Устройство для управления режимом обжатий на реверсивном прокатном стане

 

Своз Советскнн

Соцнапнсенмюскнн

Республнн

ОП ИСАНИЙ

И ЗОВРЕТЕН ИЯ

@ ancecw v свидВтВЛЬС ВМ (61) фоаолиительио» и авт. евид-ву(22} Заявдеио 29.03.76 (2l) 2341030/02 с присоедяиеиием заявки Ж (И) Приоритет (43) Опубдиноваио28.05. 78.6юддетевь 34 19 л.2

В 37/00

Государственнмй «амнтет

Фвввта Мнннлрав СССР вв делам нзебретеннй н атнритнй

62 1. 77 1-22.

2 52

8. 8) (46} Дата опубликования описаиии М О (72) Авторы ивоб итеиия

В. Л. Коген и А. С. Ленович

Киевское отделение Украинского государственного проектного института Тяжпромепектропроект в Коимунарский горно-металпурги ческий институт (21) Заявители

2 ла деформации, не учитывают всех влияющих факторов (например развитие деформации во времени}.

Коэффициенты, входящие в известные формулы, получены экспериментально в условиях прокатки, далеких от имеющих место по крайней мере нри интенсификации процесса прокатки, Определение же их в режиме адаптации требует контроля всех влияющих параметров и факторов (обилие датчиков).

Известные устройства для управления режимом обжатий используют величину усилия прокатки, тогда как равнодействующая контактных сил, представляющая собой вектор, характеризуется еще и точкой приложения.

Последнюю необходимо учитывать при опре15 делении мо ента. прокатки. Определение плеча равнодействующей в реальных условиях прокатки не производится.

Целью;изобретения является получение оптимального по производительности процесса

Зо прокатки.

Достигается это тем, что в устройство для управления режимом обжатий, содержащее блок измерения исходной высоты заготовки, блоки измерения величины обжатий и момента прокатки в каждом проходе, введены блок определения нейтрального угла, подключеийый

Изобретение касается горячей прокатки металла и может быть использовано для управления процессом прокатки на реверсивиых обжимных и толстолистовых прокатных станах.

Известно устройство для автоматического управления нажимными механизмами листовых станов горячей прокатки, обеспечивающее поддержание неизменным в каждом проходе, усилия прокатки )tf.

Расчет режима обжатий проводится исходя из таких параметров процесса прокатки, как сопротивление металла деформации, температура металла, геометрические параметрй прокатки, измеренное усилие прокатки.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ и устройство для его осуществления, предусматривающий расчет режима обжатий исходя из сопротивления металла деформации (2).

Известное устройство для управления режимом обжатнй не позволяет получить оптимальный по производительности процесс прокатки, основанный на учете реальных в режиме его интенсификации условий прокатки..

Существующие эмпирические формулы, свя- зывающие усилие прокатки равнодействующую контактных сил, с сопротивлением метал(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ РЕЖИМОМ ОБЖАТИЙ

HA PEBEPCHBHOM ПРСЖАТНОМ СТАНЕ ж7а > з на выход блока определения угла захвата, на вход которого подключен блок измерения величины обжатия; блок перевода реального процесса прокатки в базовые условия трения, на выходы которого подключены блоки определения угла захвата и нейтрального угла, подключенные также на входы блока определения силы трения на входе металла в валки, на другой вход которого подключен блок измерения момента прокатки, блок определения силы трения на входе металла в валки, а в обратную связь включен адаптивный функциональный преобразователь, на вход которого подключен блок определения степени деформации, на входы которого подключены блоки измерения величины обжатия и исходной высоты заготовки, блок перевода процесса прокатки из базовых 15 условий трения в условия следующего.прохода, на входы которого подключены блоки определения угла захвата и ьейтрального угла н блок перевода реального процесса прокатки в базовые условия трения,.командное устройство, подключенное к управляющим входам

20 всех блоков.

На фиг. приведены реальные эпюры нормальных сил и сил трения; на фиг. 2 — экви- валентные эпюры контактных сил; на фиг. 3— структурная схема устройства.

Для процесса прокатки, характеризующегося развитой зоной прилипания (обжимные н толстолистовые прокатные станы), предлагается реальные эпюры сил трения и нормальных сил заменить эквивалентными эпюрами контакт«® ных сил. Причем условием эквивалентности. является равенство моментов прокатки, равнодействующих контактных сил и нейтральных углов (у ) в обоих случаях. Следовательно, речь идет о замещении реального состояния трения . эквивалентным, отличающимся лишь эпюрами распределения контактнМх снл. Такое замещение дает возможность для определения момента прокатки контролировать изменение в реальных условиях прокатки лишь одного параметра, а именно силы трения в од-. ном из сечений па образующей поверхности контакта, в нашем случае на входе металла в валки(р ), при неизменных базовых условиях трении.

Степень устойчивости процесса прокатки on- 45 ределяется показателем устойчивости (А) и углом захвата (а ). Показатель устойчивости является функцией окружной скорости валков при прочих неизменных условиях прокатки. В то же время, как известно, момент прокатки не изменяется при изменении окружной ско- 56 рости валков.

Перевод .процесса прокатки из реальных в некоторые базовые условия трения, определяемые величиной показателя устойчивости (А,) и величиной обжатия (Ah>), равносилен прокатке при некоторой окружной скорости валков, отличной от реальной, Устройство управления режимом обжатий с учетом реальных условий прокатки реализует следуюгций алгоритм.

l. 8 данном проходе измеряют величину обжатия Лh и момент прокатки М„„, 2. Реальный процесс прокатки условно переводят в базовые условия трения, характеризующиеся эквивалентными эпюрами контактн ы х сил, величиной показателя устойчивости

А и величиной обжатия Ahg.

В качестве базисного обжатия принимают среднюю величину обжатия, в качестве базисного показателя устойчивости принимают

его величину, обеспечивающую устойчивость процесса прокатки при максимальной величине обжатия АЬмс-,х т. е.

А.>». — р (М), С М4ХКС где амарас= агс cos(I

4) мсх кс

d — диаметр валка.

3, Определяют силу трения на входе металла в валки в выбранном базисе путем последовательного решения уравнений

АИ1

or.орссае 3." —

4 )т

g . AgOC + 0,5 с

Ь)Т ос®си сеть (Э) (4) У =4 сс +0,5xg

Мпр rX У

&L . 1 й

S t n с(т С(т - 2 Q (6) Здесь г — радиус валков.

4. Определяют степень дефорпапнн р по формуле д АЬ

g — g исх

6. Выбирают величину обжатия для следующего прохода путем перевода процесса прокатки из базовых условий трения в условия, определяемые последовательно задаваемой величииой обжатия Ah*. При этом последовательно решают. уравнения где hh — суммарное с начала цикла управления обжатие;

h — исходная высота полосы, измеренис л" ная в начале цикла управления.

5. Величины т1 и Ц+ учитывают при восК становлении функции тг= 1(), Данная функция автоматически учитывает влияние реальных условий прокатки (всех влияющих параметров и факторов) на момент прокатки в базовых условиях трения.

607611

F„h )l *H„

МС (1,) у сх, =arcco9 l"—

У =А6 +ОБА г

+< +

00) (!2}

М б» ос "У

" ч ас -2у

« » ярмаке (Й) где 1 — символ параметров следующего прохода.

М„„„-максимально допустимый момент прокатки.

Выбранным является оожатне, величина которого обеспечивает равенство (14).

Управление режимом обжатия начинается со второго прохода. В первом проходе в блоке 1 определения угла захвата по формуле (2) вычисляется угол захвата ч по поступившей на его вход измеренной величине обжатия hh. Величина угла захвата поступает на вход блока

2 определения нейтрального угла, в котором вычисляется нейтральный угол (у ) по формуле (3). На вход блока 3 определения силы трения на входе металла,в валки поступают найденные значения углов захвата и нейтрального и измеренная величина момента прокатки М„В этом блоке по формуле (6) вычисляется сила трения на входе металла в валки т, Найденная величина силы трения и значения углов захвата и нейтрального вводятся в блок 4 перевода реального процесса про- . катки в базовые условия трения, в котором вычисляется сила трения на входе металла в валки, в базовых условиях трения. Значение и величина степени деформации, вычисленная по формуле (8) в блоке 5 определения степени деформации поступают в адаптивный функциональный преобразователь 6, в котором восстанавливается функция ю® = Г(Ц }.

Затем осуществ,пяется перевод процесса прокатки из базовых условий трения в условия .следующего прохода, определяемые последовательно задаваемой из командного устройства

8 величиной обжатия ЛЬ»

Устройство для управления режимом обжатий иа реверсивном прокатном стане, содержащее. блок измерения исходной высоты заготовки, блоки измерения величины обжатня и мо-. мента прокатки s каждом проходе, отличпющееся тем, что, с целью получения оптимальз5 ного по производительности процесса прокатки, оно дополнительно содержит блок определения нейтрального угла, блок onðåäeëåHèÿ угла захвата, блок перевода реального про- цесса прокатки в базовые условии трения, блок определения силы трения на входе металла в валки, адаптивный функциональный преобразователь, блок определения степени деформа.ции, блок перевода процесса прокатки из ба-. зовых условий трения в условия следующего прохода, командное устройство, причем блок,. определенная нейтрального угла подключен на выход блока определения угла захвата; на" вход которого подключен блок измерения величины обжатия, на вход блока перевода реального процесса прокатки в базовые условия трения подключены блоки определения угла захвата и нейтрального угла, которые также подключены на первый вход блока определе ния силы трения при входе металла в валки, на второй вход блока определения силы тре. ния. при . входе .металла в валки подключен

5S блок измерения момента прокатки, а в обратную связь включен адаптивный функциональный преобразователь, на вход которого внлк чен блок определения степени деформации, Входы последнего иодключеиы к блокам измерения исходной высоты заготовки и величины обжало тий, на входы блока иереида .процесса ироВычисления по формулам (9), (11), (12) и (13) выполняются в блоках 1,, 2, 4 и 5. Воспроизведение функции (!О) выполняется в блоке 6, включенном на вход блока 4. Вычисленные в блоках 1, 2 н 4 по величине обжатия

hh значения и», у», т1 поступают на входы блока 7 перевода процесса прокатки из базовых условий трепня в условия следующего прохода, в котором по формуле (14) вычисляется момент прокатки, ожидаемый в следую10

?5 щем проходе при обжатии Л1т*. Результат вычисления сравнивается с заложенной в блок

7 величиной максимально допустимого момента прокатки М„1„„„.

При выполнении равенства (!4) по сигналу с блока ? процесс вычислений прекращается.

Последнее значение .обжатня Л1т» поступившее из блока 8 выводится как расчетное для следующего прохода. В последующих проходах цикл, вычислений происходит аналогично с сохранением в блоке шести функций т1 = 1(Ц).

Поскольку восстанавливаемая в процессе прокатки функция силы трения на входе металла, s валки в базовых условиях тренйя от.степени деформации учитывает влияние всех реальных условий прокатки, предлагаемое устройство позволяет рассчитать величину обжатня . на следующий проход, обеспечивающую максимально допустимый момент прокатки.

Таким образом, предлагаемое устройство для управления режимом обжатий дает возможность интенсифицировать реальный процесс прокатки при минимуме контролируемых параметров.

607611 фи2. Э

Составитель А. Абросимов

Техред О. Луговая . Корректор H. Тупица

Тираж 1087 Подписиое

Редактор Т. Фадеева.

Заказ 2701 l3;

ЦКИИПИ Государствеииого комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и отарытий

I 1ÝÎÝÝ, Москва, Ж-Э5, Раушская. иаб. д. 4ф

Филиал ППП «Патеит, r. Ужгород, ул. Йроеитная. 4 катки из базовых условий трения в условия следующего прохода подключены блоки определения угла захвата, нейтрального угла и блок перевода реального процесса прокатки в базовые условия трения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство Ю 228739, кл.

G 05 D 15/00, 1968. в 2. Патент США ¹ 3688555, кл. 72 — 6;-1972.