Способ регулирования натяжениясжатия на многоклетевом прокатном стане

Л 4 . "ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯ Сфез Соевтсник Сециалнстлчесиии Раслублни(22) Заявлено 0 106,76 (21) 23 б 7733/22-02с присоединением заявки УЙ(51) В. Ка.В 21 В 37/06 С 05 О 13/00 Государственнмй комнтет сссР по делам нзобретеннй н открытнй(6 З) УДКб 21.77123( ;62-52 (088. В) Дата опубликования описаиия 0 бд 4,79(54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ НАТЯЖЕНИЯ-СЖАТИЯ НА МНОГОКЛЕТЕВОМ ПРОКАТНОМ СТАНЕИзобретение относится к автоматизации прокатного производства и может быть использовано для регулирования натяжения-сжатия металла вмежклетевых промежутках на непрерывно-эаготовочном прокатном стане.Известен способ регулирования натяжения-сжатия на непрерывно-заготовочных станах (НЗС), основанный нанепосредственном измерении усилий вполосе с помощью специальных датчиков-месдоз и последующем изменениискоростей прокатных валков или величин обжатий 1.Однако иэ-эа сложности организации измерений и низкой точности инадежности измерительных датчиков,а также из-эа сложности построениясистем автоматического регулированиядля многоклетевых станов этот способна практике оказывается неработоспбсобным. Способы регулирования,.основанные на изгибе полосы или образования петли и использующиеся на сортовых станах не могут быть примененына НЗС из-эа невозможности образования петли или изгиба полосы большого сечения.Наиболее близким к описываемомуизобретению 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 соседних клетей. При этом клети вщетраиваются последовательно по методу ффвпередф, когда скорость последующей клети изменяется так, чтобы скомпенсировать приращение токов предыдущей клети, или по методу ффназад, когда подстраиваются скорости предыдущих клетей для компенсации прираще" ний 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 метал-. ла третьей клетью; затем он повторяется между второй и третьей клетью и т.д., т.е. процесс регулирования фпродвигается вместе с передним концом металла.Способ имеет следующие недостатки,Способ требует точного измерениявеличины приращения токов двигателейн условиях ограниченного времени измерения. Осуществить это трудно, таккак на ток накладываются значительношумы, вызванные как электрическиМи,так и механическими причинами. Времена переходных процессов особеннодля последних клетей) приближаютсяк временам прохождения металла между клетями, что не дает возможностиосуществить качественное сглаживание 1 Ошумов.Регулирование по принципу подстройки последующей клети под предыдущуюнерационально, так как иэ-эа однойклети приходится изменять скоростивсех последующих клетей. Кроме того,если, например, на первом и последнем межклетеном промежутке нозниклиподпоры в полосе, волна регулирования, продвигаясь вместе с передним концом металла, вызовет увеличенный подпор на последнем промежутке,что может привести к потере устойчивости полосы и ноэникнонению аварийной ситуации.Целью изобретения является осуществление рациональной настройки свыбором минимального числа регулируемых клетей, снижение требований кточности измерительных устройств,повышение точности проката и сокращение аварийных простоев стана.Поставленная цель достигается последовательным измерением напряженныхсостояний полосы в процессе заполнения стана; при этом скорости электродвигателей при вхождении полосы встан поддерживают неизменными. В процессе измерения напряженные состоянияпоследовательно записывают и послевхождения полосы во все клети на осно нанни логического анализа всей совокупности напряженных состояний полосы в межклетевых промежутках выявляют клети, подлежащие регулированию;затем одновременно изменяют скороститолько этих клетей до тех пор, пока45напряженные состояния в межклетевыхпромежутках не станут равными нулюили заданной величине.Предлагаемый способ отличается отизвестных тем, что измерение усилийн полосе осуществляют последовательнов процессе вхождения полосы в станпри неизменных значениях скоростейвалков стана. Совокупность напряженных состояний в межклетевых промежутках для всего стана записывают и производя" вычисления для выявления клетей, подлежащих регулированию. Затемскорости только этих клетей изменяютдо тех пор, пока усилия в полосе не бОбудут сведены к нулю или к заданнойвеличине. При этом поставленная цельдостигается и при использовании грубых измерений усилий в полосе.Способ реализуется следующим образом, о-напряженное состо ряние полосы между 1-й и 1+1-й клетью,выраженное целым числом со знаком;Н, + - измерение значения натяжения металла между клетямиХ-й и .+1-й,Ь- принятый порогчувствительности измерения.Таким образом совокупность напряженных состояний записывают н видецелых чисел со знаками, причем ихмаксимальные значения зависят от точности измерительных устройств. Приэтом нид напряженного состояния представляют следующим образом.О-нормальное состояние, т.е. отсутствие сжимающих и растягивающихусилий;- К, К=1,2. Р - растяжениеполосы;+К, К = 1,2 .;,о - сжатие полосы.4. Определяют разрегулированныеклети и вид воздействия на двигателиклетей либо с помощью логическихтаблиц, либо по порекуррентным соотношениям. Так для п-клетевого станарекуррентные соотношения имеют вид:Э;б 0;+=О,если здуб;,;+рДл б=Огде О; - относительные дискретные значения управляющего воздействия на 1-ю клеть; 1. В процессе прокатки по данным;калибровок и диаметров валков, профиля полосы и режимов прокатки вычисляют по изнестным методикам и устанавливают расчетные скоростные режимы клетей стана на холостом ходу.2. Задают полосу н 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 н следующую клеть или другими известными методами.3. На основании измерений записывают совокупность напряженных состояний для всех межклетевых промежутков В ВИДЕ 62 23Л 115 Вг г з Ва О -1 функция знака.Вначале определяют относительные дискретные управляющие воздействия Р; и Р; на некоторые 1-ю и 1+1-ю клети, которые удобно выбирать средними (напримерг для 6-клетевого стана 1=3 г 1+1:4), Затем вычислЯют относительные дискретные управляющие воздействия на клети, находящиеся до 1-й и после 1+1-й клетей. Значения управляющих воздействия ла; на клети определяют по соотношениям:Лп;= бп; 3;где 6 л; - изменение скорости 1-й клети, соответствующее одной градации Р;,5. Изменяют скорости только клетей,подлежащих регулированию на величины, вычисленные в п.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 Ьп; 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 Нг г Н 2 Ьг Н 34 При проведении кзмеренйй скорости двигателей поддерживают равными расчетным.3 Определяют и записывают напряженные состояния 6,г г 6 дг 6 а . Пусть2,Здатчики позволяют бпределитьтолько вид напряженного состояния, т.е. случае Л,1 характеризует величину зоны нечувствительности прк измерениях, т.е, такое значение усилия, при котором величина натяжения в полосе считается допустимой. Пусть в резуль,тате последовательных измерений опре делены и записаны следующие значениямежклетевых усилий: 2,5 г З,а4) Вычисляют управляющие воздейр ствия на клети по рекуррентным соотношения, принимая эа 1-ю клеть 2-ю,а за 1+1-ю третью клеть: г=О Пь= бг з=О, т.к. з 1 Р ог г+ г=В -2 1,20 0 +аз4 Ъ Зга20 Состояния стана и управляющие воздействия можно отобразить в следующемвиде-1 О 1 +1 О 0 1 25Для настройки стана необходимо увеличить скорость валков первой клетии увеличить скорость четвертой клетиДля определения управляющего воздей ствия на двигатели клетей необходимовыбрать величину ступеньки однократного уменьшения или увеличения скорости бл; .Для непрерывных заготовочных 35 станов из технологических соображений величины однократного относительного изменения скоростей выбираютпорядка 1.5) Увеличивают на 1% скорость 1-й 40клети, увеличивают на 1% скорость4-й клети, оставляя скорости 2-йи 3-й клетей без изменения.6) В процессе выхода полосы иэстана измеряют приращения токов двигателей и повторяют пп. 3-5.45 При прокатке следующих заготовокданного профиля способ выполняют, начиная с п.2.Все возможные комбинации межклетевых натяжений и значения относитель ных управляющих воздействия для 4-хклетевой группы стана можно свестив таблицу. По таблице строится логическая комбинационная схема для вы.работки относительных дкскретных уп равляющих воздействий на скорости двигателей655453 таблицы 8 П одолжение 1 2 3 4 5 б 7 4 -1 0 -1 1 О 0 -1 5 -1 0 0 1 0 0 О б -1 0 0 О 7 -1 1 -1 О -1 0 -1 8 - 1 1 9 -1 1 0 0 -1 0 0 1 0 -1 0 1 1 О формула изобретения 10 0 -1 -1 0 0 -1 -2 0 -1 -1 11 0 -1 12 0 -1 0 0 0 -1 1 0 13 0 0 -1 0 0 0 -1 14 0 0 0 0 0 0 0 15 0 0 1 0 0 0 1 16 0 1 -1 0 0 1 0 17 0 1 0 0 0 1 1 18 0 1 1 О 0 1 2 15 1 0 -1 19 1 -1 -1 0 20 1 - 1 0 0 1 0 О 21 1 -1 1 0 1 0 1 22 1 О -1 -1 О О -1 23 1 0 0 -1 0 0 0 30 24 1 0 О О -1 25 1 1 -1 -1 0 1 0 0 -1 26 1 1 27 1 1, 1 -1 0 1 2 Составитель А,АбросимовРедактор Е.Братчикова Техред З.фанта Корректор М.Пожо Заказ 1406/б Тираж 1033 ПодписноеЦНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раущская наб., д.4/5 Филиал ППП Патент, г,ужгород, ул.проектная,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 сокой точности измерения усилий в полосе, что позволяет приступить к внедрению предлагаемого способа, используя известные датчики. Кроме того, способ позволяет производить из бирательную подстройку с минимальным числом регулируемых двигателей.Применение способа позволит ПОЛУ- чить народнохозяйственный эффект за счет улучшения качества проката, уве" личения срока службы оборудования, сокращения числа аварийных ситуа" ций - бурежек и экономии электроэнергии. Способ регулирования натяжения- сжатия 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, о т л и ч а ю щ и й с я 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: 1 11",1, П;=О, ЕСЛИ идюб;,;+ ЭДГ 16; :Р+ з дпд" 1 О3 -В -д Д.;В 6.1" 1 3 1Ф 2 1+1 1+1 1 ф 2 11 Ц Ц й =Паблп1где О - относительное дискретное управляющее воздействие на двигатель 1-й клети, 6,1 - квантованное значение напряженного состояния полосы в промежутке между 1-й и 1+1-й клетью, и изменяют одновременно скорости приводов клетей на вычисленные значения.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1.Выдрин В.Н. и др.Процесс непрерывной прокатки,М.,Металлургия,19 70.2.Патент США 93807208,кл.72-19,1974.