Способ управления ускоренным охлаждением полосы и устройство для его осуществления

) САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Киевский институт автоматикиим. ХХЧ съезда КПСС(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ УСКОРЕННЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ ПОЛОСЫ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) 1. Способ управления ускоренным охлаждением полосы, включающий изменениерасхода хладагента путем изменения длины зоны ускоренного охлаждения в зависимости от величины скорости, температуры и толщины полосы для обеспечения заданной температуры смотки, определение необходимого времени ускоренного охлаждения и последующее увеличение длины зоны ускоренного охаждения после начала ускорения полосы, отлива ощайся тем, что, с целью повышения качества полосы за счет увеличения точности регулирования температуры смотки, после начала ускорения полосы увеличивают время ускоренного охлаж. дения ее путем сокращения времени воздушного охлаждения и дополнительного увеличения длины зоны ускоренного охлаждения полосы.1235579 О 2. Устройство управления ускоренным охлаждением полосы, содержащее измерители скорости толщины, температуры конца прокатки и температуры смотки полосы, первый и второй задатчики, блок коррекции, сумматор, входы которого соединены с измерителем температуры смотки полосы и первым задатчиком, а выход - с входом блока коррекции, блок деления, первый и второй блоки умножения и душируюгцее усройство, отличающееся тем, что, с целью повышения качества полосы за счет увеличения точности регулирования температуры смотки, в него дополнительно введены четыре задатчика, датчик начала ускорения, блок слежения, компаратор, три сумматора, датчик наличия полосы, формирователь, два датчика скорости воздушного охлаждения, коммутатор, два датчика времени, датчик длины и распределитель, причем измеритель скорости соединен с входом блока слежения и с первым входом коммутатора, измеритель толщины - с первыми входами датчиков скорости воздушного охлаждения, измеритель температуры конца прокатки - с вторыми входами первого датчика скорости воздушного охлаждения и второго сумматора, первый задатчик соединен с вторым входом второго датчика скорости воздушного охлаждения и первым входом второго сумматора, второй задатчик - с третьими входами датчиков скорости воздушного охлаждения, третий задатчик -- с первым входом компаратора, четвертый задатчик с первым входом третьего сумматора, пятый задатчик -- с первыми входами второго датчика времени и датчика длины, шестой Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано в системах регулирования температуры смотки полосы на станах горячей прокатки.Цель изобретения - повышение качества полосы за счет увеличения точности регулирования температуры смотки,На фиг. 1 представлена блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг. 2 - блок-схема датчика скорости воздушного охлаждения; ца фиг, 3 блок-схема датчика времени; на фиг. 4 блок-схема датчика длины; на фиг. 5 - - кривые процессов охлаждения полосы ца отводяшем ролы анге.Устройство управления ускоренным охлаждением полосы (фиг. 1) содержит измеритель 1 скорости полосы, измеритель 2 толщины полосы, измерители 3 и 4 темпезадатчик с первым входом чс.твертого сумматора, датчик начала ускорения - с четвертыми входами второго;атчика времени и датчика длины, датчик пали нля полосы -- с первым входсхм первого датчика времени, выход блока слежения соединен с вторыми входами компаратора и третьего сумматора, выход которого соединен с втсрым входом ко лмутатора, вход формирователя соединен с выходом омпаратора, а выходс вторым входом первоо датчика времени и с управляющим входом коммутатора, первый выход которого соединен с вторыми входами второго датчика времени, и датчика плицы, а второй выход - с третьим входом второго датчика времецл, выход которого соединен с первым входом первого блока умножения, выход первого датчика времени соединен с цервьсм вхопскл второго блока у пожсция, второй вход которого соединен с выходом первого датчика скорости воздушного охлаждения, а выход - с третьим входом второго сумматора четверчый вход которого соединен с выходом первого блока умецожеция, выход второго датчика скорости воздуц 1- ного охлакдеция соединен с вторыми входами первого блока умножения и четвертого сумматора, первый и второй входы блока делсция соединены с выходами второго и четвертого сумматоров, а выход - с третьим входом датчика длины, выход которого соединен с вторым входом блока коррекции, вход распределителя - с выхоом блока коррекции, а выход - с дуиирукццей установкой. ратуры конца прокатки и смоткк, задатчкки 5 - 10, датчик 1 начала ускорения, блок 12 слежения, компаратор 13, сумматоры 14 17, датчик 18 наличия, формирователь 9, датчики 20 и 21 скорости воз;.;ушного охлаждсция, коммутатор 22, датчкки 23 и 24 времени, блоки 25 к 26 умножения, блок 27 деления, датчик 28 длкцы, блок 29 коррекции, распределитель 30, душирующее устройство 3. На фигуре пока:яцы также последняя чистовая клеть 32, с рабочим валком, с которым соединен измсритель 1 скорости полосы, и моталка 33 для смотки полосы 34.Измеритель 1 скорости соединен с входом блока 2 слежения и с первым входом коммутатора 22, кзмеритель 2 толпины с первыми входами датчиков 20 и 21 скорости воздушного охлаждсцкя(ВО), кзмери 1235579тель 3 температуры конца прокатки с вторыми входами датчика 20 и сумматора 15, задатчик 9 соединен с вторым входом датчика 21 скорости ВО и первыми входами сумматоров 15 и 17, второй вход и выход которого соединены с измерителем 4 температуры смотки и первым входом блока 29 коррекции соответственно, задатчик 8 - с третьими входами датчиков 20 и 21 скорости ВО, задатчик 5 - с первым входом компаратора 13, задатчик 6 - с первым входом сумматора 14, задатчик 7 - с первыми входами датчиков 24 и 28, задатчик 10 - с первым входом сумматора 6, датчик 11 начала ускорения - с четвертыми входами датчиков 24 и 28, датчик 18 наличия с первым зходом датчика 23 времени, выход блока 2 слежения соединен с вторыми входами компаратора 13 и сумматора 14, выход которого соединен с вторым входом коммутатора 22, вход формирователя 19 соединен с выходом компаратора 13, а выход - с вторым входом датчика 23 времени и с управляющим входом коммутатора 22, первый выход которого соединен с вторыми входами датчиков 24 и 28, а второй вход - с третьим входом датчика 24, выход которого соединен с первым входом блока 26 умножения, выход датчика 23 соединен с первым входом блока 25 умножения, второй вход которого соединен с выходом датчика 20 скорости ВО, а выход в третьим входом сумматора 15, четвертый вход которого соединен с выходом блока 26 умножения, выход датчика 21 скорости ВО соединен с вторыми входами блока 26 умножения и сумматора 16, первый и второй входы блока 27 деления соединены с выходами сумматоров 15 и 16, а выход - с третьим входом датчика 28 длины, выход которого соединен с вторым входом блока 29 коррекции, вход распределителя 30 соединен с выходом блока 29 коррекции, а выход - с душирующей установкой 31. Каждый из датчиков 20 и 21 скорости ВО (фиг. 2) содержит блок 35 возведения в степень, блок 36 умножения и блок 37 деления. Первый вход датчика соединен с первым входом блока 37 деления, второй вход - с входом блока 35 возведения в степень, третий вход - с первым входом блока 36 умножения, а выход - с выходом блока 37 деления, второй выход которого соединен с выхбдом блока 36 умножения, второй вход которого соединен с выходом блока 35 возведения в степень.Датчик 24 времени (фиг. 3) содержит блоки 38 и 39 деления, блоки 40 и 41 возведения в степень, блок 42 умножения, сумматоры 43 и 44 и коммутатор 45. Второй вход датчика времени соединен с входом блока 40 возведения в степень и с первыми входами блока 38 деления и сумматора 44, третий вход с вторыми входами блока 38 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 деления и блока 42 умножения, первый вход с первыми входами блока 42 умножения и блока 39 деления, четвертый вход с управляющим входом коммутатора 45, а выход с выходом коммутатора 45. Сумматор 43 первым и вторым входами соединен соответственно с выходами блоков 40 и 42, а выходом - с входом блока 41 возведения в степень, выход которого соединен с вторым входом сумматора 44. Второй вход блока 39 деления соединен с выходом сумматора 44, а выход - с первым входом коммутатора 45, второй вход которого соединен с выходом блока 38 деления,Датчик 28 длины (фиг. 4) содержит блок 46 возведения в степень, блоки 47 и 48 умножения, сумматор 49 и коммутатор 50, Первый вход датчика длины через коммутатор 50 соединен с первым входом блока 48 умножения, второй вход - с первым входом блока 47 умножения, третий вход с входом блока 46 и с вторым входом блока 47 умножения, четвертый вход - с управляющим входом коммутатора 50, а выход с выходом сумматора 49, первый вход которого соединен с выходом блока 4 умножения, а второй вход -- с выходом блока 48 умножения, второй вход которого соединен с выходом блока 46.Способ осуществляется следуюьцим образом.При прокатке с заправочной скоростью в зависимости от толщины полосы, скорости ее перемещения и температуры конца прокатки на полосу подают такое количество хладагента, чтобы обеспечить заданную температуры Т" ,смотки. При этом длину зоны ускоренного охлаждения (УО) устанавливают в зависимости от расхода хладагента На фиг. 5 кривая А В С Р изображает про. цесс охлаждения полосы на отводящем роль ганге, причем точка А соответствует температуре конца прокатки, точка В температуре начала УО, точка С температуре конца УО, точка Р заданной температуре смотки, т. е, отрезок ОВ соответствует времени т 1 ВО до УО, отрезок В 1 С - времени т. УО, отрезок СР 1 - времени тз ВО после УО, отрезок ОР - общему времени охлаждения полосы на отводящем рольганге.При ускорении из-за увеличения скорости полосы сокращается общее время охлаждения полосы на отводяшем рольганге и, следовательно, время охлаждения ее в зонах ВО, что приводит к увеличению температуры смотки. Пусть для данного сечения полосы общее время охлаждения соответствует отрезку ОЕь т.е. общее время охлаждения уменьшается на величину Лт=ЕРь а время охлаждения в первой зоне ВО уменьшается на величину ГВ 1, т. е. охлаждения в первой зоне ВО соответствует отрезку ОГьРассмотрим, как управляют процессом УО для компенсации возрастания темпера 135579туры смотки, соответствующего этому Лт по предложенному способу.Данное сечение полосы после начала ускорения в первой зоне ВО от точки А охлаждается по линии АГ, в зоне УО по линии Г 6 во второй зоне ВО по линии СГ. Положение точки б, соответствующей завершению УО, определяется пересечением прямой, проходящей через точку Г, и параллельной линии ВС, и прямой, проходящей через точку Е и параллельной линии СВ. Точка Е - это точка пересечения перпендикуляра, построенного из конца отрезка ОЕ с линией заданной температуры смотки. Линии охлаждения Г 6 и ОЕ практически параллельны соответствуюгцим лини. ям ВС и Сь вследствие незначительной разности температуры между ними.Таким образом, полосу подвергают ускоренному охлаждению более продолжительное время, чем по известному способу. Для этого дополнительно увеличивают длину зоны УО за счет включения дополнительных секций душирующей установки (ДУ) Причем продолжительность времени дополнительного охлаждения соответствует величине Лтз= Г,В+ СОп Это позволяет компенсировать отклонение тем перату)ы смотки ЛТ= ЕзЕ, не устраняемое известным способом, Величина этого отклонения мокет быть опрелелена следующим образом. По оси абсцисс от точки Г откладывают отрезок ГНь равыный В,С и соответствующий времени УО по известному способу, от точки Н восстанавливают перпенликуляр до пересечения с линией Гсд и находят точку Н завершения УО по известному способу, от которой проводят линию НЕз, параллельную СВ. Таким образом, кривая АГНЕ 2 представляет собой линию охлаждения данного сечения полосы по известному способу, а отрезок ЕЕотклонение температуры смотки при этом. Устройство работает следующим образом.Время, необходимое для ускоренного охлаждения, обеспечивающего заданную температуру смотки, может быть определено из выражения Т -- Т ., - вт - жзт 2 зъ". - вз 7(1) где т - время УО;Т. - температура конца прокатки;Т:, заданная температура смотки;юь язв скорость ВО полосы в первой ивторой зонах ВО;т время охлаждения в первой зоне ВО;т 2 з -- суммарное время охлаждения в зонеУО и во второй зоне ВО;ъ - -скорость УО. После начала ускорения полосы величины т и т 2 з сокращаются по сравнению с их величинами при прокатке с заправочной скоростью, следовательно, время УО 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 после начала ускорения, как видно из выражения (1), должцо соответственно увеличиваться. Г 1 о известной величине времениУО длина з зоны УО определяется в соответствии с выражениями:1 з=т 2 (г 11 зи пос;тоянои скорости):1 з=- х тз+ 0,5 а тз (после начала ускорения;,гдескорость полосы; а -- ускорение.При появлении полосы на отводящемрольганге измерители 1 - 3 измеряют скорость ч, толщину 11 и температуру Т концапрокатки полосы, латчик 18 наличия полосызапускает датчик 23 времени, который начинает отсчитывать время, а блок 12 слежения скорости ч определяет местоположение полосы на отводящем рольганге, т.е.для каждого сечения полосы определяетрасстояние 1, проходимое по отводящемурольгангу. По коэффициенту К, характеризуюгцему марку стали и заданному в залатчике 8, толщине Ь и температуре Т, концапрокатки в датчике 20 формируется сигнал,в =К-Ъсоответствующий скорости с хлаж)здения полосы в первой зоне ВО. При этомв датчике 20 сигнал. соответствуюгпий Т;,возводится в четвертую степень в блоке 35,умножается ца коэффициент К в блоке 36.А в блоке 37 произведение К Т.делитсяца 1, формируя сигнал ъ ь Когда данное сечение полосы приходит к концу первой зоны ВО, т. е. при 1= 1 ь где 1 - . длина первойзоны ВО, заданная в задатчике 5, срабатывает компаратор 13, по его выходному сигналу формирователь 19 вырабатывает импульс. По этому импульсу датчик 23 времени определяет время т нахождения сечения полосы в первой зоне ВО. В блоке 25умножения формируется произвеление в ти выдается в сумматор 15. По длинеотводящего рольгацга, заданной в задатчике 6,и расстоянию 1 в сумматоре 14 определяетсятекугцая разность 1.1, соответствующаярасстоянию от начала зоны УО ло моталки.Когда при 1==срабатывает компаратор13 и формирователь 19 выдает ца управляющий вход коммутатора 22 сигнал, переводягций его и проводящее состояние, сигналы,соответствующие скорости ч и расстоянию1 1, поступают на второй и третий входыдатчика 24 времени, ца первый вход которогоот задатчика 7 поступает сигнал, соответствующий ускорению а. Гри заправочнойскорости сигнал на четвертом входе датчика24 времени, поступающий от датчика1начала ускорения, равен нулю, т. е. равенпулю сигнал на управляющем входе коммутатора 45. При этом выход коммутатора45 замкнут ца его второй вход, и выходнойсигнал датчика 24 определяется сигналомна выходе блока 38 деления, соответствукзгццм времени тзз охлаждения полосы от цача 1 - - .ла зоны ЪО ло моталки: т:з =- -- . Ззот си,тнал и блоке 6 умножается ца сигнал 1.,:гТ",скорости ВО во второй зоне ВО, сформированный в датчике 21 по коэффициенту К, толщине ) и заданной температуре Т; смотки полосы. В сумматоре 15 формируется разность Тк - Т - - ът - жат 2; которая в бло 5 ке 27 делится на разность х)- - )хд, сформированную в сумматоре 16 цо скорости вускоренного охлаждения, поступающей из задатчика 10, и по скорости %; ВоздуцнОГО Охлаждения во второй зоне ВО.Таким образом, в блоке 2 деления в соответствии с выражением (1) формируется сигнал, соответствующий необходимому времени тг УО. На четвертом входе датчика 28 длины и, следовательно, управляющем входе коммутатора 50 до начала ускорения сигнал равен нулю, и коммутатор 50 разомкнут. Поэтому сигнал ускорения а с первого входа датчика 28 ца первый вход блока 48 умножения не поступает, и выходной сигнал блока 48 равен нулю, т. е. выходной сигнал сумматора 49 и датчика 28 опреде- ляется только выходным сигналом блока 47 умножения: 1= н т 2. Этот сигнал, соответствующий необходимой длине 12 зоны УО, через блок 29 коррекции поступает в распределитель 30, который в зависимости от полученной величины длины 1 г определяет номера секций ВУ, через ко);орые нд полосу по мере перемецения ее цо отводящему рольгацгу подается хладагент. Когда данное сечение полосы после охлаждения в зонах ВО и УО попадает в точку измерения темпе 3 п ратуры смотки, измеритель 4 измеряет температуру смотки, в случае отклонения ее от заданного значения в сумматоре 17 определяется сигнал этого отклонения. В зависимости от величины и знака этого сигнала блок 29 корректирует величину 1; для следующих сечений полосы для компенсации отклонения температуры смотки От заданного значения.После начала ускорения работа устройства отличается работой датчика 24 времени и датчика 28 длины, в которьх цо сигцалу начала ускорения, поступающему из датчика1 происходит переключение коммутаторов 45 и 50.В датчике 24 Времени при этом выход коммутатора 45 соединяется с его первым входом, и выходной сигнал датчика определяется выходным сигналом блока 39 деления. Сигнал скорости ъ в блоке 40 возводится в квадрат, а в блоке 42 формируется произведение д(1 в ), которое поступает ца масштабцрующий вход сумматора 43, в котором формируется сигнал г+ 2 а(. -- 1), по которому блок 41 формирует сигнал. равный х + Оа(1.1)1" . Из этого сигнала в сумматоре 44 вычитается сигнал скорости х, полученная разность в блоке 39 делится на а, и резхльтирхюццй сцпдл времени Г )т)з= Я) + 2 д (. )- хчсрез коммутатор 45 вьдастся цд вход датчика 24. Форхировацие сиги:г), соответствук)иего времени т ускоренного Охлажден)я, по сигналу ВРемеци х з цРоцсходит кдк и пРи пРокатке с постоянной скоростью.Тдк кдк прц ускорении полосы сипиль Времени т и тНа выходах датчиков 23 и 24 времени уменьшаются Вследствие уве- ЛИЧЕНИЯ СКОРОСТИ ДВИЖЕИЯ ПОДОСЫ, ТО, КЗК видно цз Выражения (1), время т увслцчиВаетс 5.В ддтикс 28 цо.с цдчдлд ) скореия ко мутатор 50 3; м Вкстс 5, и си Гцдл ске.и Ц Я Д С ЕЧО О Х) ДД ТЧИКД Ц РОХОДИТ ЦД це)Вый Вх),1 б,Ока 48 ъхцожсцц 5. В О,Оке 43 с.; В)хх 1 1. Вс хГпд)ощис тпег СГО Входа датч ц кд. В)ЗВОдиГс 5 в квадрат ц подается на мдси)табирующцй вход хзока 48, в котором формируется сигнал 0,5 д т. В блоке 47 формцрустся произведеццс х т, д с)ххдт)р 19 формцруст сигн;), Нсобходцмо 1;Гицызоцц у кореццого Охгд)кдсция.1 роцссс Овт)05 ется ,я к)ждого сечеЦЦ 5 П) )О.1235579 мЮ н Фиг Составитель ехред И. Вереираж 518 орректор Е.одписноеССР Редактор Р Заказ 3039 шко цик венного коретении и35, Ра ушекг. Ужгород,4/5ктная,ВНИИПИ Государс по делам изо13035, Москва, Ж -Филиал ППП Патент, О. РыбьевКПитета Соз крытийая наб.,ул. Про