Устройство для регулирования толщины полосы на непрерывном стане горячей прокатки

Сов э Советски оцнаиис тически к республик(51)М. КлВ 21 Приоритет В.ВСР вв аеин взвбрвтевв 6 н етврьай.01(088.8) а опубликования описания 30.1 2) Авторы изобретен В.И. Свиденко, В.В, Парфенов, В,А.Б. Розенберг, Э.Ч. Сейдэк и В. ПронякинБолкунов арагандинский филиал особого конструкторсо бюро Всесоюзного научно-исследовательскойг. института автоматизации черной металлург и(5 Й) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРО ПОЛОСЫ НА НЕПРЕРЫВНОИ С ПРОКАТКИИЯ ТОЛЩИНЫЕ ГОРЯЧЕЙ Изобретение относится к прокатному производству, в частности к автоматическому регулированию толщины полосы на непрерывных станах горячей прокат-.Ъ ки, и может быть использовано в автоматизированных системах управления прокатным производством.Известно устройство для автомати" ческого регулирования толщины полосы содержащее общие для всех клетей дат" чик температуры подката и блок рас 1 О чета отклонения температуры от заданного значения, в каждой клети - датчик положения, привод и регулятор скорости привода нажимных винтов,1 З блок сравнения, блок вывода задания на перемещение нажимных винтов, блок умножения, блок уставок, причем датчик температуры подката соединен с входом блока расчета отклонения тем" пературы подката, выход которого соединен с первыми входами блоков .умножения каждой клети, одновременно второй вход блока умножения соединен 2с первым выходом блока уставок, а вы-, ход соединен со входом блока вывода задания на перемещение нажимных вин" тов, выход последнего соединен с первым входом блока сравнения положения нажимных винтов, второй и третий входы которого соответственно соединены с датчиком положения нажимных вин.тов и со вторым выходом блока уставок, одновременно вход последнего сое. динен с датчиком положения нажимных винтов, а выход блока сравнения соединен со входом регулятора скорости нажимных винтов, выход которого соединен с приводом нажимных винтов 11 1,Недостатком данного устройства является то, что из"за погрешности измерения температуры полосы датчиком температуры подката, возникающей вследствие неравномерности распределения температуры по сечению полосы, наличия на поверхности полосы слоя окалины, образования облака пыли, паров и влияния других производст венных факторов, коррекция зазора междурабочими валками каждойиз клетей, компенсирующая влияние 8847 изменения температуры подката на толщину полосы; определяется неточно, что, в свою очередь, приводит к снижению точности регулирования толщины полосы, Кроме того, коэффициенты, используемые для расчета величины коррекции межвалковых зазоров, рассчитываются для партии полос данногопрофилеразмера и не корректируются в дальнейшем с учетом конкретных условий прокатки каждой полосы, что также снижает точность компенсации температурной составляющей разнотолщинности в партии полос.Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности и достигаемому результату является устройство,содержащее общие для всех клетей датчик температуры подката и блок расчета отклонения температуры от задан"ного значения, в первой клети - датчик давления металла на валки и блокрасчета коэффициента жесткости полосы, в остальных клетях чистовой груп" пы " датчик положения, привод и регулятор скорости привода нажимных винтов, датчик давления металла на валки, блок сравнения, блок вывода задания на перемещение нажимых винтов, блок умножения, блок уставок,блок расчета второго значения заданияна перемещение нажимных винтов, причем датчик температуры подката соединен со входом блока расчета отклонения температуры подката, выход последнего с первым входом блоков умножения для каждой клети одновременно, для каждой клети второй вход блока40умножения соединен с третьим выходом блока уставок, вход последнего с датчиком положения нажимных винтов и с третьим входом блока сравнение, а второй выход соединен с первым входом блока сравнения, причем выход блока умножения соединен с первым входом блока вывода задания на перемещение нажимных винтов, выход блока сравнения соединен со вторым входом блока сравнения, выход которого соединен со входом регулятора скорости нажимных винтов, выход которого соединен с приводом нажимных винтов.В известном устройстве до начала прокатки для партии полос заданно.го профилераэмера в блоках уставок для каждой клети задаются начальные 71, 4значения положения нажимных винтов5 зд и рассчитывается коэффициентвзаийосвяэи изменения температурыподката и величины перемещения на-,жимных винтов -й клети, необходимойдля компенсации отклонения толщиныполосы от заданного значения К и1)модуль. жесткости -й клети И 1К 1После подхода первой полосы к датчику температуры подката измеряется температура полосы на головной . части, и в блоке расчета отклонения рассчитывается среднее значение температуры Тзд, Далее при прокатке головной части полосы в каждой клети измеряется давление металла на валки, и в блоке расчета второго задания на перемещение нажимных винтов рассчитывается и хранится в памяти среднеезначение для каждой клети РАМЮПри подходе второй полосы к датчику температуры определяется сред.- нее значение температуры ТИщ на головной части полосы и рассчитывается отклонение ее от значения температуры первой полосыТ- Тс,- ТПолученное отклонение температуры полосы умножается в блоке умножениякаждой клети, кроме первой, на со ответствующий коэффициент К; . Рассчитанное значение величины задания на перемещение нажимных винтов Ь 5.ц через блок вывода подается в блок сравнения каждой клети, где оно суммируется с начальным значением положения нажимных винтов 5 Д Полученная величина сравнивается с текущим знамением положения нажимных винтов ;. Сигнал, соответствующий полученному рассогласованию, через регулятор скорости изменяет положение нажимных винтов, компенсируя при этом отклонение толщины полосы в каждой клети.После входа второй полосы в первуюклеть определяется среднее значение давления металла на валки на головной части полосы Ррдд и в блоке расчета коэффициента жесткости опре деляется коэффициентДо входа полосы в последующие клети в блоках расчета второго значения задания на перемещение нажим88 ч 771 б 5ных винтов рассчитывается уточненное значение коррекции положениянажимных винтов каждой, кроме первой, клети3..ф, К 1 КДгде И;- жесткость -й клети,Р д.- заданное значение давленияадметалла на валки -й клети.Полученное значение коррекции вкаждой клети подается в блок выводавместо ранее определенного значенияЬ 5 у , В зависимости от величины изнака Ь 5 нажимные винты изменяют1свое, положение, компенсируя тем самымпогрешность предварительной коррекции положения нажимных винтов 2.Недостаток известного устройствазаключается в том, что оно также имемет низкую точность регулирования тол.щины полосы из-за погрешности определения коэффициентов передачи влияния перемещения нажимных винтов вклетях на толщину полосы на выходеиз клетей. Значения указанных коэффициентов определяются в конкретномслучае конечной толщиной и ширинойготовой полосы, химическим составомстали, температурой конца прокаткии т.д. Кроме того,в известном устройстве при расчете коэффициентажесткости полосы не учитывается изменение давления металла на валки приизменении толщины подката в партииполос.Цель изобретения - повышение точности корректироеки межвалковых зазоров клетей чистовой группы для компенсации отклонений толщины полосы,возникающих из-за непостоянства температуры подката в партии. Укаэанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее общие для всех клетей датчик температуры .подката и блок расчета отклонения тем. пературыполосы от заданного значения в первой клети - датчик давления металла на валки, в остальных клетях чистовой группы - датчик положения, привод и регулятор скорости прйвода .нажимных винтов, датчик давления ме-. талла на валки, блок сравнения, блок вывода задания на перемещение нажимных винтов, блок умножения, блок уставок, причем датчик температуры подката соединен со входом блока расчета отклонения температуры подката, выход последнего соединен с первым входом блока умножения для каждой клети, одновременно для каждой клетивторой вход блоков умножения соединенс третьим выходом блока уставок, входпоследнего соединен с датчиком положения нажимных винтов и с третьимвходом блока сравнения, а второй выход соединен с первым входом блокасравнения, причем выход блока умножения соединен с первым входом блока 10 вывода задания на перемещение нажимных винтов, выход последнего соединен со вторым входом блока сравнениявыход блока сравнения соединен с входом регулятора скорости нажимных 5 винтов, выход которого соединен с приводом нажимных винтов, дополнительносодержит на первой клети датчик положения, привод и регулятор скоростипривода нажимных винтов, блок срав нения, блок вывода задания на перемещение нажимных винтов, блок умножения, блок уставок, блок расчетаошибки, блок корректировки передаточного коэффициента, блок расчета от клонения деформации клети от заданного значения, а на второй и последующих клетях чистовой группы - блокикорректировки передаточного коэффициента и блок расчета отклонения деформации клети от заданного значения,причем в .первой клети выход блока расчета отклонения температуры подкатаот заданного значения соединен с первым входом блока корректировки передаточного коэффициента и с первым входом блока умножения, второй входблока умножения соединен с первымвходом блока расчета ошибки и с треть"им выходом блока уставок, первый 40 вход последнего соединен с датчикомположения .нажимных винтов и с третьимвходом блока сравнения, а второйвход соединен с выходом блока корректировки передаточного коэффициентаи с первым входом блока расчета ошибки, выход которого соединен с третьим,входом блока умножения всех клетей,одновременно второй выход блока уставок соединен с первым входом блока сравнения, первый выход соединенсо вторым входом блока расчета откло.нения деформации клети от заданногозначения, вход которого соединен с. датчиком давления металла на валки, 55а выход - со вторым входом блока вывода задания на перемещение нажимныхвинтов, первый вход которого соединен с выходом блока умножения, а выход - со вторым входом блока срввне3 е 43 30 7 8ния, второй выход последнего соединен со вторым входом блока корректировки передаточного коэффициента,а первый выход - с входом регулятораскорости привода нажимных винтов,выход которого соединен с приводом нажимных винтов, а в последующих клетях выход блока расчета отклонениятемпературы подката от заданного значения соединен с первым входом блокакорректировки передаточного коэффициента; второй вход которого соединен со вторым выходом блока сравнения, а выход - со вторым входом блокауставок , первый выход которого соединен со вторым входом блока расчета отклонения деформации клети отзаданного значения, тервый вход кото"рого соединен с датчиком давления метелла на валки, а выход - со вторымвходом блока вывода задания на пере- .мещение нажимных винтов.На чертеже изображена блок-схема, устройства.Предлагаемое устройство для регулирования толщины полосы содержитобщие для всех клетей датчик 1 температуры подката, блок 2 расчета отклонения температуры подката от заданного значения и блок 3 расчетаоаибки, датчики 4-6 положения, приводы 7-9 и регуляторы 10-12 скоростипривода нажимных устройств, датчики13-15 давления металла на.валки,,блсне 16-18 сравнения, блоки 19-21вывода задания на перемещение нажимных винтов, блоки 22-24 умножения,блоки 25-27 уставок, блоки 28-30 корректировки передаточного коэффициента, блоки 31-33 расчета отклонениядеформации клети от заданного эначе"ния,Устройство работает следующим об" .разом.Др начала прокатки для данной партии полос в блоках 25-27 уставок длясоответствующей клети. задается начальное значение величины положения нажимных винтов д, и рассчитыва:ются передаточные коэффициенты К.м.И к После подхода первой полосы к датчикутемпературы подката измеряется значение температуры на.головной части полосы, а в блоке 2 расчета отклонения температуры определяется и хранится в памяти среднее значение температуры. Затем при прокатке го 847718 ловной части этой полосы во всех кле-. тях измеряется датчиками 13-15 давле. ние металла на валки, в блоках 31-33 определяется и хранится в их памяти среднее значение давления Рдпя каждой клетиПри подходе второй полосы к датчику 1 температуры подката измеряется значение температуры на головной части полосы, а в блоке 2 определяются среднее значение температурыТим и отклонение его от заданного, значения Т которое хранится впамяти указанного блока5т = Т - Тиэ.Полученное значение отклонениятемпературы умножается в блоках 22-24каждой клети на соответствующий коэффициент К, и результат умножения .заносится в память блоков 22-24,Рассчитанное значение величины задания на перемещение ЬБ нажимныхвинтов каждой клети через блоки 19-21 ц вывода задания на перемещение подается на вход блоков 16-18 сравнения,где оно суммируется с начальным значением положения нажимных винтов3 д. Полученная величина сравнивается с текущим значением 1 . по-ложения нажимных винтов. Сигнал,соответствующий полученному рассогласованию, через регуляторы 10-12 ско-.рости управляет .приводами 7-9 нажимных винтов каждой клети, изменяя 33их положение до момента входа полосы в чистовую группу клетей.После входа второй полосы в первую клеть датчиком 13 измеряетсядавление металла на валки на головной части полосы до входа полосы впоследующую клеть, а в блоке 31 рассчитывается отклонение деформацииклети от заданного значения щд Рщф МкПолученное значение отклонения деформации клети подается на второй вход блока 19 вывода задания на перемещение. Одновременно с первого входа указанного блока отключается ранее рассчитанное задание 63. на перемещение нажимных винтов. В блоке 16 сравнения величина отклонения положения нажимных винтов от начального значения сравнивается с поступив" шей иэ блока 19 величиной прираще" ния деформации. При наличии рассогла-,сования соответствующий ему сигналчерез регулятор 10 управляет приводом 7 нажимных винтов первой клети,изменяя их положение до полной компенсации отклонения толщины полосыот заданного значения, Вторая коррекция положения нажимных винтовкомпенсирует погрешность, возникающую при первой корректировке положения нажимных винтов до входа полосы в первую клеть,Далее из блока 16 сравнения сигнал, соответствующий среднему значениюотклонения положения нажимных винтовв первой клети от начального значения,поступает в блок 28 корректировки йередаточного коэффициента, гдеделится на ранее определенное значение отклонения температуры полосыот задания. Полученное значение пере/даточного коэффициента К , определяющего взаимосвязь изменения температуры подката и толщины полосына выходе из первой клети, заносится в память блока 25 ( вместо рзйеерассчитанного коэффициента Кл ) уставок и используется для расчета пер"вой коррекции положения нажимных вин"тов первой клети при прокатке следующей полосы. Одновременно в блоке 3расчета ошибки определяется относительная ошибка расчета коэффициентов Кц для всех клетей р КдК.Сигнал, соответствующий полученной ошибке с выхода блока 3, поступа ет на третий вход блоков 22"2 М умно" жения и умножается на ранее рассчитанное значение величины перемещения нажимных винтов каждой клети1дь+. -,Е два Уточненное значение величины перемещения нажимных винтовЬ 3. каждой клети заносится в память блоков 19- 21 вместо ранее рассчитываемых значений величины перемещения нажимных винтов д 5 аналогично вышеизложенному подается на второй вход блоков 16-18 сравнения, где оно суммируется с начальным значением положения нажимных винтов и:сравнивается с текущим значением положения нажимных винтов со" отвествующей клети, Сигнал рассогла" сования через регуляторы 10-12 скорости управляет приводами 7-9 нажим 23 43 ных винтов каждой клети, вторично изменяя их положение.Таким образом, до момента входа полосы во вторую и последующие клети чистовой группы положения нажимных винтов всех клетей скорректированы в соответствии с отклонением температуры прокатываемой полосы от значения температуры первой полосы и с учетом погрешности, возникающей при расчете первого значения коррекции, Далее после входа полосы в каждую клетьдатчиками 1 В и 15 давления измеряетсядавление металла на валки головнойчасти полосы, а в блоках 32 и 33 рас".считывается приращение деформациикаждой клетиднКлПолученное значение деформации подается на второй вход блоков 20 и 21 вывода задания на перемещение нажимных винтов. Одновременно с первого входа указанных блоков отключается ранее рассчитанное задание дб на перемещение нажимных винтов.В блоках 17 и 18 сравнения каждой клети велйчина отклонения положения нажимных винтов от начального значения сравнивается с поступившей из блоков 20 и 21 величиной приращения деформации клетей. При наличии рассогласования соответствующий ему сигнал через регуляторы 11 и 12 скорости управляет приводами 8 и 9 нажимных винтов каждой клети, изменяя их положение до полной компенсации отклоне" ния толщины полосы от заданного эна" чения,Далее в блоках 17 и 18 сравнения определяется среднее значение отклонения положения нажимных винтов каж-дой клети от начального значения, и сигнал, соответствующий полученному отклонению, подается на второй вход блоков 29 и 30 корректировки переда-. точного коэффициента, где делится на ,ранее определенное значение отклоне" ния температуры полосы от задания. По. рученное значение передаточного коэф" Фициента К заносится в память бло" ков 26 и 27 уставок и используется для расчета первой коррекции положения нажимных винтов каждой клети при прокатке третьей полосы.При прокатке третьей полосы, так же как и для второй, определяется от-, клонение температуры головной части884771 30 формула изобретения Устройство для регулирования толщины полосы на непрерывном стане горячей прокатки, содержащее общие для всех клетей датчик температуры подката и блок расчета отклонения температуры полосы от заданного значения, в первой клети - датчик дав" ления металла на валки, в остальных клетях чистовой группы - датчик положения, привод и регулятор скорости привода нажимных винтов, датчик . давления металла на валки, блок сравнения, блок вывода задания на пере" мещение нажимных винтов, блок умножения, блок уставок, причем датчик температуры подката соединен со входом блока расчета отклонения температуры подката, выход последнего ее от заданного значения. Полученноезначение отклонения температуры ум". ножается в блоках 22-24 каждой клетина соответствующий коэффициент Копределенный при прокатке второй полосы, и результат умножения заносится в память блоков 22-24, Первая ивторая корректировка положения нажимных винтов всех клетей чистовойгруппы, а также расчет коэффициентаК+ каждой клети для четвертой полосы производится так же, как и длятретьей полосы. Корректировка положения нажимных винтов чистовой группы клетей при прокатке последующихполос в данной партии производится. аналогично рассмотренным примерам.Технико-экономическим преимуществом предлагаемого устройства является то, что оно позволяет более точ- , Оно по сравнению с известными коррек- .тировать межвалковые зазоры клетейчистовой группы в зависимости от. температуры полосы, и следовательно,обеспечивает дополнительное уменьшение отклонения толщины полосы отсреднего значения толщины в партииполос,Дополнительный годовой экономический эффект при реализации предлагаемого устройства образуется засчет увеличения выхода годного приотгрузке металла по теоретическомувесу и ориентировочно составляет100 тыс.руб. при производительностипрокатного стана М,5 мпн.т проката3в год. 12соединен с первым входом блока умножения для каждой клети, одновременно для каждой клети второй вход блока умножения соединен с третьим выходом. блока уставок, вход последнего соединен с датчиком положения нажимных винтов и с третьим входом блока сравнения, а второй выход - с первым входом блока сравнения, причем выход блока умножения соединен с первым входом блока вывода задания на перемещение нажимных винтов, выход последнего соединен со вторым входом блока сравнения, выход блока сравнения соединен со входом регулятора скорости нажимных винтов, выход которого соединен с приводом нажимных винтов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что с целью повышения точности корректировки, межвалковых зазоров клетей чистовой группы для компенсации отклонений толщины полосы, возникающих из-за непостоянства температуры подката в партии, оно дополнительно содержит на первой клети датчик положения, привод и регулятор скорости привода нажимных винтов, блок сравнения, блок вывода задания на перемещение нажимных винтов, блок умножения, блок уставок, блок расчета ошибки, блок корректировки передаточного коэффициента, блок расчета отклонения деформации клети о заданного значения, а на второй и последующих клетях чистовой группы- блоки корректировки передаточного коэффициента и блок расчета отклонения деформации клети от заданного значения, причем в первой клети выход блока расчета отклонения температуры подката от заданного значения соединен с первым входом блока корректировки передаточного коэффициента и с первым входом блока умножения, второй вход блока умножения соединен с первым входом блока расчета ошибки и с третьим выходом блока ус-. тавок., первый вход последнего соединен с датчиком положения нажимных винтов и с третьим входом блока сравне-, ния, а второй вход"- с выходом блока корректировки передаточного коэффициента и с первым входом блока расчета ошибки, выход которого соединен с третьим входом блока умножения всех клетей, одновременно второй вход блока уставок соединен с первым входом блока сравнения, первый вы,ход - со вторым входом блока расчетаСоставитель В. Авакова Филь Техред Т,Маточка КорректтН, С едакт е етираж 891И Государственного кделам изобретений и5, Москва; Ж, РаЗаказ 10330/9ВН Подпимитета СССткрытийаская наб. по 1130филиал ППП ".Патент Проектная,Ужго отклонений деформации клети от заданного значения, вход которого соединен с датчиком давления металлана валки, а выход - со вторым входом блока вывода задания на перемещениенажимных винтов, первый вход которого соединен с выходом блока умножения, а выход ". со вторым входом блока сравнения, второй выход последне"го соединен со вторым входом блокакорректировки передаточного коэффициента, а первый выход - с входомрегулятора скорости привода .нажимных винтов, выход которого соединенс приводом нажимных винтов, а в последующих клетях выход блока рас:чета отклонения температуры подкатаот заданного значения соединен с первым входом блока корректировки передаточного коэффициента, второй 88 М 771 11вход которого СОединен со вторым выходом блока сравнения,а выход " со вторым входом блока уставок, первый выход которого соединен со вторым входом блока расчетаотклонения деформации клети от за"данного значения, вход которого сое динен с датчиком давления металлана валки, а выход " со вторым входомв, блока вывода задания на перемещениенажимных винтов. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1 1. Болкунов В.Г. , Розенберг А,Б.Автоматизация металлургического производства. М., нМеталлургияфф, Иф 1,1972, с. 100-,111.2. Патент США И 3820366,щ кл. В 21 В 37/10, 1971.