Система регулирования толщиныполосы

Сафз Сфаетскнх Сфцналистических РеслубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТВЛЬСТВУ 11829236(22) Заявлено 25.05 79 (21) 2770548/22-02с присоединением заявки йо(23) ПриоритетОпубликовано 15,0581, Бюллетень ЙЯ 18Дата опубликования описания 1505,81 В 21 В 37/02 Государственный комитет СССР оо делам изобретений и открытий(54) СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ ТОЛЦИНЫ ПОЛОСЬ 3 Изобретение относится к системам .автоматического регулированиятолщины полосового проката и можетбыть использовано в прокатном производстве в процессах управленияработой непрерывных многоклетевыхстанов холодной прокатки.Известно устройство, в которомотклонение от заданной толщины полосы на выходе стана устраняют,воздействуя по сигналу этого отклонения на усилие прокатки посредством изменения положения нажимныхустройств валковой системы 111,Однако при перемещении нажимных устройств возникают усилия,создающие изгиб рабочих и опорных валков, который приводит к не-,равномерному обжатию прокатываемого материала по его ширине, и,как следствие этого, искажению егоформы". появлению коробоватости,поперечной разнотолщинности,Устранение же этого недостаткапутем приложения между подушкамирабочих валков распирающих усилий,зависящих от формы прокатанной полосы, приводит к преждевременномуизносу подшипников валковой системы и выходу их из строя,Кроме того, перемещение нажимных винтов влияет на натяжение полосы, изменение которого стремитсявоспрепятствовать вызвавшему егоперемещению нажимных винтов, что снижает эффективность регулированиятолщины проката,Наиболее близкой по техническойсущности и достигаемому результатук предлагаемой является системарегулирования толщины полосы, содержащая датчик толщины полосы, установленный за первой клетью, управляемую линию задержки, вычислительный блок, устройства ограничения межклетевых натяжений полосы,установленные между клетями станаи содержащие последовательно соединенные датчик натяжения и блок20 зоны нечувствительности, датчикискорости полосы, установленные запервой и последней клетями стана,генераторы импульсов второго, третьего и четвертого межклетевых про 25 межутков, каналы управления скоростью вращения валков клетей, предшествующие последней, каждый из которых содержит регулятор скоростивращения валков, соединенный с электродвигателем их вращения, элемен 829236ты регулируемого запаздывания, причем выходы датчика толщины полосы и датчика скорости полосы соединены соответственно с первым и вторым входами управляемой линии задсржки, первый, второй, третий и четвертый входы вычислительного блока соединены соответственно с источником сигнала заданной толщины, с выходом управляемой линии задержки, выходом датчиков скорости полосы, установленных соответственно за первой и последней клетями стана, выходы датчиков натяжения второго, третьего и четвертого межклетевых промежутков соединены соответственно со входами генераторов импульсов второго, третьего и четвертого межклетевых промежутков, выход каждого из которых соединен со входом одного из элементов регулируемого запаздывания,Перемещая нажимные винты первой клети, осуществляют грубое регулирование толщины полосы в начале стана. Затем, изменяя скорость вращения валков прокатных клетей, регулируют натяжение полосы в последнем межклетевом промежутке, поддерживая постоянство отношения секундного объема"металла, поступающего в последнюю клеть стана, и ее скорости.Если в процессе регулирования натяжение прокатываемой полосы выходит за допустимые пределы, устройство ограничения натяжения полосы приводит в действие нажимные винты соответствующих клетей, приводя межклетевые натяжения в норму 2.Однако использование для регулирования толщины полосы нажимныхвинтов приводит к неравномерномуобжатию прокатываемого материала по его ширине, и, как следствие этогок искажению его формы: появлениюкоробоватости, волнистости, поперечной разнотолщинности.Кроме того, любое перемещениенажимных винтов приводит к возмущениям стана, что является причинойнеравномерности толщины проката.Дополнительное регулирование толщины полосы путем изменения натяжения полосы в последнем межклетевом промежутке частично компенсирует этидефекты регулирования, однакоявляется недостаточно эффективным.Цель изобретения - повышениеточности регулирования толщины полосы.Для достижения этой цели системарегулирования толщины полосы дополнительно содержит схемы совпаденияпо сдной в каждом канале управленияскоростью вращения валков первыхчетырех хлетей, инверторы и последовательно соединенные первыми входами три межканальные схемы совпадения, каждая из которых соединенавыходом со входом регулятора скорос ти предшествующего канала управления и вторым входом с выходом элемента регулируемого запаздывания последующего канала управления, а третьи входы межканальных схем совпадения соединены с выходами соответствующих устройств ограничения межклетевых натяжений, каждое изкоторыхсоединено посредством инвертора с первым входом схемы совпадения предшествующего канала управления, выход устройства ограничения межклетевого натяжения первого межклетевого промежутка соединен со вторыми входами схем совпадения двух последующих каналов уп равления и с первым входом схемысовпадения третьего последующегопо отношению к данному промежуткуканала управления, выход устройстваограничения межклетевого натяжения Щ второго межклетевого промежуткасоединен с третьим входом схемысовпадения первого последующего поотношению к данному межклетевомупромежутку канала управления и совторым входом схемы совпадения второго последующего по отношению кданному промежутку канала управления, выход устройства ограничениятретьего межклетевого ограничениятретьего межклетевсго промежуткасоединен с третьим входом схемысовпадения последующего по отношениюк данному промежутку канала управления, выход вычислительного блока соединен со вторым входом схемы 35 совпадения первого канала управления, с третьим входом схемы совпадения второго канала управленияи с четвертыми входами схем совпадения соответственно третьего и чет вертого каналов управления, выходсхемы совпадения первого каналауправления соединен со входом регулятора скорости этого же канала управления непосредственно, выходы схем совпадения всех последующих каналов управления соединенысо входами соответствующих регуляторов скорости посредством элементов с регулируемым запаздыванием.Ы Введение в систему регулирования схем совпадения и инверторов,а также указанных межэлементныхсвязей позволяет осуществлять регулирование толщины полосы только пу 55 тем изменения межклетевых натяжений (без использования нажимныхустройств), При этом изменениемежклетевых натяжений осуществляется, по мере необходимости, последовательно во всех межклетевых промежутках, начиная с первого,Такая система регулирования лишена указанных недостатков, присущих известной системе, вследствиечего она обладает более высокойточностью регулирования.На чертеже показана предлагаемаясистема регулирования,Система содержит датчик 1 толины полосы и датчик 2 скоростиолосы, установленные в первом межклетевом промежутке, датчик 3 скороти полосы, установленный за последней клетью 4, датчики 5-8 натяжения установленные в каждом межклетевсм промежутке, и вычислительныйблок 9, первый, второй, третий ичетвертый входы соединены соотнетственно с источником 10 сигнала заданной толщины, с выходом управляемойлинии 11 задержки, выходами датчиков 2, 3 скорости полосы. В составсистемы регулирования толщины полосы входят также блоки 12-15 зонынечувствительности, каждый из которых подключен к выходу соответствующего датчика 5-8 натяжения,образуя совместно с ним устройства16-19 ограничения межклетезых натяжений. Кроме того, система снабжена схемами 20-23 совпадения, принадлежащими каналам управленияскоростью вращения валков первыхчетырех клетей 24-27, инверторами 28-30, элементами 31-33 регулируемого запаздывания, а также содержит последовательно соединенныепервыми входами три межканальныхсхемы 34-36 совпадения, генераторы37-39 импульсов, регуляторы 40-43скорости, выходы которых соединены с электроприводами 44-47 первыхчетырех клетей 24-27.Стрелкой указано направлениепрокатки.Система работает следующим образом.Датчик 1 измеряет толщину полосы в первом межклетевом промежутке, и значение измеренной толщинычерез линию 11 задержки, управляемую сигналом датчика 2 скоростиполосы, поступает на второй входвычислительного блока 9 в тот момент, когда сечение полосы, толщина которого была измерена, входит в очаг деформации второй клети25. В тот же момент на третий и четвертый входы вычислительного блокаЭ поступают сигналы от датчиков 2,3 скорости полосы, установленныхсоответственно в первом межклетевсм промежутке и за последней клетью 4, Вычислительный блок 9, напервый вход которого подают сигналзаданной толщины полосы на выходестана Ь, определяет относительноеотклонение выходной толщины от заданного значения по формулеН -. - ЬЧЬргде Н,и Ч - измеренные значениясоответственно,.тол-щины и скорости полосы в первом межклетевом промежутке и скорости полосы на выходестана;Ьо - заданная толщина полос- сы на выходе стана.Таким образом, используя законпостоянства секундного объема металла, выработанный управляющийсигнал, пропорциональный относительному отклонению от заданной толщины полосы на выходе стана, регулирует натяжение полосы, начиная с первого межклетеногс промежутка. Это осуществляется следуощим образом.С выхода вычислительного блока 9управляющий сигнал, пропорциональныйотносительному отклонению, поступает на соответствующие входы схем20-23 совпадения, из которых откры 20 та только схема 20 совпадения, принадлекащая каналу управления скоростью вращения валков первой клети24, и посредством регулятора 40 скорости электропринода 44 этой клети24 изменяют скорость вращения ее валков пропорционально величине управляющего сигнала, регулируя таким образом натяжение полосы з первом межклетезсм промежутке.Ийыми словами,если значение толщины на выходе стана больше эаданнсгс, скорость вращения валков первой клети 24 уменьшается в ссстзетстзич с величинойупранляющегс сигнала, увеличиваянатяжение полосы з первом межклетезсм.прсмекутке, а при меньшем значении - наоборот. При зтсм с помощью датчиков 5-8 натяжения непрерывно контролируется натяжение полосы з каждом промежутке. С выходовдатчиков 5-8 натяжения сигнал по-тупает на входы соответствующих блоков 12-15 зоны нечувствительности.Верхнюю границу зоны нечувствительности, с целью предотвращения сб 4 раза полосы, устанавливают равной0,5-0,7 от предела пластичности деформации прокатываемого материала,если допускает мощность электропринодоз 44-47, н противном случаеО н соответствии с предельной мощностью электропризодсз 44-47. Нижнююграницу устанавливают равной 0,10,2 для предотвращения аварийныхситуаций из-эа исчезновения натяже 55 н р з пРсцессе пРокатки,Если натяжение з первом межклетевом промежутке выходит эа границызоны нечувствительности устроиства16, а управляющий сигнал при этомотличен ст нуля, т,е. ожидаемоебО отклонение от заданной толщины полосы на выходе стана полностью неустранено, то на выходе блока 12эоны нечувствительности появляетсясигнал "1 ф, который .иннертсром 2365 преобразуется н "0" и поступает навход схемы 20 совпадения, закрываяее для прохождения управляющегосигнала к регулятору 40 скоростиэлектропривода 44 первой клети 24.При этом скорость вращения валковпервой клети 24 остается на достигнутом уровне. Б это же время сигнал"1" с выхода блока 12 нечувствительности поступает на соответствующие входы схем 34, 21, 22, 23 совпадения и открывает схему 21 совпадения, принадлежащую каналу управления скоростью вращения валков второй клети 25, и схему 34 совпадениядополнительного канала управления.Управляющий сигнал через схему 21совпадения поступает на вход элемента 31 регулируемого запаздывания управляемого импульсным генератором 37, соединенным с контактным роликом датчика б натяжения, ичерез период, равный времени прохождения прокатываемого материалаот очага деформации второй клети25 до очага деформации третьей клети 26, управляющий сигнал поступает на регулятор 41 скорости электропривода 45 второй клети 25 ичерез схему 34 совпадения - на регулято 1, 40 скорости электропривода 44 первой клети 24, Таким образом, по сигналу относительного отклонения от заданной толщины полосына выходе стана. согласованно изменяются скорости .вращения валковпервой и второй клетей 24, 25,регулируя натяжение полосы во втором межклетевом промежутке, причем соотношение скоростей вращения валков упомянутых клетей 24, 25остается неизменным для сохранениядостипаего своего предельного зна-.чения натяжения полосы в первоммежклетевом промежутке. Аналогичным образом, если натяжение полосыво втором межклетевом промежуткев результате согласованного изменения скоростей первой и второйклетей 24, 25 вышло за границыэоны нечувствительности устройства 17, и управляющий сигнал отличен от нуля, т.е. окидаемое отклонение от заданной толщины на выходе стана не устранено полностью впервых двух межклетевых промежут- ках, вступает в действие регулятор 42 скорости электропривода46 третьей клети 26, регулируянатяжение полосы в третьем межклетевом промежутке и поддерживая приэтом постоянное соотношение скоростей вращения валков первой, второй и третьей клетей 24, 25 и 26.Аналогично вступает в действие регулятор. 43 скорости электропривода 47 четвертой клети 27. Причемсхема 23 совпадения канала управления скоростью вращения валковчетвертой клети 27 пропускает уп Формула изобретения 60 65 Система регулирования толщины полосы, содержащая датчик толщины полосы, установленный эа первой клетью, управляемую линию задержки, вычислительный блок устройства ограничения межклетевых натяжений равляющий сигнал только тогда,когда натяжение полосы во всехпредыдущих межклетевых промежутках вышло за границы зоны нечувствительности устройства 16-18,и на выходы схемы 23 совпаденияпоступили сигналы "1" с выходов блоков 12-14 зоны нечувствительности.Эти же сигналы открывают схемы 3436 совпадения дополнительных каналов управления и, преобразованныеинверторами 28-30 в "0", закрывают схемы 20-22 совпадения, так чтоуправляющий сигнал с выхода вычислительного блока 9 проходит толькочерез схему 23 совпадения и далеечерез элемент 33 регулируемого запаздывания, управляемую импульснымгенератором 39, поступает на входрегулятора 43 скорости электропривода 47 четвертой клети 27. В то20 же время управляющий сигнал черезсхемы 36,35,34 совпадения поступает на входы регуляторов 42, 41,40 скорости электроприводов 46,45,44 соответственно третьей, второйр 5 и первой клетей 26-25 и 24. Такимобразом, производится регулированиев установленных пределах натяженияполосы в четвертом последнем межклетевом промежутке путем согласовайого изменения скорости вращениявалков предыдущих клетей 24-27. Приэтом натяжение в предыдущих межклетевых промежутках (первом, второми третьем, выдерживаются неизменными, на предельном уровне.Регулирование натяжения полосыосуществляется до тех пор, покаотклонение от заданной толщины полосы на выходе стана не будетполностью устранено, т.е. управляю 40 щий сигнал на выходе вычислительного блока 9 не станет равным нулю.При неправильной настройке стана перед началом прокатки натяжениеполосы в четвертом (последнем)45 мекклетевом промежутке может выйтиэа установленные пределы, т.е. эаграницы зоны нечувствительностиустройства 19, В этом случае навыходе блока 15 нечувствительностипоявится сигнал "1", свидетельствующий о необходимости перестройкистана,Таким образом, предлагаемое конструктивное исполнение устройствапозволяет повысить точность регулирования толщины полосы.ЗО 35 40 45 полосы, установленные между клетями стана и содержащие последовательно соединенные датчик натяжения и блок эоны нечувствительности, датчики скорости полосы, установленны за первой и последней клетями стана, генераторы импульсов торого, третьего и четвертого межлетевых промежутков, каналы управления скоростью вращения валков клетей, предшествующие последней, .каждый из которых содержит регулятор скорости вращения валков, соединенный с электродвигателем их вращения, элементы регулируемого запаздывания, причем выходы датчика толщины полосы и датчика скорости полосы соединены соответственно с первым и вторым входами упранляемой линии задержки, первый, второй, третий и четвертый входы вычислительного блока соединены соответственно с источником сигнала заданной толщины с выходом управляемой линии задержки, выходом датчиков скорости полосы, установленных соответственно за первойи последней клетями стана, выходы датчиков натяжения второго, третьего и четвертого межклетевых промежутков соединены соответственно со входами генераторов импульсов второго, третьего и четвертого межклетевых промежутков, выход каждого из которых соединен со входом одного из элементов регулируемого запаздывания, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения точности регулирования толщины полосы, она дополнительно содержит схемы совпадения, по одной в каждом канале управления скоростью вращения валков первых четырех клетей, инверторы и последовательно соединенные первыми входами три межканальные схемы совпадения, каждая из ко-. торых соединена выходом со нходом регулятора скорости предшествующего канала упранления и вторым входом - с выходом элемента регулируемого запаздывания последующего канала управления, а третьи входы межканальных схем совпадения соединены с выходами соответствующихуатройств ограничения межклетевыхнатяжений, калдое из которых соединено посредством инвертора с первым входом схемы совпадения пред-,шествующего канала управления, выход устройства ограничения межклетевого натяжения первого межкЛетевого промежутка соединен со вторымивходами схем совпадения двух последукщих каналов управления и с первым входом схемы совпадения третьего последующего по отношению к данному промежутку канала управлениявыход устройства ограничения межклетевого натяжения второго межкле"тевого промежутка соединен с третьимвходом схема совпадения первого последующего по отношению к данномумежклетевому промежутку канала управления и со вторым входом схемысовпадения второго последующегопо отношению к данному промежуткуканала управления, выход устройства ограничения третьего межклетевого ограничения третьего межклетевого промежутка соединен с тре=ьим входом схемы совпадения последующего по отношению к данному промежутку канала управления, выходвычислительного блока соединен совторым входом схемы совпадения первого канала управления, с третьимнходом схемы совпадения второго канала управления, с четвертыми нходами схем совпадения соответственно третьего и четвертого каналовуправления, выход схемы совпаденияпервого канала управления соединенсо входом регулятора скорости этогоже канала управления непосредственно, выходы схем совладения всехпоследующих каналов управления соединены со входами соответствующихрегуляторов скорости посредствомэлементов с регулируемым запаздыванием.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент Японии Р 47-14887,кл. В 21 В 37/08, 1972,2, Рвторское свидетельство СССРР 576129, кл. В 21 В 37/02, 1974.829236 Составитель В, Авакоэаимохина Техред 3, Фанта Корректор О, Била едакт ППП "Патент", г.ужгород, ул,Проектная,Заказ 2705/1 ТиражГосударс елам изоМосква,3ВНИИПИпо д113035,888енногоетений- 35, Р Подпис ноеомитета СССРоткрытийупуская наб., д.4/5