Устройство для коррекции уставки натяжения на моталке стана холодной прокатки

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 80 50 1 С 47/О ЗОБРЕТЕНИТЕЛЬЕВУ СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОПИСАНИЕ И К АВТОРСКОМУ СВИДЕ(71) Институт черной металлургииМинистерства черной металлургии и Завод(54) (57) УСТРОЙСТВО, ДЛЯ КОРРЕКЦИИУСТАВКИ НАТЯЖЕНИЯ НА МОТАЛКЕ СТАНАХОЛОДНОЙ ПРОКАТКИ, включающее каналзадания натяжения, подключенный к регулятору натяжения прямого действия в функциизздания натяжения и обратной связи по натяжению, соединенный с сумматором, на допол.нительные входы которого подключены каналзадания натяжения и выход блока компенса.ции динамических потерь, блок коррекции иблок формирования задания с последовательноподчиненными контурами регулирования токаи напряжения двигателя моталки, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью обеспечениявозможности регулирования степени натяженияматериала, наматываемого в рулон, оно снаб.жено следующими элементами: связанными между собой первым и вторым блоками вычитания, блоками задания уставки первого и второго толшиномеров, целителями, датчиком скорости полосы, двумя нелинейными преобразо.вателями, дополнительными сумматорами и ум.ножителями, при этом первые входы блоковвычитания подключены к выходу блока задания уставки.первого толщиномера и выходувторого толщииомера соответственно, а вторыевходы соединены с,выходом блока заданияуставки второго толщиномера и с вторымивходами первого и второго делителей, на первые входы которых подключены выходы цервого и второго блоков вычитания соответст;венновыход первого делителя соединен свторым сумматором непосредственно, а второ го - через блок регулируемого запаздывания,на вход которого через третий сумматор подключены третий и четвертый делители, соединенные с датчиком скорости полосы, выходвторого сумматора соединен с одним из вхо.дов узла сравнения, другой вход которогоПодключен к выходу первого нелинейногопреобрззователя, а выход - к входу второго.нелинейного преобразователя, причем входпервого нелинейного преобразователя и выходвторого нелинейного преобразователя соответ.ственно через пятый делитель и первый умножитель, два других входа которых соединеныс выходом второго умножителя, подключены:к каналу зздания натяжения и дополнительно.му входу сумматора,нелинейного преобразователя, а выход - к входу второго нелинейного преобразователя, причем вход первого нелинейного преобразова теля и выход второго нелинейного преобраэо. вателя соответственно через пятый делитель и первый умножитель, два других входа кото. рых соединены с выходом второго умножителя, подключены к каналу задания натяжения и дополнительному входу сумматора.Принцип работы предлагаемого устройства заключается в том, что между величиной сум. марного относительного обжатия при холодной прокатке и склонностью к свариванию витков при последующем отжите, которую численно характеризует усилие раздирки сварившихся поверхностей, существует прямо пропорциональная зависимость с другой стороны, между межвитковым контактным, давлением, величи. на которого прямо пропорциональна величине натяжения полосы при намотке рулона, и степенью сваривания металла при отжиге имеется прямая зависимость, т. е. чем больше межвит. ковое давление в рулоне, тем большее усилие потребуется для раздирки сварившнхся в процессе отжига витков полосы в рулоне. От. сюда следует, что для уменьшения сваривания витков при последующем отжиге необходимо при большей величине суммарного обжатия полосы устанавливать меньшее значение натя./жения смотки. При уменьшении относительно. го обжатия натяжение полосы при намотке рулонов следует увеличивать, так как этим обеспечивается более качественная смотка.Таким образом, рациональные значения суммарного относительного обжатия полосы, отвечающие заданному значению удельного на. тяжения устанавливают из выражения0 Э фгде б - заданное значение удель.ного натяжениявеличина суммарногооотносительного обжатия при прокатке полосы;в - показатель степени, кото.рый зависит от материала и шероховатости полосы,Заданное значение натяжения является рациональным с точки зрения исключения сваривания витков полосы в рулоне при отжиге, если величина обжатияв относительных величинах1050771Изобретение относится к средствам управ.пения приводом машин прокатного производст.ва и предназначено для использования в цехаххолодной прокатки на моталках станов.Известно устройство регулирования натяжения, включающее канал задания, подключенныйк регулятору натяжения прямого действия вфункции задания натяжения и обратной связипо натяжению, соединенный через сумматор, надополнительные входы которого подключены 1 Отакже канал задания натяжения и выход блокакомпенсации динамических потерь, блок коррекции и блок формирования задания с послепова.тельно подчиненными контурами регулированиятока и напряжения двигателя моталки 11. 15Недостатком известного устройства является невозможность регулирования натяжения взависимости от степери суммарного относительного обжатия прокатываемого металла и умень.щения сваривания витков полосы при последую щем отжиге рулонов,Цель изобретения - обеспечение возможнос.ти регулирования степени натяжения материала,наматываемого в рулон.Поставленная цель достигается тем, что устройство, включающее канал задания натяже.ния, подключенный к регулятору натяженияпрямого действия в функции задания натяже.ния н обратной связи по натяжению, соединенный с сумматором, на дополнительные вхо. З 0ды которого подключены канал задания катя.жения и выход блока компенсации динамических потерь, блок коррекции и блок формирования задания с последовательно подчиненнымиконтурами регулирования тока и напряжениядвигателя моталки, снабжено следующими эле 35ментами: связанными между собой первым ивторым блоками вычитания, блоками заданияуставки первого и второго толщиномеров; де.лителями, датчиком скорости полосы, двумянелинейными преобразователями, дополнитель.40ными сумматорами и умножителями, при этомпервые входы блоков вычитания подключенык выходу блока задания уставки первого толщиномера и выходу второго толщиномера соответственно, а вторые входы соединены с выходом блока задания уставки второго толщиномера и с вторыми входами первого и второго делителей, на первые входы которых подключены выходы первого и второго блоковвычитания соответственно, выход первого де.лителя соединен с вторым сумматором непосредственно, а второго - через блок регули.руемого запаздывания, на вход которого черезтретий сумматор подключены третий и четвер.тый делители, соединенные с датчиком скорос. 55 гдети полосы, выход второго сумматора соединенс одним иэ входов, узла сравнения, другойвход которого подключен к выходу первого Пад Ъ - абсолютная деформацияполосы по тожнине;и - начальная толщина поло.сы.,105077 1 4образователь 15, узел 16 сравнения, второйнелинейный преобразователь7, второн умно.житель 18, пятый делитель 19, первый умно.житель 20. В устройство также входят регу.лятор 21 натяжения прямого действия, сумматор 22, блок 23 коррекции задания, блок 24компенсации динамических потерь, блок 25формирования задания тока, регулятор 26 то.ка, регулятор 27 напряжения, тиристорныйпреобразователь 28, электродвигатель 29 мотал.ки, датчик 30 напряжения, датчик 31 ЭДС,датчик 32 тока, моталка 33, датчик 34 натя.жения полосы, блок 35 компенсации моментаизгиба полосы, блок 36 компенсации потерьмощности в двигателе и механизме, блок 37вычисления диаметра рулона, блок 38 вычисле.ния скорости полосы, умножитель 39, регуля.тор 40 скорости, схема 41 тиристорного возбудителя с системой 42 управления. На чертеж.ЪДинРи Н Зп Величина Ео изменяется в пределах45 с Ео с 90, % или 0,45 с Е с 0,9 в отно.сительных величинах,Чем больше шероховатость поверхностиполосы, тем больше уменьшается сваривае.мость витков полосы при отжиге рулонов.При прокатке полос из малоуглеродистыхсталей 6 изменяется в пределах3,06. с 10,0, кгс/мм,тогда значение пока.зателя пч согласно выражению (2) изменяется 0в пределах 1,4т с 20,Предлагаемое устройство осуществляет авто.матический контроль указанного соответствиямежду уставкой натяжения намотки, которая.задается йо каналу задания, и величиной фак. 15тического относительного обжатия полосы припрокатке. Если соответствие нарушается, тоосуществляется корректировка натяжения,В процессе прокатки фактическое относи.тельное обжатие отклоняется от номинальногоиэ-за разнотолщинности подката. С учетом то.го, что при холодной прокатке полос яа сов. череменных станах входная разнотолщинностьпрактически устраняется, в устройстве отклонение относительного обжатия от номинального э 5определяют как отношение входной разнотол.щинности к номинальной толщине подката,Фактическое относительное обжатие каждого сечения прокатываемой полосы в устройстве определяется как алгебраическая сумма 30номинального относительного обжатия и укаэанного отклонения, которое вводится синхроннос выходом из последней клети соответствующего сечения полосы, т. е. с учетом транспортного запаздывания.Полученное фактическое относительное об.жатие сравнивается с той величиной относи.тельного обжатня (рациональное значение), которому соответствует начальная уставка натя.жения. Если имеется отклонение, то на выходе устройства появляется сигнал коррекции40величины натяжения смотки,В предлагаемом устройстве предусмотренпересчет от полного натяжения к удельному иобратно,На чертеже представлена функциональнаясхема предлагаемого устройства.Устройство содержит первый толщиномер 1,который установлен за последней по ходу прокатки клетью, второй толщиномер 2, установ.ленный перед первой клетью, блоки 3 и 4 эа.дания уставки толщины первого и второготолщиномеров соответственно, датчик 5 ско.рости полосы перед первой клетью, первый 6блок и второй 7 блок вычитания, первый де.литель 8, второи делитель 9, блок 10 регулы: 55руемого запаздывания, третий сумматор 11,третий делитель 12, четвертый делитель 13,. второй сумматор 14, первый нелинейный пре е приведены следующие обознарациональное значениеосуммарного относительно.го обжатия при которомзаданное значение удельного натяжения является ра.циональным с точки зрения уменьшения сварива.ния витков при последующем отжиге рулонов;д Я - отклонение фактическогоотносительного обжатияот значения ЕО, котОрое принимается базовым;д- сигнал дополнительной усЭкоррекции уставки удель.ного натяжения; д Т - сигнал дополнительнойкоррекции полного натяжения;дТ - отклонение измеренногонатяжения от заданного Т - заданное значение динами.ческого натяжения, пропорциональное динамическомумоментуЭ - сигнал задания тока;Э . - сигнал, пропорциональныйзаданию натяжения Т 3сигнал задания динамичес.КОГО токаАинсигналы, компенсирующиединамическую ошибку ре.гулятора тока;3- потери в двигателе и пере.36дачах, момент изгиба Мполосы, соответственно;5 1050771 6сигнал задания регулятору; номинального из-за входной разнотолщинности.напряжения; Этот сигнал поступает на второй вход второгоЭДС двигателя моталки; сумматора 14 через блок 10 регулируемого эаноминальное значение ЭДС паздывания синхронно с выходом из послед.двигателя моталки; ней клети соответствующего сечения полосы,Время необходимого запаздывания регулирует.ся в блоке 10 в функции скорости полосы,окружная скорость руло- которая определяется при помошидатчика 5,а; Сигнал, пропорциональный скорости полосы датлинейная скорость послед. 10 чика 5, поступает на входы третьего 12 и четверто.ней клети стана; го 13 делителей, выходы которых соединены споправочный коэффици- третьим сумматором 11,ент; Сигнална выходе третьего сумматора 11диаметр рулона; пропорционален времени транспортного запаэ.частота вращения двигате. 5 дывания сечения полосы отместа измеренияля моталки; . входной раэнотолщинности толщиномером 2сигнал и евышения линей- до последней клети Ен Ч где Ч - скорость входа полосы впервую клеть, м/с;25 Е - расстояние от второготтолщиномера 2 до первойклети, м;- расстояние между клетямистана, м;он)1 н )2 - Ьп- толщина полосы (номина.лы) перед первой, за пер.вой, за второй,за Ьклетью соответственно.Сигналы, пропорциональные 0 и е (ф 2 нпн))Он ЧнЧРршмО Р 1 Ч - Рной скорости барабана надскоростью полосы при заправке; 20.Ф - поток возбуждения двнга.теля моталки;6 - предел текучести материаТла полосыЬ, Ь - ширина и толщина полод 1) сы;- скорость изменения ЭДС,3заданное значение ускорения,Устронство работает следующим образом.В процессе смотки прокатываемого рулонасигнал, пропорциональный номинальной толщине И, поступает иэ блока 3 начального задания толщиномера 1 на один из входов перво.го блока 6 вычитания. На его другой вход,а также на входы второго блока 7 вычитания,первого делителя 8 и второго делителя 9 по.ступает сигнал, пропорциональный номинальнойтолщине 1 т подката, снимаемый с блока 4 на.чального эаддния толщиномера 2. На другойвход второго блока 7 вычитания из толщиномера 2 поступает сигнал, пропорциональныйфактическому значению толщины полосы навходе в стан. Сигнал на выходе блока 6 про.порционален разности Ь - Ь, =Д Ьн, т, е,величине суммарного обжатия, номинальной 45величинР Сигнал на выходе блока 7 вычитанияпропорционален отклонению фактической толщи.ны на входе от номинального значения. Этисигналы поступают на другие входы первогоделителя 8 и второго делителя 9, В результате 50деления на входе первого делителя 8 сигналпропорционален величине суммарного относительного обжатия, номинальное значениенгн -На выходе второго делителя 9 получаютсигнал, пропорциональный отклонению фактического суммарного Относительно обжатия От задают на входы третьего делителя 12 и четвер.того делителя 13 соответственно и регулируютпри помощи потенциометров,На вход пятого делителя 19 поступает сигнал, пропорциональный заданию полного натя.жения Т, величина которого задается безучета фактического суммарного относительногообжатия. На его другой вход поступает сигнал,пропорциональный произведению ширины полосы 1 з на ее конечную толщину Ь, который снимается с выхода второго умножителя 18. Врезультате деления с выхода пятого делителя 19снимают сигнал, пропорциональный величине за.данного дельного натяжения 6 Он поступаетна вход первого нелинейного преобразователя 15.11 осле преобразования в соответствии с зависи.мостью (1) на выходе первого нелинейного/преобразователя 15 получают сигнал, пропорциональный величине суммарного относительногообжатия ЯО.7 1Это значение соответствует рациональномузначению удельного натяжения Д, т. е, намот.ка с натяжением 6 при обжатии Е, обеспечивает уменьшение сваривания витков полосы припоследующем отжиге рулонов, Указанное значение Е, сравнивается в узле 16 сравнения сфактическим обжатием сечения полосы одновременно с входом его в последнюю клеть,СИгнал, пропорциональный разности,ЬЯ с вы.хода узла 16 сравнения, поступает на входсторого нелинейного преобразователя 17,,И тогда в соответствии с зависимостьюд 5 =511 тсЕ а/Ю 1 у, (6)где Ь 4 -изменение величинью удель.ного натяжения;йс - изменение величины сум.мврного относительногообжатия;с 3 Я = - взнак изменения величинь 1дЯ1 аЕ 1. обжатия от начального. а - коэффициент пропорцио.нальности;у - показатель степени (0,43 4 0,8),преобразующийся в сигнал, пропорциональныйтребуеьюй коррекции заданного удельного на. 050771 8тяжения Лдпя. Последний преобразуется в сигнал коррекции полного натяжения дТ путемумножения в первом умножителе 20 йа произведение Ь, й. Выход первого умножителя 205 является выходом предлагаемого устройства иподсоединен к дополнительному входу сумматора 22, благодаря чему сигнал требуемойкоррекции натяжения отрабатывается системойрегулирования натяжения на моталке. Эта сис.10 тема может быть выполнена по раэличныМструктурам. Если в ней предусмотрено заданиеудельного натяжения, то потребность во второмумножителе 18, пятом делителе 19 и первомумножителе 20 отпадает. В этом случае выхо дом устройства будет выход второго нелиней.ного преобразователя 17. Таким образом, применение предлагаемогоустройства по сравнению с базовым объектоМ,20 (прототип) позволяет без участия операторапри смене сортамента, а также при отклонениитолщины цодката от номинального значенияобеспечить такую коррекцию величины натяже.ния на моталке, благодаря которой достигает 25 ся качественная плотная намотка и при после.дующем отжиге рулонов уменьшается свари.ваемость витков полосы.