этом выход коммутатора 45 соединяется с его первым входом, и выходной сигнал датчика определяется выходным сигналом блока 39 деления. Сигнал скорости н в блоке 40 возводHTcFI в квадрат, а в блоке 42 формируется произведение 2(L — !), которое поступает на масштаоирующий вход сумматора 43, в котором формируется сигнал - + 2а(1 — — 1), по котог)ому блок 41 формирует сигнал. равный (+ а(1---! ) t" . Из этого сигнала в сумматоре 44 вычитается сигнал скорости

, полученная разност) в блоке 39 делится на а, и результирую)ций сип!ял времени с т)2= - — -((i + 2; (I.-- I) — ъ чсрсз коммутатор 45 выдастся fiа вход датчика 24. ФорitH1.oBBIII сиг»;!Дя, соответствуюнсего времени T-> ускоренного Охлаждения, по сигналу

Б Р Е М Е 1 И >> >,! I I !) O I C X OÄ È T K 2 K И Гl Г) И Г1 Р О К а Т ке с постоянной скоростью.

Т2к кяк и! )и у".KОрс .ни и по,Босы сиг!12— ль! Времени т! и т>! на выходах датчиков 23 и 24 времени уменьшаются Вследствие увеЛИЧEHHЯ СКОРОСТИ ДВИЖЕHF" ß НОIOÑÛ. ТО, KЯК

Видно Hл Выражения (1 ), Время T> ) Bcciичивается.

В датчике 28 нос. l c 112ч ял а ускорения комм T;lтор 20 зям! IKHстся. и сигнал 3 с кс)рс- ния d с !!Срвого Вхо i2 датчика !!роходит на ! е)) В ь! !1 В х () д б л О к я 4 8 ъ х1 н О ж с н и л . I> О, 1 О к с !!) CHCfI2,2 ВО> Хгсlll! T IIOCТ>„п2)OLHHii С TI)C г),-!

>ГО ВХОД2 Д2ТЧИКЯ. ВОЗВОДИ 1ХСЯ В KHnДР2Т и подается на мясн)табирующий вход Йлока

48, в котором форх:ируется сигнал 0,5 я.т .

В блоке 47 фор !I!рустся произведение v T>, 2 сх м 12То1! 49 i))()l)!>! H;?xK т (,1гн;!. I нсобходиМой;!ЛИНЫ ЗСГНЫ ус Корсl! fIO! ОХГ!2)КДС Нпя.

1!роцссс !!с>в) орнется 1,.!я кяж.сого сече1! I i и П С).. ОС l >I .

1235579 т

/гм.т н,с,ь, Фиг,7

Е, D<

Составитель Ю. Рыбьев

Редактор P. Циника Техред И. Верее Корректор Е. Рошко

3 а к аз 3039/7 Тираж 5I8 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретении и о< крытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4