Устройство для регулирования относительного обжатия

,СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН Е ЬСТВ ВТОР ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗ(71) Институт черной металлургии(56) 1. Авторское свидетельство СССРВ 992108, кл. В 21 В 37/00, 1981.(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯОТНОСИТЕЛЬНОГО ОБЖАТИЯ по авт.св,9992108, отличающеесятем, что, с целью повышения зффектив.,80, 1119749 . зш В 21 В 37/00 В 21 В 37/1 ности регулирования процесса дрессировки и улучшения механических свойств полосы, оно дополнительно содержит установленный на входе в очаг деформации датчик температуры, датчик текущего радиуса рулона, кинематически соединенный с барабаном разматывателя, пятый и шестой ключи, четвертый вычислительный блок и блок задания, при этом датчик температуры через пятый ключ и четвертый вычис- . лительный блок соединен с третьим входом сумматора, выход блока задания соединен с вторым входом четвертого вычислительного блока и с входом "Задание" сумматора, а его вход е через шестой ключ - с выходом датчика текущего радиуса рулона.Изобретение относится к средствам технологической автоматики прокатных станов и предназначено для использования в системах автоматического регулирования величин относительного обжатия на дрессировочных станах.По основному авт,св. В 992108 известно устройство для регулирования относительного обжатия, которое сострит из ключей: первого, второго, 10 третьего и четвертого, запоминающего блока, первого вычислительного блока, второго вычислительного блока, третьего вычислительного блока, первого и второго компараторов, первого и второго инверторов, схемы И, сумматора и блока ограничения, регулятора относительного обжатия, системы управления приводом нажимного механизма, блока вычисления квадрата текуще го радиуса прокатываемого рулона, разматывателя.Устройство работает следующим образом.После установки рулона ка разматы 25 ватель и заправки переднего конца в моталку путем включения первого ключа подается команда на разрешение ввода сигнала квадрата текущего ради-, уса. Первый ключ включают вручную или автоматически от сигнала наличия переднего натяжения. Через первый ключ сигнал квадрата текущего радиуса поступает на вход запоминающего блока, где запоминается начальное З 52значение К рулона, состоящего из трех плотно смотанных полос одинакового веса. Это значение подается на первые входы первого и второго вычислительных блоков, ка вторые входы 40 которых подключен ке изменяющийся во времени сигнал,. пропорциональный квадрату радиуса барабана разматывателя К. Первый и второй вычислительные блоки соответственновычисляют К 4 45гги К 2 (одкополосного и двухполосного2 рулонов), Вычисленные значения К и К поступают на первые входы первого 2и второго комлараторов соответственно. На два других входа компараторов 50 через включенный первый ключ поступает сигнал К квадрата текущего радиуса рулона от блока вычисления квадрата текущего радиуса. В начальный момент К,= К, ивыполняется неравен ство К КК 2. Поэтому первый ивторойкомпараторы срабатывают и на их выходах появляются сигналы логической 2единицы, Сигнал логической единицы первого компаратора открывает второй ключ, На выходах первого и второго инверторов устанавливаются сигналы логического нуля, поэтому третий и четвертый ключи закрыты. Через второй ключ сигнал Ко от запоминающего блокагпоступает в первый вычислительный блок.В исходном состоянии, соответствующем началу дрессировки первой полосы рулона, сигнал на выходе первого вычислительного блока равен О,так как текущее значение радиуса Кг равно начальному К, занесенному в задающее устройство. Йа выходе сумматора сигнал равен заданию минимального обжатия.В ходе дрессировки по мере уменьшения текущего радиуса рулона на разматывателе от значения К до К сигнал на выходе первого вычислительного блока увеличивается от О до К(К -К), Этот сигнал суммируется в2сумматоре с Е,;. Вычисленное значение текущей уставки относительно обжатия Я, через блок ограничения поступает на вход канала "Задание" регулятора относительного обжатия И отрабатывается системой управления приводом и нажимкого устройства, Блок ограничения ограничивает увеличение обжатия до Е, . После дрессировки первой полосы рулона, его текущий радиус становится равным К. В дальнейшем цикл обжатия повторяется для второй и третьей полосы данного рулона 1 1 3Недостаток этого устройства состоит в том, что оно не обеспечивает эффективного регулирования процесса дрессировки и улучшения механических свойств полосы посредством регулирования величины обжатия с учетом возможного колебания температуры как по длине рулона, так и от рулона к рулону.Цель изобретения - повышение эффективности регулирования процесса дрессировки и улучшение механических свойств полосы.Поставленная цель достигается тем, что устройство дополнительно содержит, установленный ка входе в очаг деформации датчик температуры, датчик текущего радиуса рулона, кикематически соединенный с барабаном разматывателя, пятый и шестой ключи, четвертый вычислительный блок и блок3 1119 задания, при этом датчик температуры через пятый ключ и четвертый вычислительный блок соединен с третьим входом сумматора, выход блока задания соединен с вторым входом четвер" 5 того вычислительного блока н с входом "Задание" сумматора, а его вход через шестой ключ - с выходом датчика текущего радиуса рулона.На фиг, 1 показана функциональная 1 О схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - график изменения относительного обжатия при дрессировке трех,полосного рулона (а - без учета температуры; Б - в функции температуры полосы; 8 " суммарного обжатия с учетом температуры полосы) .Устройство состоит из валков 1, нажимного механизма 2, привода 3 на-. жимного механизма, ключей 4-7; первого, второго, третьего и четвертого, запоминающего блока 8, первого вычислительного блока 9, второго вычислительного блока 10, третьего вычислительного блока 11, первого и вто" рого компараторов 12 и 13, первого и второго инверторов 14 и 15, схемы 16 И, сумматора 17 и блока 18 ограничения, регулятора 19 относительно" го обжатия, системы 20 управления 1приводом нажимного механизма, блока 21 вычисления квадрата текущего радиуса прокатываемого рулона, разматывателя 22. Дополнительно устройство содержит установленный на входе в очаг деформации датчик 23 температуры, датчик 24 текущего радиуса рулона, кинематически соединенный с барабаном разматывателя, пятый и шестой ключи 25: и 26, четвертый вычислительный блок 27 и блок 28.задания. Датчик 23 тем 40 пературы через пятый, ключ 25 и четвертый вычнслительный блок 27 соеди" нен с третьим входом сумматора 17, выход блока 28 задания соединен с вторым входом четвертого вычислитель 4 ного блока 27 и с входом "Задание" . сумматора 17, а его вход через шестой, ключ 26 - с выходом датчика 24 текущего радиуса рулона.50Блоки 27 и 28 предназначены для относительного обжатия при дрессировке в функции температуРы как по длине полос, так и от полосы к полосе.В производственных условиях температура рулонов, поступающих на дрессировку, даже для металла одной партии (плавки) непостоянна. Причина(2) Ода Е где Е - величина обжатия при текущей температуре полосы Т;Ео - величина обжатия при базовой температуре полосы Т;К - коэффициент, значение которого определяется в основном свойствами металла и нахо" дится в пределах 0,1(К "(1. Диапазон возможных изменений коэффициента К определяется крайними значениями температуры дрессируемого металла. Максимальное значение температуры соответствует температуре при которой производится распаковка отжигаемого металла и равно 200 С, минимальное - температурЕ примерно 20 С (воздуха в цехе). Согласно экс" периментальным данным предельные изменения температуры не требуют изменения обжатия более чем в 4-5 раз. 749 асостоит в том, что скорость охлаждения рулона зависйт от его расположения в стопе (верхний или нижний), от условий воздействия на него воздуха, подаваемого вентилятором, от времени распаковки садки отжигаемого металла и подачи рулонов на дрессировочный стол и др. Различна температура витков полосы и по толщине намотки рулона.Для достижения максимального эффек,та регулирования процесса дрессировКи иполногоиспользования возможностей улучшения механических свойств дрессируемого металла величину обжатия при дрессировке следует корректировать взависимости от температуры полос. Диапазон оптимальных величин степеней обжатия разный для различных температур дрессируемого металла, Так, притемпературе полос 12 С минимальныезначения предела текучести дрессируемого металла достигаются после обжатий. 1,0-1,3%, а при температуре120 С - после обжатий, равных 0,65- -0,753. То есть, при увеличении температуры дрессируемого металла степень его деформации необходимо уМеньшать, а при регулировании процесса дрессировки величину обжатия полосыследует изменять обратно пропорционально изменению ее температуРы всоответствии со следующей зависимостьюЕ К т (1)Ео..5 1119749В блок 28 задания вводится оператором сигнал о требуемой вытяжке для данного рулона (всей плавки) согласно выражению (2) с учетом его темпе.ратуры, которую измеряют перед дрес сировкой. При постоянной температуре по длине полосы одного рулона задание остается постоянным, Однако в большинстве случаев температура концов полосы (крайних витков) значительно 1 О ниже остальной части полосы (средних витков рулона) в связи с различными условиями их охладителя. Характер изменения температуры и вытяжки показан на фиг. 26. В связи с уменьше нием температуры концов рулона в процессе дрессировки этих участков полос обжатие надо увеличивать. Поэтому перед дрессировкой измеряетсядлина бстывших концов, разность 20 температур концов и средней части полосы, по которым определяется изменение обжатий при дрессировке .концов полосы в сравнении со средней частью рулона и характер изменения 25 вводится в блок задания.Четвертый вычислительный блок 27 предназначен для реализации выраже- ния 30 Е =КЕТп о Значения величин К, Е 0 и Т постоянны и корректируются только при изменении сортамента. Текущее значение З 5Температуры полосы измеряется непрерывно датчиком 23 температуры, нокоторому непрерывно вычисляется текущее значение величины обжатия Е.Сигнал, пропорциональный текущему40значению Е,в этом блоке сравниваетсяс текущим значением сигнала блока 28задания. На вьмоде блока 27 получаютсигнал, пропорциональный отклонениютекущего значения величины обжатия45от заданного. Этот блок также можетбыть выполнен на операционньм усилителях (необходимо произвести опера-;цию умножения К х Е 0 х . - , и потом 50К х Е х Тделения ---- ),ТУстройство работает следующимобразом.Перед установкой рулона на раэ" 55матыватель 23 измеряется температураконцов рулона и их длина (диаметры)переднего (большего) и заднего (меньщего) и температура средней часзполосы, Температура может быть измерена с помощью термопары, термощупаили каким-либо другим устройством.Температура от концов рулона к средней части увеличивается по линейномузакону, температура средней (большей)части остается постоянной (фиг. 26)По этим данным определяются значениявытяжки по формуле (2), которые будутобратно пропорциональны температуре(см. фиг, 26), Эти значения вытяжкии граничные диаметры концов рулонас переменной температурой вводят вблок 28 задания. Граничные диаметры(радиусы) определяются по выражениям ео Ясп,ах= пер=Й и Й . - Рс гл 1 о б" задгде Й 0 - начальный радиусрулона;свахЕса- максимальный и минимальный радиусы средней части рулона спостоянной темпера"турой;- радиус барабанаразматывателя.При незначительньм отклонениях (до 5 С) температуры по длине полосыов блок 28 задания вводится одно значение вытяжки (относительногообжатия) полосы обратно пропорциональное измеренной температуре, В вычислительный блок 27 вводятся данные Е 0, То, К(их произведение) .После установки рулона на разматыватель и заправки переднего конца в моталку путем включения ключей 4, 25 и 26 подаются команды на разрешение ввода: сигнала квадрата текущего радиуса иэ блока 21, сигнала текущего. радиуса от датчика 24 текущего радиуса и сигнала текущего значения температуры от датчика 23 температуры соответственно, Ключи 4, 25 и 26 включают вручную или автоматически от сигнала наличия переднего натяжения (не показано). Через ключ 4 сигнал квадрата текущего радиуса поступает на вход запоминающего блока 8, где запоминается начальное значение К . Это,значение подается на первые йвходы вычислительных блоков 10 и 11, иа вторые входы которых подключен не изменяющийся во времени сигнал, пропорциональный квадрату радиуса барабана разматывателя Кв. Вломай.-101119749 г г 12 1 г 9 О 3 6ю 1 п 63 7 и 11 соответственно вычисляют Кг и г 1 К по зависимостям:К =-й -- й (з 1 2 1 г г г2 3 о э б Вычисленные значения К и К пос 2 21 2тупают на первые входы компараторов 1012 и 13 соответственно. На два другихвхода компаратора 12 и 13 через включенный ключ 4 поступает сигнал Кквадрата текущего радиуса рулона отблока 21. В начальный момент времени15К = Ко и выполняется неравенствоКт" К 1Поэтому компараторы 12 и 13 срабатывают и на их выходах появляютсясигналы логической единицы. Сигнал20логической единицы первого компаратора 12 открывает ключ 5. На выходахпервого 14 и второго 15 инверторовустанавливаются сигналы логическогонуля, поэтому ключи 6 и 7 закрыты.25Через ключ 5 сигнал К от запомионающего блока 8 поступает в первыйвычислительный блок 9, в которомреализуется операцияК (К,. - К),где К - . коэффициент в формуле 5,который регулируют принастройке;К. - последовательно принимаетзначения Ко, К и КСовместной работой. блоков 9, 27, З 528, 18 и регулятора 17 реализуетсязависимость (фиг. 2 в) по которой определяется значение текущей уставки относительного обжатия Я по длине сваренных встык полос каждого рулона и ограничениящтсюх сигнал минимального зада,ния относительного обжатия (выход блока 28) сучетом температуры начала, конца .рулона и средней его части;- максимальное обжатие; - приращение относительногообжатия при отклонениитемпературы по длине по-.лосы от заданной.(02 о гк 1 - я р 21О 1( Яв зависимости (6) принимается для средней части рулона.В исходном состоянии, соответствующем началу дрессировки первой полосы рулона, сигнал на выходе блока 9 равен О, так как текущее значение рагдиуса К равно начальному К , занесенному в блок 8. На выходе блока 28 задания будет сигнал задания с учетом температуры (в 1.п) переднего конца полосы. На выходе четвертого вычислительного блока 27 сигнал равен О, так как показание датчика 23 температуры равно измеренному значению темпе" ратуры переднего конца рулона. На выходе сумматора 17 сигнал равен сиг-. налу задания с учетом температурыпереднего конца полосы.В ходе дрессировки, по мере уменьшения текущего радиуса рулона на разматывателе от значения Ко до К сигнал на выходе вычислительного блока 9 увеличивается от О до К (К -2го -К 1). С другой стороны, по мере уменьшения текущего радиуса рулона от К до Ктемпературы полосы увелиаерчйвается от температуры переднего конца до температуры средней части полосы. С выхода датчика 24 изменяющийся сигнал, пропорциональный текущему значению радиуса, поступает через ключ 26 на вход блока 28 задания. На выходе блока 28 задания сигнал уменьшается от Е де до Е соответ-ствующего температуре средней части полосы, При изменении радиуса рулона от К до К ; температура полос одного рулона остается постоянной и сигнал на выходе блока 28 задания также остается постоянным. В случае, когда в ходе дрессировки измеряемая температура датчиком 23 температуры будет отклоняться от заданной, на выходе вычислительного блока 27 будет сигнал приращения (+ Е о) . относительного обжатия обратно пройорциональный этому приращению. Отклонение текущего значения тем пературы от заданного (иэмеренного перед установкой рулона) определяется различными причинами, например такими как неравномерная намотка рулона, временные остановки стана при прокатке одного рулона и др. Все сигналы (согласно зависимости (5суммируются в сумматоре 17. Вычисленное значение текущей установки относительно обжатия Е,через блок 18 ограничения поступает на вход канала "Задание" регулятора 19 относитель ного обжатия и отрабатывается системой 20 управленияприводом нажимного устройства, Блок 18 ограничивает увеличение обжатия до 6.После дрессировки первой полосы рулона, его текущий радиус становится равным К 1. На выходе первого компаратора 12 появляется сигнал логиче" ского нуля, который закрывает ключ 5 и через первый инвертор 14 и схему 15 16 И включает ключ б. Через ключ 3 к вычислительному блоку 9 вместо запо" минающего устройства 8 подключается вычислительный блок 10. Так как в начальный момент дрессировки второй 20 полосы сигнал на выходе блока 21 равен сигналу, вычисленному в блоке 10, цикл изменения составляющей обжатия К (К 1 " К,) для второй пологсы повторяется. Сигнал на выходе блока 28 задания при дрессировке второй полосы остается постоянным и соответствует температуре средней части рулона. На выходе вычислитель-, ного блока 27 будет сигнал приращенияЗО относительного обжатия обратно пропорциональный отклонению температуры от заданной (на фиг. 2 б не показано).Когда на разматывателе остаетсяГпоследняя третья йолоса, логическое состояние второго компаратора 13 изменяется. На его выходе появляется сигнал логического нуля. Этот сигнал одновременно изменяет состояние вы" хода схемы 16 И и второго инвертора 15. Ключ 6 закрывается, а ключ 7 открывается. К вычислительному блоку 9 вместо выхода блока 10 подключается выход блока 11, на котором имеется сигнал К. Сигнал К в началь" ный момент дрессировки третьей полосы равен К, поэтому цикл изменения составляющей обжатия Кф(К.-К) дляй1 1 т 3 третьей полосы повторяется, В ходе дрессировки текущий радиус рулона уменьшается и в какой"то момент становится равным К .3 дальнейшем нри уменьшении текущего. радиуса от К д, до К 6 температура полосы уменьшается по линейному закону от температуры средней части рулона. до температуры заднего конца. На выходе блока 28 задания сигнал увеличивается от Е до Е, соответствующего температуре заднего конца рулона. На выходе вычислительного блока 2 будет сигнал приращения относительного обжатия, обратно пропорциональный отклонению температуры от заданной. Все сигналы (согласно зависимости 5) суммируются в сумматоре 17. Вычисленное значение текущей уставки относительного обжатия Ечерез блок 18 ограничения поступа ет на вход канала "Задание" регулятора 19 относительного обжатия и отрабатывается системой 20 управления приводомнажимного устройстваБлок 18 ограничи-вает увеличение обжатия до Е,. Технико-экономическая эффективность устройства состоит в том, что его применение обеспечивает улучше" ние механических свойств дрессируемого металла и уменьшает процент отбраковки его в более низкие аорта, В итоге увеличивается выпуск доли металла высших категорий вытяжки. Применение предлагаемого устройства при дрессировке кипящей стали уменьшает перевод металла из категории ВГ в категорию Г не менее, чем на 0,13. уменьшается также перевод металла из категории ОСВ в СВ, из СВ в ВГ, из Г в Н. Следовательно, только за счет уменьшения на О, 13 перевода стали из категории ВГ в Г экономический эффект в цехе с обьемом производства такой продукции 600000 т составляет 15 тыс.руб,1119749 Ещ =ЮЛ - Л )2 ФЫг Составитель В. Этингенктор Н. Яцола Техред Ж.Кастелевич ректор В, Гирняк Тираж 794 Подпис ак ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/ тент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Филиал