Система автоматической стабилизации градиента температур при прокатке узких полос на реверсивном стане

 

О ll И С А Н И Е ()969346

ИЗЬВРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Допол нител ьное к авт. с вид- ву— (22) Заявлено 24.12.80 (21) 3222580/22-02 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М.К .

В 21 В 37/00.Гасударственный кемитет

СССР (53) УДК 621.771..23 (088.8) Опубликовано 30.10.82. Бюллетень № 40

Дата опубликования описания 05.11.82

IIo делам изеаретений и еткрмтий

В. И. Бойко, А. Т. Нельга и Я. К. Богусл (72) Авторы изобретения

Днепродзержински и ордена Трудового

Знамени индустриальный институт им. М. И. (71) Заявитель (54) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКО1"1 СТАБИЛИЗАЦИИ

ГРАДИЕНТА ТЕМПЕРАТУР ПРИ ПРОКАТКЕ УЗКИХ ПОЛОС

НА РЕВЕРСИВНОМ СТАНЕ

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может, найти применение в черной и цветной металлургии при пластической деформации материалов.

Известно устройство для управления режимом обжатий на реверсивном прокатном стане, включающее блоки определения нейтрального угла, угла захвата, измерения величины обжатия, перевода реального процесса в базовые условия трения (1).

Устройство позволяет рассчитать величину обжатия для следующего прохода, обеспечивающего выполнение ограничений по максимально допустимому моменту прокатки. Однако расчеты не позволяют достаточно полно учесть свойства подката для стабилизации размеров проката. Кроме того, выход тепла. в очаге деформации не стабилизирован, что влияет на размеры изделий во всех трех направлениях.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство автоматического управления механизмом перемещения нажимных винтов реверсивных станов горячей прокатки, включающее вычислительный блок, с помощью которого рассчитывается и реализуется коррекция подпрограммы обжатий в функции температуры проката, измеренной перед входом в клеть (2).

К недостаткам известного устройства

5 относится то, чтв температура в очаге деформации, определяющая размеры изделия, существенно отличается от температуры подката, выход тепла в очаге деформации зависит от обжатий, усилий и температуры подката; стабилизация вертикальных размеров достигается коррекцией настройки валков„что приводит к колебаниям усилий прокатки, а это влияет на напряженное состояние металла в очаге; стабилизация обжатия не приводит к постоянству тепловыделений в очаге и показателей уширения и вытяжки, при этом тепловыделения в очаге деформации — нелинейная функция температуры подката при стабилизации прочных факторов. Например, приращение тепловыделений колеблется от 4 до 10 С в диапазоне 850 — 1000 С при,скорости прокатки 2м/с.

Цель изобретения — уменьшение колебания размеров узких полос, обусловленного колебаниями температуры проката.

969346

Поставленная цель достигается тем, что система автоматической стабилизации градиента температур при прокатке узких полос на реверсивном стане, включающая измерители наличия металла в клети, измерителя температуры поверхности металла, счетчик номера пропуска, задатчики уставок коэффициентов корректора обжатий и перемещения нажимных винтов по программе, элемент сравнения, корректор, сумматор, канал управления электроприводом механизма, ключи и блоки запоминания температуры и поправки, дополнительно содержит блок вычисления поправок коэффициентов, состоящий из последовательно соединенных элемента сравнения, блока усреднения, функционального блока и анализатора тенденции изменения поправки, и соединенный своими входами — первым через ключ, а вторым через ключ и блоки запоминания температуры — с измерителями температур, а выходом — через блок запоминания поправки с сумматором, связанным с корректором обжатий.

Блок усреднения состоит из двух блоков умножения, запоминающего устройства и сумматора, первый блок умножения связан с первым входом сумматора, выход которого через второй блок умножения, ключ и запоминающее устройство связан с вторыМ входом сумматора.

Анализатор тенденции изменения поправки состоит из запоминающих устройств, сумматора, двух пороговых элементов, схемы совпадения и двух ключей, причем первый ключ соединен с вторым ключом. и входом второго порогового элемента, выходы второго ключа соединены через первый пороговый элемент с первым входом схемы совпадения, второй вход которой соединен с выходом второго порогового элемента, а выход — с первым ключом.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемой системы.

Система автоматической стабилизации градиента температур при прокатке узких полос на реверсивном стане включает счетчик 1 номера пропуска, задатчики уставок коэффициентов корректора обжатий 2 и программы перемещений механизма 3, сумматоры 4 и 5, элементы 6 и 7 сравнения, корректор 8 обжатий, блоки 9 и 10 запоминания поправки и температуры, ключи

11 и 12, блок 13 усреднения, функциональный блок 14, анализатор 15 тенденции изменения поправки, блок 16 вычисления поправок, измерители 17 наличия металла в клети, измерители 18 и 19 температуры проката, канал 20 управления приводом механизма перемещения верхнего валка.

Задатчики 2 и 3 уставок через счетчик 1 связаны с измерителями 17. Измеритель 18 температуры через элемент 6 сравнения, корректор 8 обжатий и сумматор 5 связан

45 с каналом 20 управления привода перемещения верхнего валка. Задатчик 2 уставок через сумматор 4 соединен с корректором обжатий, а задатчик 3 уставок — с сумматором 5.

Первый вход блока 16 вычисления поправок через ключ 12 связан с измерителем 18, температуры, а второй через ключ 11 и блок 10 запоминания температуры — с измерителем 19 температуры, а выход через блок 9 запоминания поправки связан с сумматором 4. Блок 16 вычисления поправок состоит из последовательно соединенных элемента 7 сравнения, блока 13 усреднения, функционального блока 14 с зоной нечувствительности и заданной зависимости поправки коэффициента от градиента температур, анализатора 15 тенденции изменения поправки. На элемент 6 сравнения поступает заданное значение о температуре проката на входе, а на элемент 7 — заданное значение градиента входной и выходной температур.

Система автоматической стабилизации градиента температур работает следующим образом.

При входе металла в зону действия измерителя 18 сигнал, соответствующий температуре прокатываемого металла, поступает на вход элемента 6 сравнения, который непрерывно определяет отклонение ЬТ фактической температуры от базисной Т . Сигнал отклонения поступает на вход корректора 8, который рассчитывает поправку Ь S к установкам заранее заданной программы, используя в качестве исходной информации значение АТ и коэффициента корректора, вычисленного в предыдущем проходе, а также номер i-того четного пропуска N, с которого следует вводить коррекцию.

В ходе прокатки счетчик 1 с помощью измерителей 17 фиксирует номер текущего пропуска и передает его в задатчик 2 установок коэффициентов корректора. Начиная с пропуска, имеющего заданный номер Ц„, корректор 8 для каждого прокатываемого сляба передает в сумматор 5 значение по-. правки Ь$ для заданных по пропускам перемещений механизма. В сумматоре 5 осуществляется алгебраическое суммирование Ь$ с уставкой $1 поступающей от задатчика 3 программы перемещений и соответствующей заданному перемещению механизма. Сигнал, пропорциональный величине Si + Л$, поступает на вход канала

20 управления приводом механизма перемещения верхнего валка, обеспечивающий отработку перед i-тым пропуском заданного с учетом коррекции рассогласования.

После прокатки в i-том пропуске полоса находится справа от валков. При движении полосы к валкам блоков 10 запоминается зарегистрированное измерителем 19 значение температуры передней части раската перед i+1-ым пропуском на входе в

969346 клеть. После входа передней части раската в i+1-ом пропуске в зону действия измерителя 18, регистрирующего температуру после клети, сигналы с блока 10 и измерителей 18 через ключ 11 и 12 поступают с разными знаками на входы элемента 7 сравнения, который определяет отклонение ЬТ разности температур входа и выхода от базисной разности ЬТб . Сигнал отклонения поступает на вход блока 13 усреднения, находящегося по группе смежных раскатов текущее среднее значение отклонения градиента температур от базисного i+1-го пропуска. Выход блока 13 соединен с функциональным блоком 14, определяющим зависимость поправки коэффициента корректора обжатий от среднего отклонения градиента температур i+1-го пропуска. Блок 14 содержит зону нечувствительности, позволяющую уменьшить колебания поправки, вызванные влиянием помех. К последним относятся колебания химического состава изделия и др., влияющие в конечном счете на выход тепла. Сигнал, пропорциональный величине поправки коэффициента, поступает на вход анализатора 15, определяющего тенденцию изменения коэффициента на группе смежных раскатов.

Если знак отклонения в i + 1-ом пропуске совпадает со знаком отклонений ЬК для

i+ 1-ых пропусков предыдущих смежных раскатов, то производят запоминание поправки в блоке 8, выход которого поступает на второй вход сумматора 4.

Если знак отклонения ЬКв i+ 1-ом пропуске для п-го раската не совпадает с предыдущими п — 1, п — 2, и т. д. раскатами, запоминание новой поправки в блок 8 не производится (сохраняется старая, полученная в п — 1-ом раскате). Производится анализ знака отклонения Ь Кв i+ 1-ом пропуске для n+1-го раската.

Если знак нового ЛК тоже не совпадает с п — 1, n — 2 раскатами, то лишь тогда производят запись в блоке 9 новой поправки. Чем выше уровень помех, который не может быть отфильтрован текущим усреднением, зоной нечувствительности, тем больше раскатов анализируется при изменении знака поправки.

В, сумматоре 4 осуществляется алгебраическое суммирование ЬКс уставкой К, поступающей от задатчика 2. Таким образом, в i + 1-ом пропуске вычисляется требуемое значение коэффициента К + Ь К, которое будет использовано для вычисления в корректоре 8 поправки A S для i-го пропуска нового n + 1-го раската.

Стабилизация градиента температур позволяет в i-ых пропусках (четных) несколько пережим ать металл, а в i + 1-ых (нечетных) не производить коррекцию обжатия по температуре, но при этом происФормула изобретения

1. Система автоматической стабилизации градиента температур при прокатке узких полос на реверсивном стане, включающая измерители наличия металла в клети, измерители температуры поверхности металла, 40 счетчик номера пропуска, задатчики уставок коэффициентов корректора обжатий и перемещения нажимных винтов по программе, элемент сравнения, корректор, сумматор, канал управления электроприводом механизма, ключи и блоки запоминания температуры и поправки, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения разнотолщинности в партии горячекатанных полос, она дополнительно содержит блок вычисления поправок коэффициентов, состоящий из последовательно соединенных элемента сравнения, блока усреднения, функционального блока и анализатора тенденции изменения поправки, и соединенный своими входами — первым через ключ, а вторым через ключ и блоки запоминания температуры — с измерителями температур, а выходом — через блок запоминания поправкй с сумматором, связанным с корректором обжатий.

1О

15 го

25 зо ходит взаимная компенсация отклонений температуры и толщины подката, сформированной в i-том пропуске. Для горячих раскатов формируют толстые полосы, а для холодных тонкие. Это позволяет в i+1-ых пропусках стабилизировать градиенты температур, усилия прокатки и существенно уменьшить колебания размеров, включая продольную рази отол щи н ность.

При прокатке узких полос уменьшается колебание толщины и ширины, стабилизируется вытяжка. Это особенно важно при прокатке фасонных профилей с узким полем допусков по ширине.

Большие регулирующие воздействия в

i-ом пропуске приводят к некоторой компенсации колебаний температур (за счет выхода тепла) и не приводят к росту уширения, а в i + 1-ом пропуске производится самовыравнивание колебаний ширины подката.

При продольной периодической прокатке, когда i+ 1-ый пропуск производят в отдельно стоящей клети, важно стабилизировать вытяжку, которая влияет на длины смежных кратностей, что и позволяет осуществить предлагаемая система автоматической стабилизации.

Предлагаемая система выполнена на интегральных микросхемах.

Экономический эффект от внедрения системы составит 70тыс. руб. в год.

Система может быть использована не только на реверсивных станах, но и станах с последовательным расположением клетей.

969346

Составитель Ю. Рыбьев

Техред И. Верес Корректор Г. Решетник

Тираж 845 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Редактор Н. Воловик

Заказ 7391/9

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что блок усреднения состоит из двух блоков умножения, запоминающего устройства и сумматора, первый блок умножения свя. зан с первым входом сумматора, выход которого через второй блок умножения, ключ и запоминающее устройство связан с вторым входом сумматора.

3. Система по п. 1, отличающаяся тем, что анализатор тенденции изменения поправки состоит из запоминающих устройств, сумматора, двух пороговых элементов, схемы совпадения и двух ключей, причем первый ключ соединен с вторым ключом и входом второго порогового элемента, выходы второго ключа соединены через первый пороговый элемент с первым входом схемы, совпадения, второй вход которой соединен с выходом второго порогового элемента, а выход — с первым ключом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Ма 607611, кл. В 21 В 37/00, 1976.

2 . Авторское свидетельство СССР № 548328, кл. В 21 В 37/00, 1975.