Способ регулирования натяжениясжатия на многоклетевом прокатном стане

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Сеез Соввтсиик

Сецналнстлчесимк

Республик

«ri655453

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6I) Дополнительное к авт. свий-ву (22) Заявлено 01{) 676 (21) 2367733/22-02 с присоединением заявки УЙ (23) Приоритет (51} N. Ka.

В 21 В 37/06

G 05 D 13/00

Госудврственнмй комитет

СССР во делам нзобретеннй н открытнй

Опубликовано 0504.79 Бюллетень ЭЙ13 (Я} )(ДЯ621.771231

;62-52 {088. В) Дата опубликования описания0634,7r1 (72) Авторы изобретения

Ъ

Г.М.Ревяко, Л.A Kðîïà÷eâ и В.И.Фролов

Минский радиотехнический институт

Pl) Заявитель (54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ НАТЯЖЕНИЯ-СЖАТИЯ

НА МНОГОКЛЕТЕВОМ ПРОКАТНОМ СТАНЕ

Изобретение относится к автоматизации прокатного производства и может быть использовано для регулирования натяжения-сжатия металла в межклетевых промежутках на непрерывно-эаготовочном прокатном стане.

Известен способ регулирования натяжения-сжатия на непрерывно-заготовочных станах (H3C), основанный на непосредственном измерении усилий в полосе с помощью специальных датчиков-месдоз и последующем изменении скоростей прокатных валков или величин обжатий (1).

Однако иэ-эа сложности организации измерений и низкой точности и надежности измерительных датчиков, а также из-эа сложности построения систем автоматического регулирования для многоклетевых станов этот способ на практике оказывается неработоспбсобным. Способы регулирования,.основанные на изгибе полосы или образования петли и использующиеся на сортовых станах не могут быть применены на Н3С из-эа невозможности образования петли или изгиба полосы большого сечения.

Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является известный способ, основанный на косвенном измерении натяжения-сжатия по изменению токов прокатных двигателей клетей (2) за счет влияния оооадних клетей. При этом клети псщатраиваются последовательно по мбтоду вперед, когда скорость последукнаей клети изменяется так, чтобы скомпенсировать приращение токов предыдущей клети, или по методу назад, когда подстраиваются скорости предыдущих клетей для компенсации приращений скоростей соседних клетей. Характерным для указанных способов является измерение приращений токов прокатных двигателей после захвата металла соседними клетями; автоматическое регулирование скоростей двигателей по изменению токов.

При этом процесс регулирования натяжения или сжатия между первой и второй клетью должен закончиться раньше, чем произойдет захват металла третьей клетью; затем он повторяется между второй и третьей клетью и т.д., т.е. процесс регулирования продвигается вместе с передним концом металла.

Способ имеет следующие недостатки.

655453

Способ требует точного измерения величины приращения токов двигателей в условиях ограниченного времени измерения. Осуществить это трудно, так как на ток накладываются значительно шумы, вызванные как электрическими, так и механическими причинами. Вре- 5 мена переходных процессов (особенно для последних клетей) приближаются к временам прохождения металла между клетями, что не дает возможности осуществить качественное сглаживание 10 шумов.

Регулирование по принципу подстройки последующей клети под предыдущую нерационально, так как иэ-эа одной клети приходится изменять скорости всех последующих клетей. Кроме того, если, например, на первом и последнем межклетевом промежутке возникли подпоры в полосе, волна регулирования, продвигаясь вместе с передним концом металла, вызовет увеличенный подпор на последнем промежутке, что может привести к потере устойчивости полосы и возникновению аварийной ситуации.

Целью изобретения является осуществление рациональной настройки с выбором минимального числа регулируемых клетей, снижение требований к точности измерительных устройств, повышение точности проката и сокращение аварийных простоев стана.

Поставленная цель достигается последовательным измерением напряженных состояний полосы в процессе заполнения стана; при этом скорости электро- 35 двигателей при вхождении полосы в стан поддерживают неизменными. В про цессе измерения напряженные состояния последовательно записывают и после вхождения полосы во все клети на осно 4g ванин логического анализа всей совокупности напряженных состояний полосы в межклетевых промежутках выявляют клети, подлежащие регулированию; затем одновременно изменяют скорости только этих клетей до тех пор, пока

45 напряженные состояния в межклетевых промежутках не станут равными нулю или заданной величине.

Предлагаемый способ отличается от известных тем, что измерение усилий в полосе осуществляют последовательно в процессе вхождения полосы в стан при неизменных значениях скоростей валков стана. Совокупность напряженных состояний в межклетевых промежут- 55 ках для всего стана записывают и производя" вычисления для выявления клетей, подлежащих регулированию. Затем скорости только этих клетей изменяют до тех пор, пока усилия в полосе не будут сведены к нулю или к заданной величине. При этом поставленная цель достигается и при использовании грубых измерений усилий в полосе.

Способ реализуется следующим образом. о -напряженное состо««1

« 1 1 г где О«

« яние полосы между 1-й и i+1-й клетью, выраженное целым числом со знаком;

И!, «.1 — измерение значения натяжения металла между клетями

i-й и i+1-й» вЂ” принятый порог чувствительности измерения.

Таким образом совокупность напряженных состояний записывают в виде целых чисел со знаками, причем их максимальные значения зависят от точности измерительных устройств. При этом вид напряженного состояния представляют следующим обраэом-.

О-нормальное состояние, т.е. отсутствие сжимающих и растягивающих усилий; — К, K=1,2 ...... P — растяжение полосы;

+К, K = 1,2 .;...,q — сжатие полосы.

4. Определяют разрегулированные клети и вид воздействия на двигатели клетей либо с помощью логических таблиц, либо по порекуррентным соотношениям. Так для п-клетевого стана рекуррентные соотношения имеют вид: «+1 = 0 e« -««««S«g П «5«1 1+

У Д««4 f4«

+ 8«Д аб;;,«фО

D- «Э.-б. - П. =в «- °

1-1 1 «--«,1 8 «Ф2 -В«.« «, «42

1 2 «р21 П П-1 И-1 П «" где П; - относительные дискретные значения управляющего воздействия на

i-ю клеть;

1. В процессе прокатки по данным1

;калибровок и диаметров валков, профиля полосы и режимов прокатки вычисляют по известным методикам и устанавливают расчетные скоростные режимы клетей стана на холостом ходу.

2. Задают полосу в стан и в процессе прокатки последовательно при вхождении полосы в клети измеряют величины напряженных состояний между клетями. При этом скорости двигателей поддерживают постоянными. Измерения осуществляются либо с помощью датчиков натяжения-сжатия типа месдоз, либо с помощью датчиков момента на валу двигателя, либо по приращениям токов двигателей в момент входа полосы в следующую клеть или другими известными методами.

3. На основании измерений записывают совокупность напряженных состояний для всех межклетевых промежутков

1 2 3« И-1 ««

655453

2 3 04

-1, если б. (0 },}}}

Ь}Ч }}б;;., = О, если 6; ;„= 0 — функция знака.

Вначале определяют относительные дискретные управляющие воздействия

Р; и Р;., на некоторые i-ю и itl-ю клети, которые удобно выбирать средними (например, для 6-клетевого стана i-=3, it1=4). Затем вычисляют относительные дискретные управляющие воздействия на клети, находящиеся до i-й и после i+1-й клетей. Значения управляющих воздействия ла на

} клети определяют по соотношениям:

Лл;= бп;.3; где 6}}; — изменение скорости 1-й клети, соответствующее одной градации Р;.

5. Изменяют скорости только клетей,подлежащих регулированию на величины, вычисленные в r}.4.

6. В случае измерения усилий в полосе по приращениям токов повторяют в процессе выхода полосы из стана пп. 2-5 и корректируют настройку стана.

В случае использования грубых измерителей межклетевых усилий в полосе процесс настройки осуществляют за несколько шагов регулирования, повторяя пп. 2-6 до тех пор, пока напряжение состояния в межклетевых промежутках не будут сведены к нулю или к заданной величине. Число шагов зависит от ступеньки изменения скорости 6п; и от точности вычисления расчетных значений скоростей для данного профиля проката.

Рассмотрим реализацию способа на примере 4-х клетевой группы стана.

Пусть в качестве измерителей используются датчики, измеряющие усилия между клетями по приращениям якорных токов двигателей в момент входа полосы в следующую клеть. В этом случае настройка стана сведется к следующей последовательности операций:

1) На основании калибровок валков для данного профиля полосы и режимов прокатки вычисляют и устанавливают расчетные значения скоростей каждой из 4-х клетей по известным методикам.

2) Задают полосу в стан и последовательно по мере входа полосы в последующую клеть замеряют приращения тока двигателя предыдущей клети пропорциональные величинам усилий в межклетевых промежУтках Н», Н2>, Нз4 .

При проведении кзмеренйй скорости двигателей поддерживают равными расчетным.

3 Определяют и записывают напряженные состояния 6,, 6, 6 . Пусть г.з датчики позволяют бпределить только вид напряженного состояния, т.е.

Hj, }a}

его знак:6;; }=Я}Дл В, м 1 б } ) }б(случае h характеризует величину зоны нечувствительности прк измерениях, т.е. такое значение усилия, прк котором величина натяжения в полосе считается допустимой. Пусть в резуль,тате последовательных измерений опре5 делены и записаны следующие значения межклетевых усилий:

6,,г - — 1; z > = 0; 6з,4 = 1

41 Вычисляют управляющие воздей}0 ствия на клети по рекуррентным соотношения, принимая эа i-ю клеть 2-ю, а за i+1-ю третью клеть:

2=0 Рь= бг з=О, т.к. з}Ч}}о} г

+ +33qnn00г3ро

Р =В -*

2 },2

34

4 Ъ 3,4

20 Состояния стана и управляющие воздействия можно отобразить в следующем виде

-1 0 1 +1 0 0 1

Для настройки стана необходимо увеличить скорость валков первой клети и увеличить скорость четвертой клети °

Для определения управляющего воздей3Q ствия на двигатели клетей необходимо выбрать величину ступеньки однократного уменьшения или увеличения скорости 6л; .

Для непрерывных заготовочных

35 станов из технологических соображений величины однократного относительного изменения скоростей выбирают порядка 1%.

5) Увеличивают на 1% скорость 1-й

40 клети, увеличивают на 1% скорость

4-й клети, оставляя скорости 2-й и 3-й клетей без изменения.

6) В процессе выхода полосы иэ стана измеряют приращения токов двигателей и повторяют пп. 3-5.

45 При прокатке следующих заготовок данного профиля способ выполняют, начиная с п.2.

Все возможные комбинации межклетевых натяжений и значения относитель50 ных управляющих воздействия для 4-х клетевой группы стана можно свести в таблицу. По таблице строится логическая комбинационная схема для вы.работки относительных дкскретных уп55 равляющих воздействий íà скорости двигателей.

1 — 1 -1 -1 1 0 -1 -2

2 -1 -1 0 1 0 -1 — 1

3 -1 -1 1 1 0 — 1 0

655453 таблицы

Il одолжение

1 2 3 4 5 5 7

4 -1 О -1 1

О О -1

5 -1 О О 1 О О О б -1 О

О О

7 -1 1 -1 О -1 О -1

8 — 1 1

9 -1 1

О О -1 О О

1 О -1 О 1

Формула изобретения

10 О -1 -1 О

О -1 -2

О -1 -1

l1 О -1

l2 О -1

О О

О -1

1 О

13 О О -1 О О О -1

14 О О О О О О О

l5 О О 1 О 0 О 1

16 О 1 -1 О О 1 О

17 О 1 О О О 1 1

18 О 1 1 О О 1 2

1 О -1

19 1 -1 -1 О

20 1 — 1 О О 1 О О

21 1 -1 1 О 1 О 1

22 l О -1 -1 О 0 -l

23 1 О О -1 О О О

24 1 О

О О -1

25 1 1 -1 -1 О 1 О

О -1

О 1 1

26 1 1

27 1 1, 1 -1 О 1 2

Составитель A.Àáðîñèìoâ

Редактор Е.Братчикова Техред З.Фанта Корректор М.Пожо

Заказ 1406/б Тираж 1033 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раущская наб., д.4/5

Филиал ППП Патент, r.Óæãoðoä, ул. .1роектная,4

Применение предлагаемого способа позволяет осуществить внедрение поэтапно: сначала в режиме советчика 40 оператору {что во многих случаях может оказаться достаточным), а после накопления опыта — перейти к полной автоматизации. При подстройке:, за несколько шагов способ не требует вы- 45 сокой точности измерения усилий в полосе, что позволяет приступить к внедрению предлагаемого способа, используя известные датчики. Кроме того, способ позволяет производить из- 60 бирательную подстройку с минимальным числом регулируемых двигателей.

Применение способа позволит ПОЛУчить народнохозяйственный эФФект за счет улучшения качества проката, увеличения срока службы оборудования, сокращения числа аварийных ситуаций — бурежек и экономии электроэнергии.

Способ регулирования натяжениясжатия на многоклетевом прокатном стане, включающий установку расчетных начальных скоростей валков, последовательное измерение напряженных состояний в полосе между клетями в процессе заполнения и освобождения многоклетевого прокатного стана и регулирование скоростей электродвигателей клетей, отличающийся тем, что, с целью повышения точности проката и сокращения аварийных простоев стана, определяют клети, в которых необходимо произвести регулирование скоростей приводов, и относительные квантованные изменения скоростей приводов этих клетей по рекуррентным соотношениям для и -клетевого стана:

;=- а;„.;; а;„=О, е и „ „6.

+ з1дп6; ° -p У

Ф

+ SIfnd;;, фО У

3» -В. -(5. ° Д.; д.

l-4,t itg ii) 1+ 2 а = Па- + < п, I где DI — относительное дискретное управляющее воздействие на двигатель

1-й клети, 6;1, — квантованное значеФ ние напряженного состояния полосы в промежутке между i-й и i+1-й клетью, и изменяют одновременно скорости приводов клетей на вычисленные значения.

Источники инФормации, принятые во внимание при экспертизе

1.Выдрин В.Н. и др.Процесс непрерывной прокатки,М., Металлургия,1970.

2.Патент CIIIA 93807208,кл.72-19,1974.