Способ управления тепловым профилем валков прокатного стана

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

< 71О705

Ф

1 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 29.04.77 (21) 2480996/22-02 с присоединением заявки И— (23) Приоритет— (5т)М. Кд.

В 21 В 37/10

Государственный камтвт

CCCP ав лелем изобретений н открытий

Опубликовано 25.01 80 Бюллетень .% 3

Дата опубликования описания 25.01.80 (53) Уд K 621.771. .23-415.016. .3,06 (088.8) Ю. И. Булатов, A. Г. Бутковский, Э. А. Гарбер,. Б. И. Козлов, И. М. Савоскина, Н. И. Самохвалов, Э. П. Слоним, А. В. Третьяков, М. П. Иаравин и П. А. Яковлев (72) Авторы изобретения (7I) Заявитель

Ордена Ленина институт проблем управления (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ТЕПЛОВЫМ ПРОФИЛЕМ

ВАЛКОВ ПРОКАТНОГО СТАНА

Изобретение относится к автоматизации листовых станов горячей и холодной прокатки, а именно к автоматизации управления тепловым профилем валков.

Известен способ теплового регулирования и стабилизации профиля валков с помощью изменения соотношений между охлаждаемой и неохлаждаемой площадями поверхности валка,характеризуемыми утлом установки по окружности валка проводки-водостекателя, при появлении неплоскостности прокатываемой полосы (1).

Недостатком этого способа является то, что подобное регулирование не позволяет уст\ ранить местные тепловые деформации рабочих валков в результате неравномерного тепловыделения по ширине полосы, так как прн данном способе регулирования изменяется лишь общая плошадь охлаждаемой поверхности валка без изменения соотношения расхода охладителя по зонам вдоль бочки валка. Вследствие . этого использование подобного способа не позволяет осуществлять эффективное регулирование теплового профиля для предотвращения образования неплоскостностн прокатываемой полосы.

Наиболее близок к предлагаемому способу регулирования и стабилизации теплового профиля валков, предусматривающий посекционное охлаждение рабочих валков с регулированием расхода охладителя в секциях в зависимости от температуры или профиля самих валков (2).

Недостаток этого способа заключается в том, что он основан на использовании сигналов датптков температуры или теплового профиля валков в качестве обратной связи для регулирования по отклонению. Большая инерционность процесса тепловой коррекции профиля валков (минуты) вносит существенное рассогласование в систему регулирования — управление запаздывает. В условиях частой смены ритма прокатки или сортамента такое регулирова. ние по отклонению становится малоэффективным. Кроме того, в процессе работы стана эти датчики часто выходят из строя, что отрицательно сказывается на надежности автоматического управления тепловым профилем.

710705 4

Ви,l = (" h-q+ В и, < ) ехр (-у, Лтс) 1„- j; (A„— в„) e„, м

К5Ьт + Z х +

q-o +

Z5 k + (Sn,„. Q„ f ехр (у ЬтС) KZ 8

К, = 0 S(1 К),. где ЬО

7ээ Ъ 7З

Э П

Цель изобретения — повышение надежности и качества регулирования теплового профиля валков.

Поставленная цель достигается тем, что при прокатке предыдущего рулона через выбранные интервалы времени измеряют скорость прокатки, натяжение и толщину полосы в межклетевых промежутках, температуру подката, температуру и расходы охладителя, запоминают значения указанных параметров; определяют 10 фактический тепловой профиль валков в конце прокатки предыдущего рулона, по запомненным значениям параметров прокатки и фак» тическому тепловому профилю с помощью модели определяют расчетный тепловой профиль для различных значений расхода охладителя в пределах заданных ограничений на его диапазон, сравпнвают заданное значение теплового профиля с рассчитанным по модели на выбранном временном интервале, запоминают то значение расхода охладителя, которое обеспечивает минимальное отклонение расчетного значения теплового профиля от заданного, и при прокатке очередного рулона регулируют расход охладителя в зонах в соответствии с запомненным значением расходов па каждом временном интервале.

На чертеже приведена блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ.

Устройство содержит валковую клеть 1, блок 2 сбора и хранения значений измеряемых параметров, математическую модель 3 объекта, вычпслитсльное устройство 4, блок 5 хранения и вывода рассчитанных. управлений. В целях наглядности клеть условно.изображена на блок-схеме в различные периоды цикла прокатки: клеть б при прокатке предыдущего; рулона, клеть 7 при прокатке последующего рулона.

В процессе прокатки предыдущего рулона в блок 2 вводят значения следующих парамет- 4о ров„измеренных через определенные интервалы времени и (несколько секунд): скорость прокатки в данной клети v>, натяжение полосы на входе и выходе нз клети S,, S; толщина полосы -на входе и выходе клети h,, h,; тем- 45 пература подката t „, температура эмульсии тз.

В паузе прокатки, используя полученную информацию, по математической модели 3 рассчитывают температурное поле и тепловой профиль валка на момент паузы. Для одной зоны охлаждения, например средней, предлагается следующая формализация вычислений: п

+ F ) + 05(Ти+ х Ьт))

Гп = Г„,„+ 3Ьтх „«„+ 2ЬтЕ х; с =o Ч (х „ - Б „) exp (-y Axe) f ."-. 1 и . и т

1 1

f(pe K5 йт ).(p + К,)-

+ K4.K3 ф ) (К, + „) — Кэ Ьт ;

Ап = (Кз + Z„) (Кз-dr (1,3th оп)

> п(Кil » + Юап) Ь л+ Kl)+

Ьт — 4 Кз УУ»

81, = Кгйт f-Kzp< — 0,86а Ь .Ч н гИ И+ — (Z — 1,3К,) т „„); ф = К5Ьт + 0,25К К6 .

+ К 2 fo ехР (— y Йтс)), йп 26эп7о0э 11и 2то + T„

2И 7И.ЗИ Ь „° ЧИн, K> = 0;5я0 а ;

Кз = С 7+, К = 0,5я0

K5 = -К5 + 0,25(1 — КР) +

+ К р. (К р Р„К р+ К5);

Kр= D d; К = 0;250 -а — терморасширение в середине бочки валка; — диаметр валка; — диаметр осевого отверстия валка; — коэффициент линейного расширения, материала валка; — коэффициент теплопроводности; — временной шаг; — номер временного шага; — плогность эмульсии, материала полосы и валка; — удельная теплоемкость эмульсии, материала полосы и валка;

710705 ес

<о условный коэффициент теплоогдачи (полоса рабочий валок); коэффициент геплоотдачи

or рабочего валка к эмульсии; длина дуги контакта металла с валками; удельная рабога пластического формоиэменения в данной клети; начальная температура рабочего валка; числовые коэффициенты, характеризующие размеры рабочего валка. Подбираются экспериментально для условий конкретного стана.

Затем определяют расход эмульсии во всех зонах охлаждения для каждого временного интервала на цикл прокатки последующего рулона, т.е. по заданному алгоритму для различных возможных значений расхода эмульсии рассчитывают тепловой профиль валков, в качестве исходной информации, используя хранящиеся в блоке 2 значения параметров прокатки и фактический тепловой профиль. В резуль. тате расчета выбирают то значение расхода, которое минимизирует отклонение расчетного профиля от заданного (уставки) на данном временном интервале. Выбранные значения расхода охладителя и время их обработки запоминают в блоке 5.

В процессе прокатки последующего рулона вычислительное устройство по специальному алгоритму вырабатывает необходимые команды на исполнительные механизмы — колонки дистанционного управления, которые воздействуют на регулирующий клапан, изменяющий расход охладителя в секциях G,:.q. При прокатке последующих рулонов последовательность операций аналогична.

Формула изобретения

Способ управления тепловым профилем валков прокатного стана, основанный íà определении фактического теплового профиля валка и непрерывного посекционного регулирования расхода охлаждающего агента вдоль бочек валков, 10 отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и качества регулирования, при прокатке предыдущего рулона через выбранные интервалы времени измеряют ско15 рость прокатки, натяжение и толщину полосы в межклетевых промежутках, температуру подката, температуру и расход охладителя, запоминают значения указанных параметров, определяют фактический тепловой профиль валков в конце прокатки предыдущего рулона, по

20 запомненным значениям параметров прокатки и фактическому тепловому профилю с помощью модели определяют расчетный тепловой профиль для различных.значений расхода охладителя в пределах заданных ограничений Hà его диапазон, сравнивают заданное значение теплового профиля с рассчитанным по модели на выбранном временном интервале, запоминают то значение расхода охладителя, которое обеспечива30 ет минимальное отклонение расчетного значения теплового профиля от заданного, и при прокате очередного рулона регулируют расход охладителя в зонах в соответствии с запомненным значением расходов на каждом временном интервале.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР N 463485, кл. В 21 В 27/10, 1973.

2. Трегьяков А. В. и др. Совершенствование геплового процесса листовой прокатки. М., "Металлургия", 1973, с. 269.

710705

Составитель А. Абросимов

Редактор В. Романенко Техред Л,Алферова

Корректор Г. Решетник

Заказ 8573/5 Тираж 986

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

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