Система автоматического управления подачей смазочно охлаждающей эмульсии

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 15946 В 21 В 37/ БРЕТЕНИЯ НИЕ ТЕЛЬСТ АВТОРСКОМ(71) Киевский институт автоматикиим. ХХУ сьезда КПСС(56) 1. Третьяков А,В, и др. Совершенствование теплового процессалистовой прокатки, М "Металлургия",973, с, 271, рис, 103.2. Патент Японии У 52-139657,кл, 12 С 211,1, 1977,3. Патент Японии И 52-73157кл, В 21 В Й 5/02, 1977.,УПРАВЛЕНИЯ ПОДАЧЕЙ СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩЕЙ ЭМУЛЬСИИ, содержащая установленные над .средней и крайними зонамирабочих валков, а также сверху и снизу над полосой коллекторы, соединенные трубопроводом с регулирующимиклапанами, электрические входы которых соединены с первыми выходами исполнительных механизмов, вторые выхо"ды которых подсоединены к вторым входам регуляторов охлаждения валков иполосы, выходы которых подсоединенык входам исполнительных механизмов,датчик скорости, который соединен сприводом рабочих валков, датчик температуры полосы, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения качества прокатываемой полосы засчет стабилизации температурного ре- .- жима валков, клети, она дополнительносодержит задатчик начального расхода эмульсии на среднюю зону валка,. Лег ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ 4 вадатчик расхода эмульсии на крайние зоны валка, задатчик заправочной скорости, блок сравнения, масштабирующие блоки, сумматоры коммутаторы, задатчик интенсивности расхода эмульсии на крайние зоны валка, задатчик интен сивности расхода эмульсии на среднюю зону валка, задатчик температуры, пороговое устройство, причеч выход датчика скорости подсоединен к первому входу блока сравнения, к второму входу которого подсоединен задатчик заправочной скорости, выход блока сравнения подсоединен к первым входам первого, второго и третьего масштабирующих блоков, к второму входу первого масштабирующего блока подсоединен задатчик интенсивности расхода эмуль" сии на крайние зоны валка, к второму входу второго масштабирующего блока подсоединен задатчик интенсивности расхода эмульсии на среднюю зону валка, выход первого масштабирующего блока подсоединен к первым входам первого и третьего сумматоров, выход второго масштабирующего блока подсоединен к первому входу второго сумматора, к вторым входам первого и третьего сумматоров подсоединен выход задатчика начального расхода эмульсии на крайние зоны валка, к:. второму входу. второго сумматора подсоединен выход задатчика начального расхода эмульсии на среднюю зону валка, выходй первого, второго и третьего сумматоров соединены с первыми входами четвертого, пятого и шестого сумматоров, к вторым входам которых подсоединен выход порогового устройства, которое первым входом соединено с датчиком температуры по1015946 лосы, а вторым - с задатчиком темпе"ратуры, выходы четвертого, пятого ишестого сумматоров подсоединены кпервым входам коммутаторов, к вторымвходам которых подсоединено устройство наличия металла в валках, выхо"ды коммутаторов соединены с первымивходами регуляторов охлаждения вал-ков,2. Система по и, 1, о т л и ч а"ю. щ а я с я тем, что, с целью повышения интенсификации процесса прокатки, она дополнительно содержит задатчик начального расхода эмульсии наполосу, задатчик интенсивности, рас"хода эмульсии на полосу, сумматоры,коммутатор, масштабирующий блок, причем выходблока сравнения подсоеди" 1Изобретение относится к автоматизации прокатных станов, а именно,к системам регулирования смазочно-ох" лаждающей эмульсии, и может быть использовано на станах холодной прокатки.Известно устройство стабилизации заданного расхода эмульсии, содержащее коллекторы, установленные на средней и крайних зонах валка, каждый яз которых выходом соединен с регулирующим клапаном. Регулирующий клапан гидравлически соединен с расходомером и механически с исполнительным механизмом. Выход исполнительного ме.ханизма через регулятор электричес" .ки подсоединен к расходомеру . 1 1,Недостатком такого устройства яв- . ляется стабилизация расхода эмульсии на одном уровне, что приводит к нарушению температурного баланса валковой системы при переходе на другой режим прокатки и, тем самым, к нарушению устойчивости проЦесса прокатки и формообразования полосы. Кроме того на заправочной и установившейся скоростях прокатки поддерживается один и тот же расход эмульсии, что приводит к дополнительным энергетическим затратам системы подачи эмуль" сии.Известно .также устройство, содержащее датчики температуры валков, соединенные с системой корректиров" ки охлаждения, регулятор подачи эмульсии на валки и исполнительный механен к первому входу третьего масштабирующего блока, к второму входу которого подсоединен задатчик интенсивности расхода эмульсии на полосу, авыход " к первому входу седьмого сумматора, к второму входу седьмого сумматора подсоединен задатчик началь"ного расхода эмульсии на полосу, выходседьмого сумматора соединен с первымвходом восьмого сумматора, к второмувходу которого подсоединен выход порогового устройства, выход восьмогосумматора додсоединен к первому входу коммутатора, к второму входу которого подсоединен выход устройства наличия металла в валках, выход коммутатора соединен с регулятором охлаждения полосы,2низм с регулирующим клапаном, датчиктемпературы полосы, соединенный ссистемой корректировки охлаждения,регулятор подачи эмульсии на полосу5 и исполнительный механизм с регули"рующим клапаном, а также системудля регулирования нагрузки на опорные и рабочие валки с профилемером.Система корректировки. охлаждения1 О рассчитывает деформациювалка с учетом коэффициента теплопроводности.и вводит соответствующие поправкив регуляторы21,В связи с тем, что датчики темпе"15 ратуры имеют значительную инерционность (от 10 до 30 с), формированиесигнала управления происходит с запаздыванием, что приводит к ухудше"нию качества прокатываемой полосы.20 При увеличении скорости прокаткизапаздывание возрастает, Установкадатчиков температуры на полосе в меж"клетьевых промежутках требует сложной оснастки, что необходимо для под 25 д,ржания постоянного зазора междуполосой и измерщтельным элементомдатчика температуры.Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности и достига 30 емому результату является устройст"во, содержащее установленный над валками односекционный коллектор, соединенный через напорный трубопроводс регулирующим клапаном. Управление35работой регулирующего клапана осу"ществляется через регулятор и ис"46 3 10 59 полнительный механизм по сигналам от датчика скорости, сочлененногос главным приводом клети 33Недостатками такого устройства являются нарушение температурного баланса клети при прокатке полос различного профилеразмера, что приво" дит к.искажениям формы полосы за счет перегрева рабочих валков, невозможность изменения расхода эмульсии по в длине бочки валка, что необходимо для управления тепловой профилировкой рабочих валков.Кроме того, один и тот же расход. эмульсии подлине бочки валка приводит к дополнительным энергетическим затратам системы подачи эмульсии, а недоста" точное охлаждение полосы, которое происходит только за счет слива эмуль сии с верхних валков, приводит к рос ту температуры валков последующих клетей стана и к снижению интенсификации процесса прокатки.Цель изобретения - повышение качества прокатываемой полосы за счет стабилизации температурного режима валков клети, а также повышение интенсификации процесса прокатки.Поставленная цель достигается тем,что в системе автоматического управ" ления подачей смазочно-охлаждающей эмульсии, содержащее установленные над средней и крайними зонами рабочих валков, а также сверху и снизу над полосой коллекторы, соединенные трубопроводом с регулирующими клапанами, электрические входы которых соединены с первыми выходами исполнительных механизмов, вторые выходы которых подсоединены к вторым входамео регуляторов охлаждения валков и по. лосы, выходы которых подсоединены к входам исполнительных механизмов, датчик скорости, который соединен с приводом рабочих валков, датчик температуры полосы, дополнительно уста 4 Я новленные задатчик начального расхода эмульсии на среднюю зону валка, задатчик расхода эмульсии на крайние зоны валка, задатчик заправочной скорости, блок сравнения, масштабирующие блоки, сумматоры, коммутаторы, задатчик интенсивности расхода эмульсии на крайние зоны валка, эадатчик интенсивности расхода эмульсии на среднюю зону. валка, задатчик темпера- ф туры, пороговое устройство, причем выход датчика скорости подсоединенк первому входу блока сравнения к второму входу которого подсоединен задатчик заправочной скорости, выход блока сравнения подсоединен к первым входам первого, второго и третьегомасштабирующих блоков, к второму вхо ду первого масштабирующего блока под" соединен задатчик интенсивности расхода эмульсии на крайние эоны валка, к второму входу второго масштабирующего блока подсоединен эадатчик интенсивности расхода эмульсии на среднюю зону валка выход первого масшта" бирующего блока подсоединен к первым входам первого и третьего сумматоров, выход второго масштабирующего блока подсоединен к первому входу второго сумматора, к вторым входам первого и третьего сумматоров подсоединен выход задатчика начального расхода эмульсии на крайние эоны валка, к второму входу второго сумматора подсоединен выход задатчика начального расхода эмульсии на среднюю зону валка, выходы первого, второго и третьего сумматоров соединены с первыми входами четвертого, пятого и шестого сумматоров, к вторым входам которых подсоединен выход порогового устройства, которое первым входом соеди-. нено с датчиком температуры полосы, а вторым - с задатчиком температуры, выходы четвертого, пятого ишестого сумматоров подсоединены к первым входам коммутаторов, к вторым входам которых подсоединено устройство наличия металла в валках, выходы коммутаторов соединены с первыми входами регуляторов охлаждения валков,Интенсификация процесса прокатки достигается за счет дополнительной установки задатчика начального расхода эмульсии на полосу, задатчикэ интенсивности расхода эмульсии на полосу, сумматоров, коммутатора, масшта бирующего блока; причем выход блока сравнения подсоединен к первому входу третьего масштабирующего блока, к второму входу которого подсоединен задатчик интенсивности расхода эмульсии на полосу, а выход " к первому входу седьмого сумматора, к вто" рому входу седьмого сумматора подсое" динен эадатчик начального расхода эмульсии на полосу, выход седьмого сумматора соединен с первым входом восьмого сумматора, к второму входу которого подсоединен выход порогового устройства, выход восьмого сумматора подсоединен к первому входу коммутагуляторов 10, 11 и 12 охлаждения валков подсоединены к входам исполнительных механизмов 7, 8 и 9, установленные над полосой сверху и снизу коллекторы 13, соединенные трубопроводом срегулирующим клапаном 11, электрический вход которого соединен с первымвходом исполнительного механизма 15,а второй выход подсоединен к второмувходу регулятора 16 охлаждения полосы, выход регулятора 16 охлажденияполосы подсоединен к взводу исполнительного механизма 15, датчик 17 скорости, подсоединенный к первому входу блока 18 сравнения, к второму входу которого подсоединен задатчик 19, заправочной скорости, выход блока 18сравнения соединен с первыми входами первого, второго и третьего масштабирующих блоков 20, 21 и 22, к второму входу первого масштабирующегоблока 20 подсоединен задатчик 23 интенсивности расхода эмульсии на крайние зоны валка к второму входу второго масштабйрующего блока 21 подсоединен задатчик 2 М интенсивности расхода эмульсии на среднюю зону валка,к второму входу третьего масштабирующего блока 22 подсоединен задатчик25 интенсивности расхода эмульсии наполосу, выход первого масштабирующегоблока 20 подсоединен к первым входампервого и третьего сумматора 26 и 27,выход второго масштабирующего блока21 подсоединен к первому входу второго сумматора 28, выход третьегомвоштабирующего блока 22 подсоединен к первому входу седьмого сумма.тора 29, к вторым входам первого итретьего сумматоров 26 и 27 подсоединен выход задатчика 30 начальногорасхода эмульсии на. крайние эоны валка, к второму входу второго сумматора 28 подсоединен выход задатчика 31начального расхода эмульсии на среднюю зону валка, к второму входу седьмого сумматора 29 подсоединен выходзадатчика 32 начального расходаэмульсии на полосу, выходы первого,второго, третьего и седьмого сумматоров 26, 28, 27 и 29 соединены спервыми входами четвертого, пятого,шестого и восьмого сумматоров 33,31, 35 и 36, к вторым входам которыхподсоединен выход порогового устройства 37, которое первым входом соединено с датчиком 38 температуры полосы, а вторым - с задатчиком 39 тем"пературы, вьгходы четвертого, пятого,5 1015946 бтора, к второму входу которого подсое"динен выход устройства наличия метал-,ла в валках, выход коммутатора соединен с регулятором охлаждения полосы,Система автоматического управления подачей смазочно-охлаждающейэмульсии позволяет с помощью масшта"бирующих блоков и задатчикоа интенсивности расхода эмульсии на среднююи крайние зоны валка, а также на поло есу выбирать уровень расхода эмульсиидля каждой зоны охлаждения на установившейся скорости прокатки, что позволяет для каждого режима устанавливать оптимальный расход эмульсии 16в части энергетических затрат системы приготовления эмульсии и теплового баланса клети. С помощью коммутато"ров по сигналам от устройства наличияметалла в валках возможно включать илигоотключать подачу эмульсии на валки иполосу только при входе и выходе полосы из очага деформации, что приводит к стабилизации тепююэвого режимавалков и полосы, а с гюмощью задатчи- Иков начального расхода эмульсии насредние и крайние зоны валков возможно устанавливать перед началом прокатки распределение расхода эмульсии,по длине бочки валков для каждогорежима прокатки, что приводит к уменьвению экономических затрат при подачеэмульсии, поскольку при .этом на краявалков необходим меньший расход эмульсии, Кроме того, с помощью датчикатемпературы гюлосы, установленногона моталке, заатчиков Температуры,порогового ус", эйства предусматривается ограничен.1 е максимальной темпе"ратуры валков и полосы, что позволя".ет стабилизировать температуру рабочих валков и гюлосы, предотвращаетразложение смазки, гювышает срок службы, валковой системы и интеисифициру"ет процесс прокатки,На чертеже схематически представлена предлагаемая система,система автоматического управле"ния подачей смазочно-охлаждающейэмульсией содержит установленные надсредней и крайними зонами рабочихвалков коллекторы 1, 2 и 3, соединенные трубопроводом с регулирующимиклапанами 1, 5 и 6, электрические вхьды которых соединены с первыми выходами исполнительных механизмов 7, 8 фи 9, вторые выходы которых подсоединены к вторым входам регуляторов 10,11 и 12 охлаждения- валков, выходы рев пороговое устройство 37, где срав"нивается с сигналом, поступающим .иззадатчика 39 температуры, уровень егоопределяется температурой, при которой происходитразложение смазки инарушение устойчивости процесса про"катки. Если текущая температура поло"сы меньше задаянойна выходе порогового устройства 37, а также навторых входах четвертого, пятого,шестого и восьмого сумматоров 33 3435 и 36 сигнал отсутствует, При этомсигналы, пропорциональные задажнымначальным расходам эмульсии на крайние У и среднюю Ч зоны валка, с,выходов четвертого, пятого и шестого сумматоров 33, 34 и 35 через первые входы коммутаторов 40, .41 и 42 поступают на первые входы регуляторов 10, 11 и 12 охлаждения валков. валков через исполнительные механизмы7, 8 и 9 воздействуют йа регулирую" заданный расход эмульсии по зонамрабочего валка на заправочной скоро"сти прокатки. Сигнал, пропорциональ" ный заданному начальному расходу эмуль сии на полосу Я , с выхода восьмого сумматора 36 через первый вход ком" мутатора,43 поступает на первый вход регулятора 16 охлаждения полосы, Регулятор 16 охлаждения полосы черезисполнительный механизм 15 воздействует на регулирующий клапан 14,устанавливая заданный расход эмуяь"сии на полосу на заправочной скорости прокатки, Сигналы обратной связи,характеризующие положение штоков ис"полнительных механизмов 7, 8, 9 и15, с второго их выхода поступают навторой вход регуляторов 10, 11, .12 и13 охлаждения валков и полосы, ста" билизируя заданный закон управления.При разгоне стана сигнал с выхода блока 18 сравнения, пропорциональный величине АЧ Ч 1=Ч, поступает на первые входы масштабирующих блоков 20, 21 и 22, Иа второй вход масштабирующего блока 20 поступает сигнал иззадатчика 23 интенсивности расходаэмульсии на крайнйе зоны валка, пропорциональный величине К,1, котораяопределяет интенсивность и уровеньрасхода эмульсии на крайние зонывалка, В масштабирующем блоке 20происходит умножение ЬЧ на К ипередача сигнала ЬЧ К на первые вхо.ды первого и третьего сумматоров 26 7 , 1015946 8шестого и восьмого сумматоров 33,.34, 35 и 36 подсоединены к первымвходам коммутаторов 40, 41, 42 и 43,к вторым входам которых подсоединено устройство наличия металла в валках (не показано), выходы коммутато"ров 40, 41, 42 и 43 соединены с первыми входами регуляторов 10, 11, 12и 16 охлаждения валков и полосы соответственно, 1 ЕРабота системы состоит в том, чтопри поступлении металла в валки стана по сигналу от устройства наличияметалла в валках, поступающему науправляющие вторые входы коммутаторов И ,40, 41, 42 и 43, последние подключа"ют четвертые, пятые, шестые, и вась"мые сумматоры 33, 34, 3 и 36 к первым входам регуляторов 10, 11, 12и 16 охлаждения валков и полосы со" 2 рответственно. При этом сигнал от за- Регуляторы 10, 11 и 12 охлаждениядатчика 31 начального расхода эмульсии на среднюю зону валка поступаетна второй вход второго сумматора 28, щие клапаны 4, 5 и 6, устанавливаясигнал от задатцика 30 начального рас 2 юхода эмульсии на крайние зоны валка поступает на вторые входы первого:и третьего сумматоров 26 и 27., асигнал от задатчика. 32 начальногорасхода эмульсии на полосу поступаетна второй вход седьмого сумматора 29.В то же время сигнал с выхода дат.- чика 17 скорости, характеризующик.скорость прокатных валков, поступаетна первый вход блока 18 сравнения,на второй инверсный вход которогопоступает сигнал, пропорциональныйзаправочной скорости прокатки Ч иззадатчика 19 заправочной скорости.На- выходе блока 18 сравнения формируется сигнал, пропорциональныйвеличине (ЬЧ Ц "Ч), где Мг - текущаяскорость прокатки, Ч - заправочнаяскорость. При Ч Ч. на входах масштабирующих блоков 20, 21 и 22 сигналотсутствует, поэтому выходные сиг-.налы.первого, второго, третьегои седьмого сумматоров 26., 28, 27 и29, пропорциональные заданным начальным расходам эмульсии на сред"нюю и крайние зоны охлаждения валкое фЕЮ и Ч , а также на полосу Япоступают на первые входы четвертого,пятого, шестого и восыюго сумматоров 33 34 35 и 36 Кроме того," сигнал от датчика 38 температуры, И .установленного на полосе в зоне моталки, характеризующий температуруполосы на выходе стана, поступает9 1015и 27, в которых эта величина суммируется с. начальным расходом эмульсиипоступающим из задатчика 30 начального расхода эмульсии на крайние зонывалка. Выходные сигналы с выходов 5первого и третьего сумматоров 26 и27, пропорциональные величинв И+ ЯК 1через четвертые и шестые сумматоры33 и 35 и коммутаторы 40 и 42 по-.ступают на первые входы регуляторов 1 г1 О и 12 охлаждения валков, которыечерез исполнительные механизмы 7 и 9воздействуют на регулирующие клапаны4 и 6, увеличивая расход эмульсиина крайние зоны валка при изменении 5скорости прокатки.Кроме того, на второй вход масшта",бирующего блока 21 поступает сигнализ задатчика 24 интенсивности расходаэмульсии на среднюю зону валка, про 20порциональной величине Ккотораяопределяет интенсивность и уровеньрасхода эмульсии на среднюю зонувалка,В масштабирующем блоке 21 происхо" 25дит умножение И/ и К и передача сиг"нала ЬЧК 2 на первый вход второго сумматора 28, в котором этот сигнал суммируется с величиной начального расхода эмульсии поступающей из задат- зочика 31 начального расхода эмульсиина среднюю зону валка. Выходной сигнал с выхода второго сумматора 28,пропорциональный величине Ч+ЬЧКчерез пятый сумматор 34 и коммутатор41 поступает на первый вход регулятора 11 охлаждения валков, которыйчерез исполнительный механизм 8 воздействует на регулирующий клапан 5увеличивал расход эмульсии на среднюю зону валка при изменении скорости прокатки,В то же время на второй вход масштабирующего блока 22 поступает сигнал из задатчика 25 интенсивностирасхода эмульсии на полосу, пропорциональный величине К которая определяет интенсивность и уровеньрасхода эмульсии на полосу. В масштабирующем блоке 22 происходит умножение Ч и К и передача сигналаЬ,ЧК на первый вход седьмого сумматора 29, в котором этот сигнал суммируется с величиной начального рас"хода эмульсии, поступающей из за 55датчика 32 начального расхода эмульсии на полосу, Выходной сигнал с выхода седьмого сумматора 29, пропорциональный величине 1/л+дЧК через 946 10восьмой сумматор 36 и коммутатор 43поступает на первый вход регулятора 6 охлаждения полосы, который через исполнительный механизм 15воздействует на регулирующий клапан 14, увеличивая расход эмульсиина полосу при росте скорости,Коэффициенты К 1К и К выбираются исходя из режимов прокатки и требуемой для получения ровной полосына выходе клети профилировки рабочихвалков.При превышении текущей температуры Т полосы, определяемой датчиком38 температуры полосы задаяного значения Т поступающего из задатчика39 температуры, с выхода пороговогоустройства 37 сигнал, пропорциональный величине ЬТ=ТП-Т поступает навторые входы четвертого, пятого, шестого и восьмого сумматоров 33, 34,35 и 36, где происходит суммированиес сигналом, пропорциональным величине Я+ЮИ и поступающим с выходовпервого, второго, третьего и седьмого сумматоров 26, 28, 27 и 29, Выходные сигналы сумматоров 33, 34, 35 и36 пропорциональны в общем виде величине Я+аЧК+ ТК 1/, Эти сигналычерез коммутаторы 40, 41, 42 и 43поступают на первые входы регуляторов 10 11, 12 и 16 К и К. - коэффициенты пропорциональности; Ко устанавливается задатчиками 23, 24 и 25.интенсивности расхода эмульсии К.задается пороговым устройством 37Регуляторы 10, 11, 12 и 16 черезисполнительные механизмы 7, 89 и15 воздействуют на регулирующие клапаны 4, 5, б и 14, увеличивая расходэмульсии одновременно по всем зонамохлаждения валка и полосы,При этом температура полосы и валков уменьшается до заданного значения, Датчик 38 температуры полосы для повышения надежности и точности измерения температуры полосы устанавливается на моталке.В процессе торможения стана управления расходом эмульсии осуществляется по закону, определяемым уравнением (1), При этом работа системы аналогична Описанной,Ожидаемый экономический эффект от внедрения системы по предварительным расчетам за счет перехода прокачваемого металла из нормальной груп.12 Заказ 3271/6 Тираж 8.16 Подписное ИП лиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул; Проектная,11 : 10159 пы в группу повышенной точности, а также за счет интенсификации йроцесса:прокатки составляет 285 тыс.руб. Исходя из состава функций. систе" мы автоматического управления пода чей сиаэочно-.охлаждающей эмульсии основными источниками зкономичес кой зфективности следует считать экономию за счет повышения надежно сти работы механического оборудов" ния.и увеличения срока службы валков на стане,.при этом сокращаются расходы на сменное оборудование; эконбмию Й 6эа счет перехода прокатываемогометалла из нормальной группы вгруппу повышенной точности попредварительным оценкам система позволит увеличить выход проката,повышенной точности на 14 от об- .щего количества проката, выпускаемого станом, при реализацииполосы повышенной точности надЬавка, в соответствии с прейскурантом.02-06, составляет 50 руб. эа 1зкономию от снижения себестоимости прокатываемого металла за счетпрокатки на повышенных скоростях.