Способ регулирования растворов валков смежных клетей непрерывных групп прокатного стана

СОЮЗ СОВЕТСНИХоазеиюаннипРЕСПУБЛИН ИЮ (1 И В 3700 ИТЕТ СССР И ОТНР 1 ТИй СУДАРСТВЕННЫЙ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ К АВТОРСКОМУ(71)Московский ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного(56)1, "Вовйгов йцпе" АЬЕА, 1974,В 4, с.91.2, Чекмарев А. П. Точная прокатка сортовых профилей. И., "Металлургия", 1968, с. 218,3. Авторское свидетельство СССРВ 780917, кл. В 21 В 37/00, 24.0179..(54)(57) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ РАСТВОРОВ ВАЛКОВ СМЕЖНЫХ КЛЕТЕИ НЕПРЕРЫВНЫХ ГРУПП ПРОКАТНОГО СТАНА, включающий изменение температуры и скорости каждой прокатйваемой заготовки, вычисление. и отработку требуемойвеличины изменения растворов валковдля каждой из двух или более смежных клетей, .о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения производительности стана и сокращения расхода прокатных валков, дополнительно в двух или более смежных клетяхизмеряют усилие проКатки и длинукаждой прокатанной заготовки с момента начала эксплуатации калиброввалков этих клетей, фиксируют момен"ти времени начала и окончания прокатки заготовок в них, определяют сред"ние значения усилия, скорости и температуры для каждой прокатанной заготовки, определяют коэффициент пропор. циональности износа калибров валков, вычисляют величину износа калибра при прокатке каждой заготовки, определяют суммарную величину износа калибра с момента начала его эксплуатации после прокатки каждой заготовки, определяют остаточное до допустимой величины. значение износа после прокатки каждой заготовки, вычисляют остаточную суммарную длину. заготовок, которая может быть прокатана в валках выходной клети до дости-, жения допустимой величины износа их. катающих калибров, определяют величину остаточной суммарной длины заготовок, которая может быть прокатана в валках первой, предшествующей выходной клети до достижения допустимой величины износа их катающих калибров одновременно с допустимой величиной износа калибров валков выходной клети, вычисляют требуемые значения усилия прокатки и входной толщины заготовки . в первой, предшествующей выходной клети, вычисляют требуете величины усилия и изменения раствора валков .во второй, предшествующей выходной, клети при достижении износа заданной величины в выходной или предшествующей выходной клети,.производят одновременную смену калиброввалков этих клетей.СИзобретение относится к автоматизации прокатного производства иможет быть использовано в системахуправления непрерывных групп прокатных становчИзвестен способ управления, вклю-чающий измерение шероховатости по,верхности проката, сравнение измерен, ной шероховатости с заданной величиной, маркирование дефектных участковпрокатки, на которых величина шеро- Оховатости превышает заданную величину, и формирование сигнала на заменукалибра 13Недостатками указанного способаявляются отсутствие определения износа калибров и оптимального распределения обжатий по клетям, недоиспользование калибров по износу ивоэможность формирования ложного сигнала на смену калибра при случайных 20возмущениях.Известен способ регулирования растворов валков клетей непрерывныхгрупп прокатных станов, включающийизмерение раствора валков, фиксациюпревышения предельно допустимых отклонений раствора валков и отработку этого превышения перемещением нажимных винтов 2 1.К недостаткам этого способа относятся увеличенное время простоястана из-за необходимости смены калибров в различных клетях в разноевремя и недоиспользование калибровпо износу.Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому результатук предлагаемому является способ регулирования толщины полосы на станахгорячей прокатки, согласно которомуизмеряют текущее значение толщины 40полосы на выходе стана, определяюттекущее значение отклонения толщиныполосы от заданного значения, измеряют текущее значение температурыи скорости подката, изменяют зазор 45валков клетей после выхода из каждойклети предыдущей полосы на величину,пропорциональную разности полученных значений дисперсии 3 3,Недостатком известного способаявляется также увеличенное время простоя иэ-за необходимости смены рабочих валков в различных клетях вразное время.Цель изобретения - повышение производительности стана и сокращение55расхода прокатных валков.Указанная цель достигается тем,что согласно известному способу регулирования, включающему измерениетемпературы и скорости каждой прокатываемой заготовки, вычисление и отработку требуемой величины изменениярастворов валков для каждой из двухили более смежных клетей, дополнительно в двух или более смежных клекоэффициент К пропорциональности износа по формулект кчкн С 4)где к - коэффйциент, учитывающийвлияние температуры прокатана величину износа,к - коэффициент, учитывающийвлияние скорости прокатана величину износа,тях измеряют усилие прокатки и длину каждой прокатанной заготовки с момента начала эксплуатации калибров валков этих клетей, фиксируют моменты времени начала и окончания прокатки заготовок в них, определяют средние значения усилия, скорости и температуры для каждой прокатанной заготовки, определяют коэффициент пропорциональности износа калибров валков, вычисляют величину износа калибра при прокатке каждой заготовки, определяют суммарную величину износа калибра с момента начала его эксплуатации после прокатки каждой заготовки, определяют остаточное до допустимой величины значение изнбса после прокатки каждой заготовки, вычисляют остаточную суммарную длину заготовок, которая может быть прокатана в валках выходной клети до достижения допустимой величины износа их катающих калибров, определяют величину остаточной суммарной длины заготовок, которая может быть прокатана в валках первой, предшествующей выходной, клети до достижения допустимой величины износа ин катающих калибров одновременно с допустимой величиной износа калибров валков выходной клети, вычисляют требуемые значения усилия прокатки и входной толщины заготовки в первой, предшествующей выходной, клети, вычисляют требуемые величины усилия.и изменения раствора валков во второй, предшествующей выходной, клети при достижении износа заданной величины в выходной или предшествующей клети, производят одновременную смену калибров валков этих клетей,Средние значение усилия Р , скорости У и температуры Т на каждой прокатанной заготовке определяют по формуламк - номинальное значение коэфнфициента пропорциональности К при установленных технологией прокатки значениях температуры .Т и скорости Ч.Величину износа калибра от прокатки каждой заготовки определяют по формулеВеличину износа Иост после прокатки каждой .заготовки определяют по формулеИостИдап ИЕ 1 (б ) Для выходной 1-ой) клети вычисляют остаточную суммарную длинуот и заготовок, которую можно прокатать в п -ой клети до достижения допустимой величины износа И по формуле40 п и 20ИОст 1 иостпрп српДля первой предшествующей клети 25 п) вычисляют величину требуемой остаточной суммарной длиныРтроствза готовок, которую нужно прокатать в о)-ой клети до достижения допустимой величины износа Ив и-ой клети одновременно с достижением Ив и-ой клети по формулейост йе)трест фь п 35где р - величина вытяжки прокатав и-ой клети.Требуемую величину усилия прокатки в и"1-ой клети вычисляют по Формуле 40ест Ф ю-Итр"фпфтрост в Вычисляют величину ф 5 требуемого 45трп изменения раствора валков о-ой клети по ФормулеЯ Ртр пср и 50г де рю. - жесткость и-ой клети,вычисляют требуемое значение входной эквивалентной толщины%в, .и-ой клети по формуле с 55,йс, 4 1 Ы где Г - площадь контактной поверхности калибра,2% - предел текучести с учетомвлияния среднего главногонапряжения;ртр п-аа 5: ", (1 й)трйфпгде Р - усилие, лпределяемое технологйеи прокатки для п-ой клети, а - жесткость и-ой клети.Способ позволяет контролировать степень износа калибров валков двух или более клетей стана и управлять процессом нарастания величин износа этих калибров таким образом, чтобы обеспечить достижения И - - допуДестимой величины износа в двух или более клетях одновременно.Тем самым обеспечивается сокращение суммарного времени простоя стана в результате сокращения времени его остановки на смену изношенных калибров и валков путем совмещения этих смен по двум или более клетям. При этом также сокращается расход валков благодаря более полному использованию их по износу и количество прокатанного металла пониженной сорт- ности из-за несвоевременной смены изношенных калибров.Использование предлагаемого способа на стане, оснащенного механизмами смены изношенных калибров и валков, позволяет перейти к полной автоматизации процесса смены калиб- ров и валков.Номинальную величину коэффициента пропорциональности к=кн определяют экспериментально прокатной Фиксированной суммарной длины заготовокпри установленных технологией прокатки значениях Ту и скорости Ч на каждом сортаменте в отдельности, При этом Фиксируют величину усилия Р прокатки и величину износа И калибра (на наиболее изнашиваемой части его периметра), вычисляют величину среднего усилия прокатСф Рв ки по формуле О ср- Е Е.фи опредеК - радиус валков по дну калибра;а - угол захватаЪ , - входная требуемая и выходная эквивалентная толщиныЪ1 проката в и-ой клети,У - коэффициент трения,Требуемую величину усилия прокатки Рво второй предшествующейклети и-Ъ вычисляют по формуле (11)с подстановкой в нее выходной толщи .ны и-ой клети%- - Ъ и идругих параметров для иои клети,вычисляют требуемую величину изменения раствора валков в и-ой клетипо формулеляют номинальную величину коэффициента пропорциональности по формуле к = к= Из и Р Я ср ф%ч вкЕЕФРф 40 где к = 1 и, следовательно, к = кк для различных величин скорости прокатки ч, т.е. можно определить зависи еМОСТЬ КЧ = 1(Ч).Аналогичным образом можно определить зависимость коэфФициента к от температуры прокатки к- = 1(Т), вы 50"э :.еяоляя ло формуле:р -- Г - р - лля;н фф участков полосы, прокатанных на скорости, равной установленному значению т,е. при к= 1) и при раэличных величинах температуры прокатки Т,При небольших колебаниях температуры Т металла и .скорости .Ч прокатки на стане эти зависимости могут быть аппроксимированы линейными функци ямик- "а + с. т й 13ач + 14 где а , а , с .,с, - постовнные величйны е. 65 к = 1, кч= 1, так как эксТперимеитальные данные берутся для участков, прокатанных при установленных технсоогией прокатки значениях температуры и скорости. Так, например, для чистовой клети проволочного стана 280 при производстве катанки обыкновенного качества диаметром 8 мм при Т = 880 С, Ч -- 24 м/с величина кн = 3,24 10 мм/т.кмВеличйны безразмерных технологических коэФфициентов к и к для условий прокатки при установленных технологией значениях температуры проката Т и скорости прокатки Ч 20равны едийице, т.е. к 1, кч = 1. Эти коэффициенты учитйвают измене" ние интенсивности износа при откло- ,нениях температуры и скорости прокатки от установленных значений, 25Определение зависимости к от температуры прокатки и зависймости к,от скорости прокатки производится экспериментальным путем. Фиксируя су арну длину проката ЕФ и усилие 30 прокатки Рф при прокатке заготовок, у которых температура прокатки была равной установленному значению Т, а скорости прокатки изменялись, и, измеряя скорость экспериментальной 35 пРокатки ч: и величинУ износа Иэ на Йг можно определить величины скоростных коэфФициентов кч по формуле Например, для чистовой клети проволочного стана 280 при производстве катанки обыкновенного качества к =085 + 21 10-ЭТ, кч Оф 49 б + .+ Ое 021 У.Согласно предлагаемому способу для двух (и-ой и и-ой) клетей (или более ) вычисляют величину износа И работающих калибров смежных и-ой и и-о 1 (или более ) клетей после прокатки каждой заготовки по формуле 5) и затем, складывая для каждого из работающих калибров в отдельности величины износа, полученные от прокатки в этих калибрах всех,предыдующих 1-ых заготовок с момента начала их эксплуатации до момента окончания прокатки 1-ой заготовки, определяют суммарный износ каждого из этих калибров в отдельности (т.е. И .-Г И) на момент окончания прокатки 1-ой заготовки.Эатем определяют остаточные ( до допустимых величин износа И Опвеличины износов И работаюших калибров и-ой и и-о 1 (или более) клетей на момент окончания прокатки 1.-ой заготовки, т,е. Иос,щи Ие,п 1(или .еще и для других клетей ), по Формуле б т.е.ест 1 п акоп п 1 п- И=И -Нфоат 1 пакоп пЕ 1 и Осуществляемая коррекция вытяжекк клетях весьма незначительна и вызываемое этой коррекции изменениегеометрических размеров проката также мало.Например, при вьйаеуказанных условиях прокатки в предпоследней чистовой клети проволочного стана 280 изменение раствора валков на 0,005 ммизменило суммарную длину, на которойбыл достигнут допустимый износ калибра, на 33,5 км и никак не отразилось на изменении геометрическихразмеров готового проката н устойчивости прокатки,Такое положение обусловлено тем,что величина износа накапливаетсяна большой длине и поэтому даженебольшое изменение усилия прокатки существенно изменяет суммарнуюдлину прокатанных заготовок, накоторой достигается допустимый износ калибра,На чертеже приведена блок-схемаустройства, реалйэенцего предлагаемый способ.Выходы датчиков 1 усилия прокаткиР, датчиков 2 температуры Т проката,датчиков 3 скоростиЧ прокатки и датчиков 4 импульсов соединены с входами соответственно ключей 5, б, 71014611 7и 8, выходы которых соединены с входами соответственно блоков 9 усреднения усилия прокатки, блоков 10 усреднения температуры заготовки, блоков 11 усреднейия скорости прокатки и блоков 12 определенияфдлины прокатан ной заготовки, Управляющие входы ключей 5-8 соединены с выходами Фото- реле 13, выходы которых соединены также с управляющими входами ключей 14, на вход которых подается Щ постоянное напряжение О а их выхо.-. ды соединены с входами. блоков 15 интегрирования единичного сигнала постоянной величины Ов, Вторые входы блоков 9"11 усреднения, соединены 15 с выходами блоков 15 интегрирования. Выходы блоков 10 и 11 усреднения соединены с входами блоков 16 определения коэффициента к пропорциональнос. ти, выходы которых соединены с входами блоков 17 вычисления износа И от прокатки очередной заготовки, Вторые входы этих блоков соединены с выходами блоков 12 определения длины прокатанной заготовки, атретьи входы - с. выходами .блоков 9 усреднения усилия прокатки, Выходы блоков 17 соединены с входами ключей 18, управляющие входы которых соединены с вы.ходами логических элементов 19 отрицания, входы которых соединены с ЗО выходами Фотореле 13, выходы ключей 18 соединены с входами блоков 20 суммирования величин износаот прокатанных с начала работы калибров заготовок, выходы дифференцирующих 35 блоков 21 соединены с входами гаше- . ния блоков 9-12 и 15. Входы блоков 21 соединены с выходами Фотореле 13, Выходы блоков 20 соединены .с входами блоков 22 сравнеиия. Выход блока 4 О . 22 сравнения схемы управления о-ой клетью соединен с первым входом блока 23 вычисления, а выход блока 22 сравнения схемы управления о-ой клетью соединен с первым входом бло ка 24 вычисления. Вторые входы бло-.ков 23 и 24 вычисления соединены с выходами блоков 16 определения,коэффициентов к соответствующих схем управления и-ой и и-ой клетями. Перечисленные блоки и соединения являются одинаковыми для схем управления п-,ой и о-ой клетями. Третий вход блока 23 вычисления соединен с выходом блока 9 усреднения усилия прокатки в пой клети, а выход - с входом блока 25 определения остаточной требуемой длиные ;,выход которого соединен с третьимвходом блока 24 вычисления. Первый и второй выходы блока 24 вычисления соединены 60 соответственно с входами ключей 26 и 27, управляющие входы которых соединены с выходом элементов 19 отрицания схемы управления о-ой клетью,причем выход ключа 26 соединен с вхо.65 дом системы 28 управления приводом нажимных винтов и-ой клети, а выход ключа 27 - с входом системы 29 управления приводом нажнмных винтов в-ой клети, Система 30 управления приводом нажимных винтов и-ой клети устанавливает заданную величину Ьзраствора валков и-ой клети.Система работает следующиМ образом.После смены. изношенного калибра на новый оператор стана производит гашение информации в блоках 20 об износе предыдущих калибров и-ой и и-ой клетей (сигнал гашения Г ),При входе заготовки в и-ую и и-ую клети срабатывают фотореле 13. ,цифференцирующие блоки 21 выдают импульсные сигналы (сигналы дифферен- цирования напряжейия фотореле ) по переднему фронту наростания сигналов на выходах фотореле 13, используемые для гашения информации в блоках 9- 12 и 15. После этого сигнал с фотореле 13 открывает ключи 5-8 и 14, и сигналы с датчиков 1-4 и напряжение Ое поступают соответственно на интегрйрование в блоки 9-12 и 15, причем в блоках 9, 10 и 11 производится вы- числение средних значений соответственно усилия Р , скорости Ч и температуры Т прокатки путем деле,ния интегралов по усилию, скорости и температуре на интеграл единично-. го напряжения Ов в соответствии с фор" мулами 11), (2) и 3); .В блоках 16 осуществляется непрерывное определе. ние коэффициентов к путем вычисления их значений в соответствии с Формулами 13), (14) и 4), т.е, производится перемножение предварительно определенных по линейным за висимостям вида (13 ) и (14) коэффициентов кч и к на коэффициент к 1.В блоках 17 вйчисляются величинй износа от прокатки на каждой заготовке в.соответствии с формулой (5 ).После окончания появляются. сигналы логической единицы, открывающие ключи 18, и информация о величине износа калибров от прокатки очередной заготовки поступает в блоки 20 суммирования величин износа от прокатки всех заготовок с момента начала эксплуатации данного калибра. В этих блоках определяются суммарные, величины износа калибров И. в и-ой кле ти и И в и-ой клетй. В блоках 22 сравненйя вычисляются значения И и И. . остаточных величив износа до достйжения допустимых величин иЭ.- носа И и И ,соответственно в и-ой и и-ой клетях, В этих же блоках Формируются сигналы смены калибров с.с,к.) при достижении И =0ост пили Ио, п.-0;В блоке 23 вычисления определяется суммарная остаточная длина Р .,1 за9 1014611, 10 оставитель Г. Лыэловехред Ж.Кастелевнч КорректорИльи Редактор Л, Филь Тираж 816ПИ Государственного ком делам изобретений и откМосква, Ж, Раушска акаэ 3077 одписноеССР ВН и 1130ета тий наб д. 4 патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 лиал готовок для и-ой клети в соответствии с формулой (7 ) путем операций деления и умножения. В блоке 24 определения остаточной требуемой длины 9для л-ой клети, которую необходимо прокатать до достижения И н, эта величина вычисляется в соответствйи с формулой (8). В этом блоке определяются также величины требуемых дополнительных изменений растворов валков в п-ой и и-ой кле тях по формулам (9 ) - (12) . После окончания прокатки очередной заготовки открываются ключи 26 и 27 (на выходах элементов 19 отрицания - логические единицы), и в системы 28 и )5 29 управления приводами соответ-. ственно и-ой и и-ой клетей вводят- ся соответственно значения требуемых изменений растворов валков в 5 и тй и. 20Оценка точности предлагаемой методики определения и регулирования величин износа производилась применительно к условиям прокатки катанки обыкновенного качества диаметром 8 мм в чистовой клети проволочного стана 280 путем фиксации параметров процесса за время эксплуатации калибра до полного его износа и последующего (после снятия валка со стана ) сопоставления действительной величины износа с величиной суммарного износа, определенной по формуле (5 ). Расхождение данных на 14-ти изношенных калибрах не превышало 1,8.Применение способа в чистовых клетях проволочного стана 280 при прокатке катанки обыкновенного качества позволяет повысить производительность стана на 3,1 за счет сокращения времени его остановки на смену калибров и валков.Способ позволяет также сократить расход валков и повысить точность проката по геометрическим размерам,