Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано в автоматических системах регулирования геометрических размеров сортового проката.

Известен регулятор температуры полосы на выходе стана горячей прокатки, оснащенный установкой межклетевого охлаждения полосы с регулирующими клапанами в межклетевых промежутках чистовой группы клетей, управляющие входы которых соединены с выходами вычислительного блока, содержащего измеритель температуры полосы на входе чистовой группы и датчик ускорения, причем в него введен узел формирования управляющего сигнала, содержащий датчик скорости прокатки, функциональный и нелинейный преобразователь,умножитель, блок де- 2о ления, сумматор и блок расчета про»" изводной, вход которого соединен с выходом измерителя температуры полосы на входе и чйстовую группу, а вы2 ход вЂ” с первым входом блока деления, второй вход которого соединен с выходом задатчика ускорения, выход умножителя соединен с входом. вычислительного блока, первый вход умножителя соединен с выходом сумматора, а второй вход умножитеЬя - с выходом функционального преобразователя, вход которого соединен с выходом датчика скорости прокатки, причем первый выход сумматора соединен с выходом блока деления, а второй - с выходом нелинейного преобразователя, вход которого соединен с входом датчика скорости прокатки (1 1.

Однако в этом регуляторе температуры полосы на выходе стана горячей прокатки не учитывается влияние на размеры прокатываемой полосы других факторов (наследственной разнотолщинности, разнбширинности продольных межклетевых сил в полосе) и применить его можно на листовых станах, где ширинный размер полосы имеет вто3 95986 ростепенное значение. При прокатке профилей важен как высотный, так и ширинный размер.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство,. которое содержит установку межклете вого охлаждения полосы с регулирующими клапанами в каждом промежутке, блок расчета и распределения сум- 16 марного количества воды, причем управляющие входы регулирующих клапанов соединены с выходом блока расчета и распределения суммарного количества воды, измеритель и задатчик температуры полосы, блок контроля отклонения температуры, причем выход измерителя и задатчик температуры полосы соединены с входами блока контроля отклонения температуры, датчик скорости прокатки и задатчик заправочной скорости, блок контроля изменения скорости, прокатки, причем выход датчика скорости прокатки и задатчика заправочной скорости д соединен с входами блока контроля изменения скорости прокатки. Оно также.содержит датчик конца прокатки, блок задания коэффициентов, сумматор и каналы коррекции, каждый из ко- щ торых состоит из усилителя с регулируемым ограничением, релейного элемента, умножителя, суммирующего запоминающего блока и корректирующего запоминающего блока (2 ).

Недостатками известного устройства являются невозможность применения его для сортовой прокатки, так как оно не учитывает при регулировании толщины изменение ширинного размера, который, как правило, сложней поддается регулированию; оно не учитывает также влияния на размеры наследственной разнотолщинности и разноширинности,,колебаний продольных межклетевых сил в раскате, высоты калибра ; кроме того, это устройство не решает проблему снижения разноширинности свободно уширяющихся элементов профилей.

Цель изобретения - повышение точ50 ности геометрических размеров проката путем рационального распределения металла между вертикальными и горизонтальными размерами.

Поставленная цель достигается тем, что в адаптивном регуляторе установка управления температурой расположена перед клетью и содержит

1 4 блок контроля отклонения температуры, блоки задания коэффициентов, сумматоры, блоки контроля отклонения толшины и ширины входящего и выходящего из клети проката, передних и задних межклетевых продольных сил в прокатке, блоки адаптации, блоки расчета ограничений и управляющей поправки температуры проката, причем выходы блоков контроля отклонения температуры соединены через блоки задания коэффициентов с двумя сумматорами, выходы которых соединены с первьЪи входами двух блоков расчета ограничений и двух блоков адапта ции, второй вход первого блока адаптации соединен с выходом блока контроля отклонений выходящей ширины проката, второй вход второго блока адаптации соединен с выходом блока контроля отклонения выходящей толщины проката, третий вход блока адаптации и первый вход блока расчета управляющей поправки температуры соединены с блоком контроля отклонения температуры проката, выходы блоков адаптации соединены с вторыми входами блоков расчета ограничений, выходы которых соединены с входами блока расчета управляющей поправки, а выход Ьлока расчета управляющей поправки соединен с установкой управления температурой проката.

На фиг. 1 и 2 приведена блок-схема предлагаемого регулятора.

Блоки 1 и 2 контроля отклонения высоты и ширины проката на входе клети, передней 3 и задней 4 продольной силы в прокате, высоты калибра 5 связаны через блоки б задания коэффициентов с сумматорами 7 и 8, причем на вход сумматора 7 подведены выходы блоков 6 задания коэффициентов, определяющих влияние параметров прокатки на ширинный размер проката, а на вход сумматора 8 вЂ” выходы блока б задания коэффициентов, определяющих влияние параметров прокатки на высотный размер проката.

Выход сумматора 7 соединен с блоком 9 расчета ограничений на изменение температуры исходя из допусков .(минусового и плюсового) на ширинный размер, а выход сумматора 8 вЂ” с блоком 10 расчета ограничений на изменение температуры исходя из допусков на высотный размер. Выходы блоков 9 и 10 ограничений подсоединены к блоку 11 расчета управляющей поп5 959861 равки температуры, выход котоРого со- ход усилителя 31 соединен с нудb» единен с системой 12 управления тем- органом 33 через последовательно соепературой проката. Входы блока 13 диненный потенциометр задания переадаптации по регулированию ширины даточных коэффициентов Kb Kh.

g 1 Я ° проката связаны с блоком 14 K0HTpo- Ко вторым входам нуль-органов 33 ля отклонения ширины проката, выхо: вЂ” подключается выход блока 18 вычитадящего из клети, с выходом суммато- ния и блока контроля отклонения тем" ра 7 и с блоком 15 контроля отклоне- пературы проката. Электродвигатели ния температуры, а выход блока 13 - 34 электрически связаны с выходами с блоком 9 расчета ограничений. 4 нуль-органа 33 и механически - с

Входы блока 16 адаптации по регу- движками потенциометров 23 задающих дированию высотного размера проката передаточные коэффициенты Kb u Kh и связаны с блоком 17 контроля откло- в блоках .13 и. 16 адаптации и блонения высоты проката, выходящего из ках 9 и 10 расчета ограничений. Выклети, с выходом сумматора 8 и с бло- 1з ход усилителя через ключ .35 соединен ком 15 контроля отклонения температу- с системой 12 управления:температу ры, а выход . блока 16 вЂ” с блоком 10 рой проката. расчета ограничений. Работа устройства осуществляется

Блоки контроля отклонений парамет- следующим образом. ров прокатки представляют собой бло- 20 В основу работы адаптивного регуки 18 вычитания, на входы которых по- лятора размеров проката заложена сидаются сигналы с датчика 19 и задат-. стема линеаризованных уравнений чика 20 в соответствии с калибровкой этого we параметра прокатки. Блоки 6 1 dh н + Kh1üò задания коэффициентов и сумматоры 7 JabÄ = В + Kb hT,,и Ь могут бысть, например, реализо1 ваны на потенциометрах, соединенных со входом. операционного усилите- Н Н g 1 Н 1 Н 1 1 + ля.

Блоки 9 и 10 расчета ограничений зв + Ь, „ на изменение температуры состоят из (21 эадатчиков 21 задания допусков ГОСТа b Ь b Ъ

: Ь= - Ь +К -йЬ +К з6 К .44 +

1о 1 Ф* ЫЬ фЬ ) 1 Ko Topble coeдинены c 0 Ь 0 1 одним из входов сумматоров 22, вто- ° д11

Ь (ь) к; рые входы которых соединены с выходами сумматоров 7 и 8, а выходы - с Устройство осуществляет поиск уп. потенциометрами 23 задающих переда- равляющего приращения температуры точные коэффициенты 5Туп,которое обеспечило при прокатБлок 11 расчета управляющей поп- ке в пределах допуска ГОСТа или при

40 равки температуры представляет со- выходе размеров проката эа -пределы бой три схемы 24 сравнения, входы допуска минимум поперечного сечения которых соединены с блоками 9 и 10, проката на выходе иэ клети при выпола выходы .- с элементами ИЛИ-НЕ 25 и нении следующих ограничений на при26, элементами И 27"29. ращение управляющих параметров

Одновременно с выходами блоков 9 р- <Н+ . Т < у и 10 связаны два транзисторных клю*- Н,, прча 30, выходы которых соединены с - Т <, (+)

< к д усилителем 31 суммирования через по- Ь Ъ„ Мпр Ь следовательно сеединенный сумматор 31. Сигналы. с датчиков 19 технологичеБлоки 11, 13 и 16 адаптации могут ских параметров (Ио, Ь,бо,б„, Ь„ „, быть выполнены по любой иэ извест- Н, Ь ) поступают на один из входов ных схем. Например, могут представ". блоков 18 и 19 вычитания, на второй лять операционный усилитель, вклю- вход которых подаются напряжения с ченный по схеме вычитания, один вход >> задатчиков 20, пропорциональные но« которого соединен со схемой 18 вы- мивальным значениям технологических читания блоков 14 или 17, а второй - параметров, определяемых калибровкой. с выходами сумматоров 7 или 8. Вы- На выходе блоков 18... 15. 12... 14

959861

I контроля отклонений будут амплитуды сигналов, пропорциональные приращени-. ям технологических параметров. Полученные приращения входных параметров(д о,ab0,Ыо д о д h ) nocae .умножения на соответствующие передаточные коэффициенты в блоках 6 задания коэффициентов поступают на входы сумматоров 7 и 8, где на сумматоре 7 реализовано вычисление величины В (в соответствии с формулой 3) сумматоре о вЂ” Н (формула 2)

Вычисленные значения В и Н поступают на один иэ входов сумматоров 22 блоков 9 и 10 расчета ограничений на управление температурой для получе- ния в пределах допусков ширинного и высотного размера, где производится вычисление

У -Б У -,В

Ъ КЪ„

У -н d", -И

4 11 . ф (5) дтпл- Кь дтпл" К () 23

1 КФ

Для этой цели на вторые. входы сумматоров 22 с эадатчиков 21 поступают напряжения, пропорциональные допускам ГОСТа (/, d /„д )

Выходные сигналы блоков 9 и 10, которые представляют собой ограничения на управление температурой дТй, ьТй, дТя, ЬТ, поступают на блок 11 расчета управляющей поправки .температуры.

Приращение температуры Т п,„ которая обеспечила бы при прокатке в пределах допуска ГОСТа или при выходе

40 размеров проката за пределы допуска минимум поперечного сечения проката на выходе из клети, содержится в пересечении интервалов (ьТ„,он ) и (ьТ в, дТ в ). Если эти интервалы не

4$ пересекаются, то заданная система ограничений несовместна и задача не ,имеет решения, о чем свидетельству,ет сигнал "Контроль" на выходе бло. ка 11 расчета управляющей поправки температуры проката. В случае, если интервалы пересекаются, искомое .решение лежит на максимальном значе- нии границы области допустимых значений или,другими словами, равно минимальному иэ значений дТя и ьТ .

Выработанные сигналы дТн, дТ+и, дТ и дТ в поступают попарно на три схе+ мы сравнения 24 блока 11. Две схемы 24 сравнения СС 1 и СС определяют совместность системы ограничений путем сравнения верхних границ интервалов с нижними границами противоположного интервала (дТн с дТ+ и оТ с DT+H).

Если верхние границы интервалов больше нижних, то система ограничений совместна, о чем свидетельствует наличие высоких уровней (уро вень " 1") на выходах схем сравнения СС и СС, в прототиположном случае- уровень "0".

Схема сравнения СС1 определяет, какой иэ сигналов или дТн меньше (если дТВ(дТн, то на выходе CC„ устанавливается высокий потенциал, в противном случае - низкий). Выходной потенциал схемы СС1 прямо и через элемент 25 подается на две схемы совпадения (элементы 27 и 28), на вторые входы которых подается коньюнкция (элемент И 29) сигналов с выходом схем 24 СС и СС . Если сис» тема ограничений совместна, то коньюнкция указанных сигналов будет равна логической " 1", что обеспечит появление высокого уровня на выходе одной их схем совпадения (в зависимости от соотношения величин дТн и дТ ), Выходы схем совпадения управляют транзисторными ключами 30, включенными в цепи передачи сигналов дТ и дТ на систему 12 управления температурой.При появлении на выходе одной из схем совпадений (элементы 28 и 27) высокого потенциала соответствукнций транзисторный ключ

30 замыкается и выбранный сигнал (минимальный по амплитуде) подается через сумматор .32 на вход усилителя 31 суммирования, где суммируется в противофазе с сигналом, снима1 емым с блока 18, блока 15 контроля отклонения температуры. Выход усили:. теля 31 через управляемый транзисторный ключ 35 подключен ко входу установки 12 управления температурой, которая осуществляет отработку вычисленного устройством управляющего воздействия. Если система ограничений не совместна, то транзисторный ключ

35 в выходной цепи устройства будет разомкнут и выдача управляющих воздействий на установку управления температурой осуществлять не будет, появится сигнал "Контроль" на выходе схемы ИЛИ-HE (элемент 26 блока 11).

959861

С целью повышения эффективности управления в устройстве предусмотрен контур адаптации. Адаптация осуществляется путем непрерывной подстройки передаточных коэффициентов

КЬ„ и Kb .Ñ этой целью сигналы с блоков 17 и 14 контроля отклойения ширины лЬ„ и высоты eh выходящего из клети проката подаются на блоки l3 и 16 адаптации передаточных коэффициентов Kh è КЬ, определяющих точность регулирования размеров. . На усилителях 31 производится вычисление (В- ьЬ.1) и (Н -ah„), а на нуль-органах 32 сравниваются вычисленное значение приращения температур (e -,ьЬ„) /КЬ„и (H -ah„) /Kh„, снимаемое с выхода потенциометра 23 задания передаточных коэффициентов, с действительным приращением температуры раската, снимаемого с выхода блока 18 вычитания блока 15 контроля отклонения температуры проката.

Разностным сигналом с выходом нульорганов 33 управляется электродвигатель 34, который вращает движки потенциоментров 23 до тех пор, пока на выходе нуль-органов 33 не установит-. ся нулевой сигнал. А так как двига тель и движки потенциометров в блоках 9 и 10 расчета ограничений, то и уточняются коэффициенты Kh< и КЬ, связывающие ьЬ1 и ьЬ„АЛЬТ на каждом новом шаге измерения и управления, и используются при определении управляющей поправки температуры проката.

Использование интегральных микросхем значительно повышает точность, надежность и простоту устройства в эксплуатации.

Годовой экономический эффект от использования предлагаемого устройства на среднесортном стане 350 Днепровского металлургического завода им, Дзержинского за счет повышения сортности и экономии металла и за счет прокатки на минус составит

I 260,7 тыс. руб.Ориентировочно,по металлургическим заводам УССР экономия составит 2,5 млн. руб. в год.

Формула изобретения

Адаптивный регулятор размеров проката на сортовом. стане, оснащенный установкой управления температурой проката перед клетью, блрком контроля отклонения температуры, блоками задания коэффициентов, сумматорами, отличающийся

10 тем, что, с целью повышения точности геометрических размеров проката путем рационального распределения металла между вертикальными и горизонтальными размерами, он дополни1З тельно сожержит блоки контроля отклонения толщины и ширины входящего и выходящего из клети проката, пе" редних и задних межклетевых продольных сил в прокате, блоки адаптации, 20. блоки расчета ограничений и управ- . ляющей поправки температуры проката, причем выходы блоков контроля отклонения температуры соединены через блоки задания коэффициентов с двумя

25 сумматорами, выходы которых соединены с первыми входами двух блоков расчета ограничений и двух блоков адаптации, второй вход первого блока адаптации соединен с выходом блока

З0 контроля отклонения выходящей ширины проката, второй вход второго блока адаптации соединен с выходом бло" ка отклонения выходящей толщины проката, третий вход блоков адапта35 ции и первый вход блока расчета управляющей поправки температуры соединены с блоком контроля отклонения температуры проката, выходы бло ков адаптации соединены с вторыми

0 входами блоков расчета оГраничений, выходы которых соединены с входами блока расчета управляющей поправки, а выход блока расчета управляющей поправки соединен с установкой управления температурой проката.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство CCCP

И 656682, кл. В 21 В 37/10, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

1 716659, кл. В 21 В 37/10, 1978.

959861

Тираж 845 Подписйое

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 7094/11

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 с . сь . ъ

Составитель Ю. Рыбьев

Редактор Р. Лазаренко Техреду Е.Харитончик Корректор Jl. Бокшан

Адаптивный регулятор размеров проката на сортовом стане

Устройство автоматического управления перезарядкой стана холодной прокатки труб // 899179

Устройство для стабилизации температуры полосы в чистовой группе стана горячей прокатки // 869892

Устройство для регулирования температуры полосы в чистовой группе стана горячей прокатки // 768514

Устройство для регулирования температуры полосы на выходном рольганге непрерывного стана горячей прокатки // 759165

Устройство для регулирования температуры полосы на выходном рольганге непрерывного стана горячей прокатки // 753512

Устройство для автоматического регулирования температуры полосы // 753510

Способ регулирования продольной разнотолщинности проката // 741979

Система регулирования температуры смотки горячекатаной полосы // 735352

Устройство для автоматического регулирования температуры прокатки полосы // 728955

Устройство "грязного" оборотного цикла // 2151749

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано в системах водоснабжения непрерывных широкополосных станов горячей прокатки

Способ управления условиями охлаждения проката // 2184632

Изобретение относится к прокатному производству и предназначено для регулирования процесса горячей и/или холодной прокатки

Способ управления для расположенной перед участком охлаждения чистовой линии клетей для прокатки горячекатаной металлической полосы // 2291750

Изобретение относится к прокатному производству

Способ управления процессом термообработки сортового проката в многосекционных термоупрочняющих установках // 2299916

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при изготовлении сортового проката, обрабатываемого в многосекционной термоупрочняющей установке

Способ поперечно-клиновой прокатки изделия с удлиненной осью // 2310539

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при производстве деталей с удлиненной осью

Способ и линия чистовой прокатки для горячей прокатки исходного материала // 2415725

Изобретение относится к способу и линии чистовой прокатки для горячей прокатки исходного материала, в частности тонкого сляба или черновой полосы

Устройство регулирования тепловых потерь металла при горячей реверсивной прокатке // 2042446

Изобретение относится к прокатному производству, в частности к получению листов и полос из сплавов цветных металлов на основе меди и никеля на реверсивных станах горячей прокатки

Устройство для регулирования температуры полосы на рольганге стана горячей прокатки // 969345

Система регулирования температуры полосы на выходе стана горячей прокатки // 971543

Устройство для регулирования температуры полосы в процессе прокатки // 986531