Способ управления ускоренным охлаждением полосы и устройство для его осуществления

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОО 34 АЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 92872 А В 21 В З 71 О ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ дыдущего отрезка ночного изменения длиохлаждения при разных мпературы смотки, приотклонении темперагы ускоренного оха величину интенсивностей для и лосы путем асимметр ны зонызнаках отчем притуры смо ускоренного клонения т ицательно тки длину зо уменьшают ндТсм лаждени температуразаданная терасчетная мпература смоткидлина зоны ускоре ения для текущелосы; Тем ного охлажд отрезка по- текущая ин ного охлажд кореннсивностьния при льном отклонении темпера ры Эа - интен охла- длин лажАмотк ивность воздушного ения перед смоткой; зоны ускоренного ох ния для предыдущегоа полосы, отклонении увеличиваотр а при положительн,гд ко. ени енным ру ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОЧИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ(71) Киевский институт автоматикиим. ХХУ съезда КПСС(72) Г, 3. Зайниев и И. А, Опрышко (53) 621.771,23 - 415.016.2.002.52 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССРМ 770586, кл, В 21 В 37/00, 1980.Авторское свидетельство СССР У 735352, кл, В 21 В 37 ДО, 1978.(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ УСКОРЕННЫМ, ОХЛАЖДЕНИЕМ ПОЛОСЫ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ.(57) 1, Способ управления ускоренным охлаждением полосы, включающий изменение расхода хладагента, подаваемого . на полосу для получения заданной температуры смотки полосы, путем изменения длины зоны ускоренного охлаждения в зависимости от толщины полосы, скорости ее перемещения и температуры конца прокатки, последующую корректировку расхода хладагента в зависимости от отклонения температуры смотки от заданного значения и дополнительное увеличение расхода Хладагента после начала разгона полосы, о тличающийся тем,что,сцелью повышения качества проката путем повышения точности регулирования температуры смотки, условно разбивают полосы на отрезки опре. деленной длины, определяют текущее значение интенсивности ускоренного охлаждения для каждого отрезка полосы и среднее значение интенсивности последующего воздушного охлаждения, для каждого отрезка полосг определяют равность значений интенсивности ускоренного охлаждения и последую;цего воздушного охлаждения, а корректировку расхода хладагента для текущего отрезка полосы производят в функции указанной разности(-,) .гдейТ,д-Т, - Т абсолютное,. зябчение отклонения темперры смотки;- текущая интенсивностьренного охлаждения прположительном отклотемпературы смотки.Устройство для управления ускбдением полосы, содержащее1192872 ющую установку с секциями, измерители скорости перемещения полосы, температуры конца прокатки, температуры смотки и толщины полосы, блок задания и вычислительный блок, входами подсоединенный к измерителям скорости перемещения полосы, температуры конца прокатки, температуры смотки и толщины полосы и блоку задания, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что в него введеч блок коррекции, первый, второй, и третий входы которого подсоединены к первому,. второму и третьему выходам вычислительного блока соответственно, третий и четвертый вгоды - к измерителю скорос. ти перемещения полосы и блоку задания, соответственно, а выход соединен с секция. ми душирующей установки.3. Устройство по п, 2, о т л и ч а ющ е е с я тем, что блок коррекции содер. жит блок умножения, первый, второй, третий, четвертый и пятый блоки деления, источник опорного напряжения, первый и второй сумматоры, блок памяти и распредеЛитель, причем первый вход блока корИзобретение относится к прокатному производству и может быть использовано длярегулирования температуры смотки полосына отводящем рольганге стана горячей прокатки, оборудованном душирующей установкой (ДУ).Цель изобретения - повышение качествапроката путем повышения точности регулирования температуры смотки,Согласно предлагаемому способу по вели, чине и знаку отклонения температуры смотки от заданного значения отдельно для по.ложительного и отрицательного знаков отклонения определяют степень изменения интенсивности ускоренного охлаждения (УО), изменение длины зоны УО и, следовательно,расхода хладагента производят асимметрично.т. е. при одинаковой величине, но разныхзнаках отклонения температуры смотки дли.ну зоны УО изменяют на разные величины,а именно: г 1 ри положительном отклонении,длину зоны УО изменяют в большейстепени, чем при отрицательном, что позволяет более точно поддерживать заданнуютемпературу смотки за счет учега измененияинтенсивности УО,рекции соединен с первыми входами второго и пятого блоков деления, второй входс вторыми входами первого и второго бло.ков деления и блока умнокения, третийвход - с первым входом третьего блокаделения, четвертый вход - с вторымивходами третьего и четвертого блоков деления, пятый вход - с первым входом чет.вертого блока деления, выходы второго,третьего и четвертого блоков делениясоединены соогветственно с первым, вторыми третьим входами второго сумматора, выходом соединенного с вторым входомпятого блока деления, выход которогосоединен с первым входом первого блокаделения, первый и второй входы первогосумматора подсоединены к выходам источ.ника опорного напряжения и первого блокаделения, соответственно, а выход- к входублока памяти, выходом соединенного с пер-.вым входом блока умножения, который выходом соединен с входом распределителя,выход которого является выходом блокакоррекции,2Управление ускоренным охлаждением поло.сы по предлагаемому способу осуществляютследующим образом. При появлении полосы на отводящем 3рольганге измеряют температуру конца прокатки, толщину и скорость перемещенияполосы, в зависимости от которых рассчи.тываюг необходимое количество хладагентадля получения заданной температуры смотки. Затем по мере перемещения полосыпо отводящему рольгангу на нее подаютхладагент через секции ДУ. При этом длина зоны УО, т. е. длина ДУ, на которой 15включаются секции, устанавливается в соответствии с необходимым качеством хладагента. После УО первого отрезка полосы ипоследующего воздушного охлаждения егов промежутке между последней включеннойсекцией и,моталкой измеряют температуру 20 "смотки на этом отрезке полосы и определяютвеличину и знак отклонения температуры от заданного значения. Отклонение температурысмотки может иметь место в том случае, если на.пример, изменились условия окружающей среды,параметры ДУ, т.е. когда появилось несоответст92872 4блок 25 умножения, первый, второй, третийчетвертый и пятый блоки 26 - 30 деления,источник 31 опорного напряжения, первый ивторой сумматоры 32 и 33, блок 34 памятии распределитель 35. Первый вход, блока 8коррекции соединен с первыми входами вто.рого и пятого блоков 27 и 30 деления, .второй вход - , с вторыми входами первого ивторого блоков 26 и 27 деления и бггока25 умножения, третий вход - с первым вхо.дом третьего блока .28 деления, четвертыйвход - с вторыми входами третьего и четвертого блоков 28 и 29 деления, пятый,вход - с первым входом. четвертого блока29 деления, выходы второго, третьего и четвертого блоков 27-29 деления соединенысоответственно с первым, вторым и третьимвходами второго сумматора 33, выходомсоединенного с вторым входом пятого блока30 деления, выход которого соединен с первым входом первого блока 26. деления,первый и второй входы первого сумматора32 подсоединены к выходам источника 31опорного напряжения и первого блока 26деления, а выход - к входу блока 34 памяти, выходом соединенного с первым входом блока 25 умножения, который выходомсоединен с входом распределителя 35, выход которого является выходом блока 8коррекции.Иа чертеже показана также моталка 36.для сматывания полосы 37.Устройство работает следующим образом,При выходе передней части полосы 37 изпоследней чистовой клети 2 измерителями1, 3 и 5 измеряют скорость Ч перемещенияполосы, температуру Т конца прокатки,толщину Ь полосы. В зависимости от этихпараметров вычислительный блок 7 рассчитывает расход хладагента, необходимыйдля охлаждения полосы до заданной температуры смотки Тс, з. Длина г, зоны УО,соответствующая необходимому расходухладагента, может быть определена по вы- ражению вие между изменившимися параметрами объектауправления и принятой модели управления,Положительное отклонение температурысвидетельствует о том, что уменьшилась, посравнению с расчетной, интенсивностьохлаждения в зоне УО, например, из-зауменьшения сечения трубопроводов в системе подвода хладагента в результате засорения или из-за уменьшения давления в системе. 10Отрицательное отклонение свидетельствуетоб увеличении интенсивности охлаждения взоне УО, например, вследствие увеличениядавления в системе подвода хладагента. Сле.довательно, единица длины зоны УО в первом случае охлаждает полосу на меньшуювеличину, чем во втором случае, Поэтомупри появлении некоторой величины положительного отклонения температуры смоткидлины зоны УО увеличивают на большую, 20величину по сравнению с величиной, накоторую уменьшают длину зоны УО притой же величине отрицательного отклонения.На чертеже. представлена блок-схема устройства для реализации способа. 25Устройство содержит измеритель 1 скорости перемещения полосы, соединенный с рабочими валками последней чистовой клети 2,измерители 3 и 4 температуры конца прокатки и температуры смотки, измеритель 5ЗОтолщины полосы, блок б задания, вычислительный блок 7 и блок 8 коррекции, выходом соединенный с секциями душирующей установки 8,Вычислительный блок 7, предназначенный 35для расчета расхода хладагента, необходимого для обеспечения заданной температурысмотки полосьг, содержит первый, второй,третий, четвертый и пятый сумматоры 10 -14, первый и второй блоки 15 и 16 возведення в степень, первый, второй, третий ичетвертый блоки 17 - 20 умножения, первый,второй и трегий блоки 21 - 23 деления иблок 24 памяти. Первый, второй, третий,четвертый и пятый входы блока 7 подсоединены к соответствующим выходам блока бзадания, шестой, седьмой, восьмой, и девятый входы - к измерителям 5, 4, 3 и 1толщины, температуры смотки, температурыконца прокатки и скорости соответственно, 50Выходы сумматора 12, блока 24 памятии блока 22 деления являются одновременнопервым, вторым и третьим выходами вычис.лительного блока 7, соединенными с первым,вторым и третьим входами блока 8 коррекции,Блок 8 коррекции, предназначенный длякорректировки расхода хладагента, содержит где К - коэффициент марки стали;- длины участков воздушного охлаждения до и после УО;% ; заданная скорость ускоренногоохлаждения полосы.В правой части выражения(1) первое и. третье слагаемые определяюг падение температуры полосы на участках воздушного охлаждения до и после УО, а второе слагаемое - падение температуры полосы в зо1192872б ка 8 коррекции, Из сопоставления этого 10 сигнала с третьим слагаемым в выражении(2 15 см,З В соответствии с (2) в вычислительном блоке 7 производится расчет длины зоны УО, 20 ЗначенияГсь, К, 14, 1, Ф 1 предварительно задаются в блоке 6 задания. В сум маторе 10 определяется разность Тп -Т,э которая поступает на вход блока 17 умножения,.где перемножается с сигналом Ч 25 С выхода блока 17 произведение ( Тд, - -Т ) ч поступает на первый вход сумма-смЗтора 13.В блоке 15 возведения в степень определя- . ется величина Т фа, которая в блоке 18 30 перемножается с сигналами, 9 и К и посту- . пает на вход блока 21 деления, в котором формируется сигнал 35 КТсм.зСформированный сигналв блоке 20 умножения умножается на сигнал -формируемый в сумматоре 11, и поступает на третий, вычитающий вход сумматора 13, Выходной сигнал сумматора 13, соответствующий числителю в выражении (2), делитсяКТ в блоке 23 на разность 4поступающую из сумматора 14. Выходнойсигнал блока 23 деления, соответствующий расчетной длинезоны УО, через блок 24 памяти, выход которого является вто.рым выходом вычислительного блока 7, выдается на второй вход блока 8 коррекции. 50 5не УО. Коэффициент К характеризует, мар ку стали. Например, для углеродистой стали мойет быть принято значение К= 19,510-, Учитывая, что 1где 1, - расстояние от последней чистовойклети до моталки, из выражения (1) для,длины 1 зоны УО, соответствующей;необхо.димому расходу хладагента, можно получитьвыражение и подается на второй, вычитающий, вход сумматора 13.В блоке 16 возведения в степень определяется величина Т , умножается на К в блоке 19 умноженйя и делится на Ъ в блоке 22 деления. В сумматоре 12 по заданной температуресмотки Т э и температуре смотки, измеренной измерителем 4, формируется сигналотклонения температуры смотки Тсивыдается через первый выход блока 7 на,первый вход блока 8 коррекции, Выходнойсигнал блока 22 деления через третий выход блока 7 выдается на третий вход бло(1) следует, что он соответствует скоростиъ воздушного охлаждения полосы после УО, т. е, можно записать 4 КТ фа=В том случае, когда условия охлаждения соответствуют расчетным, отклонение температу ры смотки должно быть равным нулю (дТ = О), поэтому равны нулю и выходные сигналы блоков 30 и 26 деления блока 8 коррекции, и выходной сигнал сумматора 32 определяется только единичным сигналом, поступающим иэ блока 31 опор. ного напряжения. Этот единичный сигнал через блок 34 памяти поступает на первыйФ вход блока 25 умножения. А сигналдлины зоны УО, постутпвший,на второй вход блока 25 умножения с второго входа блока 8 коррекции, не меняя своей величины, проходит в распределитель 35, Распределитель .35 по величине сигнала 2 выдает команды на включение соответствующих секпнй ДУ, через которые хладагент поступает на полосу и охлаждает ее, обеспечивая заданную температуру смотки. Если параметры полосы по ее длине не изменятся, то сигнал соответствующий длине зоны УО для текущего отрезка полосы, будет равен сигналу, соответствующему длине зоны УО для предыдущего отрезка, т. е. расход хладагента будет постоянным, и сбудет поддерживаться заданная температура смотки. В случае изменения входных параметров полосы на,-ом отрезке ее, например, при повышении температуры конца прокатки, сигнал 1 выдаваемый блоком 7, соответственно увеличится, т. е. для обеспечения заданной температуры смотки увеличится расход хладагента и, следователь. но, число включенных секций.В том случае, если, например, увеличилось давление в системе подвода хладагента, температура смотки, например, (; - 1)-го отрезка полосы, будет отличаться от заданной, причем отклонение 6 Т будет иметь отрицательное значение, Этот сигнал, поступающий из сумматора .12, в блоке 27 делится7 1на сигнал 1; , запомненный в блоке 24памяти для охлажд:нного ( 1, - )-го отрезка полосы, и поступает на первый,вычитающий, вход сумматора 33. Сформированный в блоке 27 деления сигнал соответствует изменению д 3 интенсивностиУО полосы.На второй, вычитающий, вход сумматора33 с выхода блока 28 деления поступаетсигнал; равныйчастному от деления сиг.нала ц, поступающему с выхода блока 22деления, на сигнал скорости ч перемещенияполосы, поступающий от измерителя 1, Изследующего преобразования видно, что сиг.нал на втором входе сумматора 33 соответ.ствует интенсивности Э воздушного ф охлаждения после УОдв фьгда ТВ - время воздушного охлажденияэлемента полосы после УО.На третий вход сумматора 33 с выхода блока 29 деления поступает сигнал, сформированный путем деления сигнала ю заданной скорости УО, поступающего из блока 6 задания, на сигнал Ч скорости перемещения полосы, Этот сигнал на третьем входе сумматора 33 соответствует расчетной интенсивности 3 ускоренного охлаждения: 192872на которую необходимо уменьшить длинузоны УО для устранения отрицательного от.клонения аТ. Путем деления этой величины на длину 1; зоны УО в блоке 26деления формируется относительная, величинанеобходимого изменения длины зоны УО, которая в сумматоре 32,вычитается из единично-.го сигнала и через блок 34 памяти поступает на первый вход блока 25 умножения, 1 о т. е. на первом входе блока 25 присутствуетсигнал, который соответствует относительнойвеличине необходимого изменения длинызоны УО для компенсации отклонения темпе.ратуры смотки. Путем умножения его насигнал 1 соответствующю расчетной длинезоны УО для текущего отрезка полосы ипоступающий на второй вход блока 25 ум.ножения, формируется результирующий сигнал необходимой длины зоны УО, выдаваемый 20 на вход распределителя 35, который уменьшает.число включаемых, секций, Блок 34 памяти служит для запоминания сигнала необходимой длины зоны УО в относительных.единицах до введения коррекции длины зоны УО 25 для текущего отрезка полосы, так как формирование этого сигнала производится на предыдущем отрезке полосы.В случае появления положительного отклонения температуры смотки устройство работаетаналогично, но при той же. величине отклоне.ния разность текущей интенсивности.УО и последующего охлаждения на выходе сумматора.33Я ЧТаким образом, выходной сигнал сумматора 33 будет соответствовать разности текущей интенсивности УО и интенсивности пос. ледующего воздушного охлажденияу -в=у "- вВ результате деления. аТ на эту разность в блоке 30 деления формируется величина,уп в = у- у -в5будет иметь меньшее значение, чем при отри, цательном ЬТс так как составляющая дЭу поступает на вычитающий, первый, вход сумматора 33. И длина зоны УО при этом из- О менится (увеличится) в большей степени,чем при отртщательном отклонении.Устройство работает аналогично на каждом.последующем отрезке полосы.1192872 Составитель 1 О.РыбьеТехред Ж. Кастелевич Корректор И Зрдей едактор Н. Тупиц Заказ 7204/12 дписн Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Тираж 548 ВНИИПИ Государственног по делам изобретений 113035, Москва, Ж.35, Рауно комитета СССи открытийнская наб д. 4/