Устройство автоматического поддержания процесса прокатка волочение в области его существования

(53) УДК 621,771, ,23-503 51 (088.8) ао делан изебретеннй н еткрытнйОпубликовано 23. 01. 82 Бюллетень3 Дата опубликования описания 23, 0 1 . 82 А.А. Курошкин, А,Я. Эргард, Ю.А. ГубочкиЛ.И. Агеев и В.Н. Выдрин .т;АсЧелябинский политехнический институт им Обнинскогокомсомола(5) УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО ПОДДЕРЖАНИЯ ПРОЦЕССА ПРОКАТКА-ВОЛОЧЕНИЕ В ОБЛАСТИ ЕГО СУЩЕСТВОВАНИЯИзобретение относится к области автоматизации производственных про" цессов в металлургической промышленности и может быть использовано на реверсивных станах прокатки-волочения с охватом валков полосой.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство автоматического регулирования толщи 1 О ны полосы, в котором предусмотрен канал управления изменением давления металла на валки в процессе прокатки от измерителя толщины полосы 111.Недостаток этого устройства заключается в том, что изменение давления металла на валки осуществляется в функции толщины полосы, тогда как при поддержании процесса прокаткаволочение в области его существования изменение давления металла на валки необходимо осуществлять в функции отношения линейных скоростей заднего, конца полосы и ведомого валка,переднего конца полосы и ведущеговалка. Кроме того, перемещение подушек верхнего валка осуществляетсядвумя гидроцилиндрами при гидравлическом нажимном устройстве или двумя винтами при электромеханическомнажимном устройстве. За счет асинхронности работы двух цилиндров (винтов)нажимного устройства появляется асимметрия раствора валков, что приводитк появлению клина по ширине полосы,к неравномерности натяжений и давлений по кромкам полосы и к появлениюволны и возможным обрывам. В этом плане более эффективным является изменение давления металла на валки путем изменения коэффициента жесткости клети, так как .при этом положение (параллельность) валков остается неизменным,Отличительной особенностью процесса прокатки-волочения (ПВ) явля3ется равенстеэ линейной скорости ч заднего конца полосы и линейной скорости ч; ведомого валка, а также равенство линейной скорости ч переднего конца полосы и линейной скорости ч ведущего валка. Таким образом при протекании процесса прокатки в области существования ПВ полоса в валках движется беэ проскальзывания относительно рабочих валков, и, следовательно,. можно записать: Г- =чОднако в процессе прокатки при значительном изменении переднего или заднего натяжений, а особенно при значительном изменении величины давления, что возможно при больших значениях продольной разнотолщинности подката, резерв сил трения на ду" гах охвата может быть полностью исчерпан и возможен выход процесса иэ области его осуществления. Так при увеличении давления выше граничного, ведомый валок опережает полосу, а ведущий валок отстает от полосы, т.е. чл Ч 5ч сч и - 1 чсч и - С 1.4 2 ч у3 Ф ч,При уменьшении давления ниже граничного ведомый валок отстает от по лосы, а ведущий валок опережает полосу, т.е. Таким образом, при выходе процесса прокатки иэ области существования наблюдается проскальзывание металла относительно валков или валков относительно металла на дугах охвата валков полосой. Это приводит к ухудшению качества поверхности про. ката,. к возможным обрывам полосы и наварам металла на валки.Цель изобретения - увеличение производительности станов ПВ с охватом валков полосой за счет исключения обрывов и наваров, повышения качества поверхности прокатываемого металла путем автоматического поддержания процесса прокатка-волочение в области его существования.Поставленная цель достигается тем, что устройство содержит канал управления, выход которого соединен с входом исполнительного органа механизма.переменной жесткости клети, Канал управления включает: масштабный преобразователь с регулируе.мым коэффициентом усиления, измеритель отношения линейной скоростизаднего конца полосы и линейнойскорости ведомого валка, измерительотношения линейной скорости переднего конца полосы и линейности скорости ведущего валка, датчики линейных0 скоростей концов полосы и валков,множительный блок, задатчики шириныполосы и сопротивления материалапластической деформации, при этомпервый вход масштабного преобраэова 15 теля соединен с выходом измерителяотношения линейных скоростей заднего конца полосы и ведомого валка,первый вход которого соединен с выходом .датчика линейной скорости зад.20 него коца полосы, а второй - с выходом датчика линейной скорости ведомого валка, второй вход масштабногопреобразователя соединен с выходомизмерителя отношения линейных ско 25 ростей переднего конца полосы и ведущего валка, первый вход которогосоединен с выходом датчика линейнойскорости переднего конца полосы,а второй - с выходом датчика линейной скорости ведущего валка, третийвход масштабного преобразователя. соединен с выходом множительногоблока, первый вход которого соединен с выходом задатчика ширины полосы, а второй - с выходом задатчикасопротивления материала пластической деформации, выход масштабногопреобразователя соединен с входомисполнительного органа механизмапеременной жесткости клети,На чертеже представлена блоксхема устройства.Устройства включает ведомый валок 1 и ведущий валок 2. Измеритель453 соотношения скоростей перед клетьюсвязан своими входами с измерителем1 линейной скорости чц заднего концаполосы и измерителем 5 линейной скорости ч ведомого валка. Измеритель6 соотношения скоростей на выходе50клети связан своими входами с измерителем 7 линейной скорости ч перед"него конца полосы и измерителем 8линейной скорости ч ведущего валка. Выходы измерителей 3 и 6 соединены с первым и вторым входами масштабного преобразователя 9 третий вход которого соединен с ВыхОдОИ мно899177 5жительного блока 1 О. Один иэ входов множительного блока 1 О соединен с задатчиком 11 ширины полосы, а другой с задатчиком 12 сопротивления материала пластической деформации. Выход масштабного преобразователя 9 соединен с входом исполнительного механизма 13 переменной жесткости клети.При этом , - сигнал, пропорциональный линейнойскорости заднегоконца полосы;ч. - сигнал, пропорциональный линейнойскорости ведомоговалка;ч- - сигнал, пропорцио-,.нальный линейнойскорости ведущеговалка;ч, - сигнал, пропорциональный линейнойскорости переднего конца полосы, 25 1 /ч - сигнал, пропорциональный рассогласЬ- ванию линейных скоростей на входе клети;30.ч /ч- сигнал, пропорциональный рассогласованию линейных скоростей на выходеклети;351 - сигнал регулирования коэффициентаусиления масштабного преобразователя;Ь - сигнал, пропорциональный заданнойвеличине ширины полосы;б - сигнал, пропорцио 45нальный заданнойвеличине сопротивления материала пластической деформации;ас 1, - сигнал коррекциижесткости клети.50Устройство работает следующим образом.При протекании процесса в области его существования сигнал ч, пропорциональный линейной скорости заднего конца полосы, снимаемый с измерителя 4, и сигнал у, пропорциональный линейной скорости ведомого валка, снимаемый с измерителя 5, поступают в измеритель 3 отношения скоростей. При этом ввиду равенства линей. ных скоростей ч и чотношение их равно единице, и на входе иэмери теля 3 сигнал отсутствует. Одновременно сигнал ч , пропорциональный линейной скорости ведущего валка, снимаемый с измерителя 8, и сигнал ч, пропорциональный линейной скорости переднего конца полосы, снимаемый с измерителя 7, поступают в измеритель 6 отношения скоростей.Ввиду равенства линейных скоростей чи ч отношение их равно единице, и йа выходе измерителя 6 сигнал отсутствует. Следовательно, при работе в зоне существования процесса на выходе измерителей 4 и 6 сигналы отсутствуют.При возрастании давления выше области существования при передаве) задний конец полосы начинает отставать от ведомого валка, т.е,ч, отношение этих скоростей становится . отличным от единицы, на выходе измерителя 3 отношения скоростей появля- ется сигнал рассогласования /ч оп- г ределенной полярности.Одновременно передний конец полосыопережает ведущий валок, т.е. ч (чи отношение этих скоростей такжестановится отличным от единицы,на выходе измерителя 6 отношений этихскоростей также появляется сигнал рассогласования Чз/ той же поляр 4:.ности, что и сигнал ч/ . Оба сигна 2ла рассогласования поступают на входы масштабного преобразователя 9, коэффициент усиления которого регу лируется сигналом к , подаваемым с выхода множительного блока 10, на первый вход которого подается сигнал Ь с выхода задатчика 11 ширины полосы, а на второй - сигнал б с выхода задатчика 12 сопротивления материа" ла пластийеской деформации.Иасшатбный преобразователь 9 с учетом полярности сигналов /ч и2величины сигнала 1 вырабатывает сигнал коррекции жесткости клети Дск, который поступает на вход исполнительного органа механизма 13 переменной жесткости, уменьшая жест" кость клети, тем самым уменьшая дав899177ление в очаге деформации, и вводит процесс н область существования,При снижении давления ниже облас" ти существования (недодаве) задний конец полосы опережает ведомый валок, т.е. ч. т ч , и отношение этих скоростей также становится отличным от единицы, на выходе измерителя 3 появляется сигнал рассогласования ч/ч противоположной полярности2Одновременно передний конец полосы отстает от ведущего валка, т.е.чч 1, отношение этих скоростей также становится отличным от единиЧы, на выходе измерителя 6 появляет ся сигналпротивоположнойч 4полярности. Оба сигнала рассогласования 4/ и "/ поступают нач 4вход масштабного преобразователя 9, который с учетом полярности этих сигналов и величины сигналавырабатывает сигнал коррекции жесткости клети а с. Сигнал поступает на вход исполнительного органа 13 механизма переменной жесткости клети, увеличивает жесткость клети, увеличивая, тем самым, давление В ОЧаГЕ ДЕфОРМаЦИИ, И ВНОВЬ 0 ВОДИт процесс в область его существования. формула изобретения 1, Устройство автоматического: поддержания процесса прокатка-волочение в области его существования, содержащее канал управления изменением давления металла на валки через нажимной механизм, о т л и ч а ю - щ е е с я тем, что, с целью увеличения производительности станов с охватом валков полосой за счет исключения наваров и обрывов, повышения качества поверхности прокатываемого металла путем автоматического поддер" жания процесса прокатка-волочение 5 10 15 20 25 30 З 5 40 45 в области его существования, оносодержит канал управления, выход которого соединен с входом исполнительного органа механизма переменнойжесткости клети.2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что каналуправления включает: масштабный преобразователь с регулируемым коэффициентом усиления, измеритель отношения линейной скорости заднего концаполосы и линейной скорости ведомоговалка, измеритель отношения линейной скорости переднего конца полосыи линейной скорости ведущего валка, датчики линейных скоростей заднего и переднего концов полосы ивалков, множительный блок, задатчики ширины полосы и сопротивленияматериала пластической деформации,при этом первый вход масштабногопреобразователя соединен с выходом,измерителя отношения линейных скоростей заднего конца полосы и ведомоговалка, первый вход которого соединен с выходом датчика линейной скорости заднего конца полосы, а второй - с выходом датчика линейнойскорости ведомого валка, второй входГмасштабного. преобразователя соединен с выходом измерителя отношениялинейных скоростей переднего концаполосы и ведущего валка, первыйвход которого соединен с выходом датчика линейной скорости переднегоконца полосы, а второй - с выходомдатчика линейной скорости ведущеговалка, третий вход масштабного преобразователя соединен с выходом множительного блока, первый вход которого соединен с выходом задатчикаширины полосы, а второй - с выходомзадатчика сопротивления материалапластической деформации, выход масштабного преобразователя являетсявыходом канала управления.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРй 353764, кл, В 21 В 37 Л 2, 1972,899177 6 ье Составитель Ры вРедактор В. Данко Техред З.фанта Корреиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Тираж 841ИПИ Государственного ком по делам изобретений и о 5, Москва, %-35, Раущска Подпистета СССРкрытийнаб., д. 4