Устройство для определения скорости входа металла в клеть при прокатке

О П И С А Н И Е (и 1939149ИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сов э СоветскихСоциалистическихРеспублик(53)М. Кл,В 21 В 37/ОО 3 Ьвудэрстиияый качитэт СССР аф делэн яээбретеиий и вткрытиХ(Ростовское отделение ордена Трудо ого КрВсесоюзного научно-исследовательского иинститута "Тяжпромэлектропроект" им. Ф.Б.(71) Заявитель кубовского 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СКОРОСТИ ВХОДА МЕТАЛЛА В КЛЕТЬ ПРИ ПРОКАТКЕ Изобретение относится к прокатному производству и можетбыть использовано, например, дляуправления электроприводами подводящих рольгангов и станинных роликов, а также для синхронизации эдже-.ров при совместной прокатке в клетях,Известно устройство для определения скорости примыкающих рольгангов,содержащее пассивный подпружиненныймерительный ролик, соединенныйс тахогенератором и имеющий непосредственный контакт с металлом. Выходной сигнал тахогенератора являетсясигналом задания частоты вращениядля подводящих или отводящих рольгангов 1,Недостатком устройства являетсясложность установки мерительных роликов и ощибка в их показаниях, возникающая из-за проскальзывания металлапо их поверхности. Известно устройство для определе" ния скорости подводящих рольгангов, содержащее датчики положения нажимных винтов и частоты вращения главных приводов и вычислительный блок, определяющий корректирующий коэффициент, равный отнощению толщины выхода металла к толщине входа 2.Недостатком этого устройства яв" ляется то, что вследствие применения аналоговых элементов и подвижных частей в вычислительных блоках оно обладает недостаточной надежностью и точностью вычисления. Кроме того, оно имеет ограниченную область применения (применяется при прокатке слитков с правильной формой торцов без подщтамповки заднего конца).Наиболее близким к предлагаемому является устройство для определения скорости входа металла в клеть при прокатке, которое содержит тахогенератор главных приводов, связанныйс блоком умножения, второй вход которого соединен с выходом вычислительного блока, причем один из его входов подключен к выходу датчика положения нажимных винтов, а другой % через последовательно соединенные блок определения перемещения, блок ключей и запоминающий повторитель, связан с датчиком частоты вращения нажимных винтов. Блок ключей также 1 О имеет связь с устройством задания начального обжатия. Выход блока умножения является выходом устройства и используется для задания скорости приводам подводящих механизмов, %При перемещении нажимного механизма вычислительный блок определяет корректирующий коэффициент на основе известных величин раствора валков и их перемещения между про пусками, Запоминающий повторитель обеспечивает реверсивную работу клети с подштамповкой заднего конца слитка без разгона подводящих механизмов в момент сброса счетчика и блока определения перемещения 3 ).Однако устройство не учитывает упругую деформацию клети, которая на современных станах горячей прокатки, работающих с давлениями ме- щ талла на валки 9000 т и более, достигает 10-15 мм. Такая деформация приводит к существенным ошибкам при определении толщины выхода металла и, как следствие, к необходимости контрольных замеров и дополнительных пропусков в случае отклонения толщины металла от заданной, Неправильное определение толщины выхода металла из клети и величины абсолютного обжатия приводит к ошибке в вычислении корректирующего коэффициента, что в конечном итоге, сказывается на точности вычисления скорости входа металла в клеть.15Кроме того, реализация вычислительного блока с масштабными сумматорами достаточно сложна, а такжеприменение двух типов датчиков, установленных на нажимных винтах ( датчик 50положения нажимных винтов и датчикчастоты вращения нажимных винтов),связано с усложнением измерительных редукторов, так как каждыйдатчик требует своего передаточного 55отношения,Цель изобретения - повышение точности определения скорости входа металла в клеть при прокатке и толщины металла на выходе иэ клетипри одновременном сокращении количества датчиков, установленных нанажимных винтах,Поставленная цель достигаетсятем, что устройство снабжено датчиком давления, который через функциональный преобразователь соединен содним из входов сумматора, другойвход которого связан с датчиком положения нажимных винтов. Выходсумматора подключен к двум входамвычислительного блока, причем к одному из них он подключен непосредственно, а к другому через последовательно соединенные блок ключейи регистр памяти, а выход вычислительного блока через запоминающийэлемент соединен с блоком умножения,выход которого является выходом устройства, а второй вход блока умножения соединен с датчиком скоростивыхода металла из клети.Вычислительный блок содержит преобразователь код- частота, дискриминатор, два селектора, делитель и преобразователь частота - код, собственные информационные входы каждого иэселекторов соединены между собой, причем каждый последующий вход соединенс предыдущим со сдвигом разрядовв сторону старших порядков, а управляющие входы обоих соединены с выходом дискриминатора, вход которогосоединен с первым входом первого селектора и с первым входом вычислительного блока, второй вход которого соединен с первым входом второго селекттора, выход которого через преобразователь код-частота соединен счастотным входом делителя частоты,управляющий вход которого соединен свыходом первого селектора, а выходчерез преобразователь частота - кодсоединен с выходом вычислительногоблокаДля станов, у которых ошибкав вычислении корректирующего коэффициента для минимальной толщины выходной продукции при принятой эталоннойчастоте преобразователя код - частота не превышает заданного значения,вычислительный блок не содержит обоихселекторов и дискриминатора, а управляющий вход делителя частоты соединенс первым входом вычислительного блока,второй вход которого соединен с входом преобразователя код - частота.(9) 5Введение таких связей обеспечивает вычисление выходной толщины металла на основании величины раствора валков, получаемой от датчика положения нажимных винтов, и величины 5 упругой деформации клети, выполняемой на функциональном преобразователе по показаниям датчика давления. Запомненная на регистре памяти перед моментом выброса слитка толщина выхода металла используется при следующем пропуске как толщина входа, что дает возможность исключить импульсный датчик частоты вращения нажимных винтов, так как не требуется вычисления их перемещения между пропусками. Для записи начальной толщины слитка используется блок ключей, связанный .одним из своих входов с блоком начальных дан в ных.В этой части устройства реализуются следующие зависимости:Р1= Ь+д= 11 + л где й Н - толщина выхода и входаметалла э.-пропуска;Ь - величина растворавалков;о - величина упругой деформации клети;Р - давление металла наЭ 5валки;Ф - жесткость клети.Для определения величины корректирующего коэффициента используетсявычислительный. блок, для котороговеличины Н . и Ь являются входными,Вычислительный блок включаетв себя два селектора и преобразователи код-частота частота - кодЭ У445связанные между собой через делитель,управляющий вход которого подключенк первому селектору, второй селекторподключен к преобразователю кодчастота. Входы селекторов являютсявходами вычислительного блока, причемЭОсобственные входы каждого из нихсоединены между собой со сдвигомразрядов на последующих входах в сторону высших порядков.Входы первого селектора подключены также к входу дискриминатора чисел, выход которого связан с управляющими входами обоих селекторов. бВычислительный блок с такими связями обеспечивает вычисление корректирующего коэффициента с заданной точностью во всем диапазоне изменения толщины металла,На выходе первого и второго се" лекторов ймеем соответственноЫ= Н 1 О" (3) И- Ь. 1 ОО,где И и И 1, - коды чисел на вынходах первого ивторого селекторов;й и Н - толщины .выходаи входа металла;а и Ь - показатели степени, зависящиеот заданной точности вычисления.Выход преобразователя код " частота определяется так где Г - выходная частота преобразователя; Р - эталонная частота преобра 9 зователя; 5 - числовой объем преобразователя код - частота. На выходе управляемого делителя имеемгде 1 - выходная частота делителя,а на выходе преоораэователя цастота-код, который является выходом вычислительного блока получаем й= Е. (7) где И - выходной код преобразователя,То- время преобразования,Подставив 3), (ф), (Я и Ж в (7) имеемгде ЫН - искомая величина корректирующего коэффициента, .Величину корректирующего коэффициента удобнее выражать через относительное обжатие, так как именно этот параметр указывается в технологических картахгде ьЬ - абсолютное обжатие;Е - относительное обжатие.ПринимаяГ 1 Оф- ф- - т:оо, (10) ю получаем значение искомого коэффициента в процентах, удобное для ис" пользования в системах электроприводов и для визуальной оценки опера тором.Величины а и Ь в (10) определяются исходя иэ заданной точности вычисления, необходимого времени преобразования Т и максимально возможной эталонной частоты Г . Одновременное переключение селекторов на вторые входы соответствует увеличению величин а и Ь на единицу, что не меняет отношения (10), повышая в то же время на порядок точность вычисления.Переключение селекторов осуществляется дискриминатором в момент ос вобождения старшего разряда на первом входе первого селектора. При этом, поскольку всегда НтЬ, гарантировано наличие свободного стар-. шего разряда и на втором селекторе.В том случае, когда принятые величины Б, Т и 5 обеспечиваютзо необходимую точность вычисления при самых малых толщинах металла, сдвиг разрядов не осуществляется, а оба селектора и дискриминатор отсутствуют. При этом первый вход вычислительного блока связан с управляющим входом делителя частоты, а второй - с входом преобразователя код - частота. Для определения скорости входа металла в клеть выход вычислительного блока через запоминающий элемент подключен к одному из входов блока умножения, второй вход которо-го связан с датчиком скорости выхода металла из клети,В тех случаях, когда величинойопережения металла в валках можнопренебречь, например блуминги, сля- обинги, в качестве датчика скоростивыхода металла может быть использован тахогенератор главных приводов, Эти связи необходимы для того,чтобы избежать разгон входных рольгангов в момент, когда регистр памяти меняет свой сигнал перед выбросом металла из клети,На выходе блока умножения имеемсигналЪЧВХЧалые Н фЧх И-Е)ю (11) где Ч - скорость входа металлаВхв клеть;Ч - скорость выхода металлаалыхиэ клетиВыход блока умножения является выходом устройства.На фиг.1 предстаелена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2 .- структура вычислительного блока; на фиг.3 - то же, его модификация.Датчик 1 положения нажимных винтов соединен с одним из входов сумматора 2, второй вход которого через функциональный преобразователь 3 связан с датчиком 4 давления, Выход сумматора 2 соединен с одним из входов блока 5 ключей и вторым входом вычислительного блока 6, первый вход которого через регцстр 7 памяти подключен к выходу блока 5 ключей, второй вход которого связан с блоком 8 начальных данных. Выход вычислительного блока 6 через запоминающий элемент 9 соединен с одним из входов блока 1 О умножения, другой вход которого подключен к датчику 11 скорости выхода металла из клети.На фиг.2 показана схема блока 6, Первый вход вычислительного блока 6 связан с входом дискриминатора 12 и обоими информационными входами первого селектора 13. Второй вход вычислительного блока 6 соединен с обоими информационными входами второго селектора 14, причем соединение входов блока 6 с соответствующими селекторами 13 и 14 производится со сдвигом разрядов на вторых входах селекторов 13 и 14 в сторону увеличения порядка числа. Выход дискриминатора 12 связан с управляющими вхо дами обоих селекторов 13 и 14. Выход селектора 14 через преобразователь код - частота 15 подключен к частотному входу делителя 16, управляющий вход которого соединен с выходом селектора 13, а выход связан с входом преобразователя частота - код 17, выход которого является выходом вычислительного блока 6,На фиг.3 - показана схема блока 6 для случая, ко 1 да заданную точ93914 ность вычисления при принятых значениях Р и То можно получить безсдвига разрядов, например, когдаотношение исходной толщины слитка ктолщине выходной продукции относительно невелико,Для этого случая дискриминатор 12 и оба селектора 13 и 14 отсутствуют, а управляющий вход делителя 16 частоты и вход преобразователя код - частота 15 подключены непосредственно к первому и второму входам вычислительного блока 6.Устройство работает следующим образом. 10 15 40 Перед началом прокатки очередной партии слитков, оператор устанавливает на блоке 8 начальных данных исходную толщину слитка и разводит валки для первого пропуска,При перемещении валков вверх блок5 ключей подключает вход регистра7 памяти к блоку 8 начальных данных,а затем по сигналу "Запись" регистр7 памяти переписывает значение исходной толщины слитка, После этогоблок 5 ключей переключается на работу от сумматора 2 и остается вэтом состоянии до окончания последнего пропуска,. т.е. до момента,когда рабочие валки опять будутперемещены вверх, например, на величину, превышающую максимально возможный отбой валков при захватеметалла. Гсли толщина слитка, записанная в регистре 7 памяти такова,что код ее числа заполняет все используемые старшие разряды управляющего входа делителя 16, тодискриминатор 12 подключает первыевходы селекторов 13 и 14, которыепропускают числа Ь и Н без изменения, обеспечивая тем самым надлежащую частоту выхода делителя 16, ф 5После установки нажимных винтов дляпервого пропуска код растворавалков, снимаемый с датчика 1 положения нажимных винтов через сумматор 2, на втором входе которого в 50это время отсутствует сигнал, поступает на второй вход вычислительногоблока 6, который производит вычисление корректирующего коэффициентаи передает это значение через запоминающий элемент 9 на вход блока10 умножения, который производитвычисление скорости входа металла 9 10в клеть по известной скорости выхода.В момент захвата металла клетью в результате появления давления на валки возникает отбой валков и датчик 1 положения нажимных винтов меняет свое показание.В то же время на втором входе сумматора появляется сигнал, характеризующий упругую деформацию клети, получаемый на функциональном преобразователе 3 как функция от сигнала на выходе датчика 4 давления. Сумматор 2 производит вычисление выходной толщины металла с учетом этих явлений. Вычисленный результат подается на второй вход вычислительного блока 6, в то время как на его первом входе сигнал остается неизменным.Вычислительный блок 6 производит корректировку ранее вычисленного значения в соответствии с реальной ситуацией. Запоминающий элемент 9 передает этот сигнал на вход блока 10 умножения без изменения.В момент, предшествующий выбросу металла из клети, например при сходе заднего края слитка с первого станинного ролика, вырабатывается сигнал "Запоминание", который переводит запоминающий элемен; 9 в режим хранения информации и оставляет его в таком состоянии до момента реверса клетиПосле этого регистр 7 памяти через блок 5 ключей пеоеписывает значение сигнала на выходе сумматора 2, который при следующем пропуске будет уже представлять толщину входа металла в клеть. После выброса металла из клети нажимные винты перемещаются в новое положение, а стан реверсируется. При переходе скорости клети через ноль запоминающий элемент 9 вновь переводится в режим повторения сигнала вычислительного блока 6, устанавливая тем самым на входе блока 10 умножения новое значение корректирующего коэффициента. Цикл повторяется,В тот момент, когда толщина слитка становится такой, что полностью освобождается старший разряд ее кода, дискриминатор 12 одновременно переключает оба селектора на второй вход, осуществляя сдвиг разрядов на порядок. При этом восстанавли вается максимально возможная частота на выходе преобразователякод - частота 15 и создает"я воэможность. для использования бблеемладших разрядов на управляющемвходе делителя 1 б,После последнего пропуска подается команда на разведение валков,при отработке которой происходитавтоматическая запись начальных условий в регистр 7 памяти, при этомдискриминатор 12 приводит вычислительный блок 6 в исходное состоя -ние. Схема готова к приему второгослитка.Использование устройства с такими связями исключает датчик частотывращения нажимных винтов и, следовательно, упрощает их измерительныередукторы, увеличивает точностьвычисления толщины выхода металла,сокращая тем самым непроизводительное время на проведение контрольныхзамеров и исключая в ряде случаевгладильные пропуски, повышает точность вычисления скорости входаметалла в клеть, улучшая синхронизацию приводов прокатного стана,и уменьшает подготовительное времяпропуска. Более точная уставка скорости подводящих рольгангов и станинных роликов снижает их пробуксовкуотносительного металла, уменьшаяих износ. Отсутствие динамическихи статических токов, возникающихиз"за несогласованности работы приво.дов, приводит к увеличению срокаслужбы электрооборудования и сокращению расхода электроэнергии.При совместной прокатке слитковв вертикальной и горизонтальнойклетях снижается перегрузка главныхприводов обеих клетей, что увеличивает срок службы шпинделей рабочихвалков и прокатных двигателей, значительно уменьшая расход электроэнергии,В результате уменьшения количества задиров на поверхности металла,возникающих из-за пробуксовки рольгангов и станинных роликов, улучшается качество готовой продукции.Формула изобретения1. Устройство для определения скорости входа металла в клеть при про" катке, содержащее датчик положения нажимных винтов, блок ключей, блок начальных данных, выход которого10 15 20 25 3635 4555 соединен с одним из входов блока ключей, вычислительный блок, запоминающий элемент, блок умножения, датчик скорости выхода металла из клети, подсоединенный к одному из входов блока умножения, выход которого является выходом устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности определения скорости входа металла в клеть при прокатке и толщины металла на выходе из клети при одновременном сокращении количества датчиков, установленных на нажимных винтах, оно дополнительно снабжено регистром памяти, сумматором и связанными последовательно между собой датчиком давления и функциональным преобразователем, выход которого соединен с одним из входов сумматора, второй вход которого соединен с датчиком положения нажимных винтов, а выход соединен с обоими входами вычислительного блока, причем с первым из этих входов он соединен через последовательно соединенные блок ключей и регистр памяти, а со вторым непосредственно, выход вычислительного блока через запоминающий элемент соединен с другим входом блока умножения.2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что вычислительный блок содержит преобразователь код - частота, дискриминатор, два селектора, делитель и преобразователь частота - код, собственные информационные входы каждого из селекторов соединены между собой, причем каждый последующий вход соединен с предыдущим со сдвигом разрядов в сторону старших порядков, а управляющие входы обоих соединены с выходом дискриминатора, вход которого соединен с первым входом первого селектора и с первым входом вычислительного блока, второй вход которого соединен с первым входом второго селектора, выход которого через преобразователь код - частота соединен с частотным входом делителя частоты, управляющий вход которого соединен с выходом первого селектора, а выход через преобразователь чатота - код соединен с выходом вычислительного блока.3. Устройство по п 2, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что для станов, у которых ошибка в вычнсг:с.чии коррек13 939149 14тируоцего коэффициента для минималь- соединен с входом преобразователяной толщины выходной продукции при код - частота.принятой эталонной частоте преобра- Источники информации,зователя код - частота не превыша- принятые во внимание при экспертизеет заданного значения, вычисли 1. Авторское свидетельство СССРтельный блок не содержит обоих ю 60761 Б, кл. в 21 в 37/Оо, 1978.селекторов и дискриминатора, а уп, Авторское свидетельство СССРравляющий вход делителя частоты ю БбЗ 203, кл, в г 1 в 37/оо, 1978.соединен с первым входом вычислитель. Авторское свидетельство СССРного блока, второй вход которого 10 У 831252, кл. В 21 В 37/00, 1980.5 20 Тираж 5 ПодписноеМИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. М 5рилиал ППП Патент , г, Ужгород, ул, Проектиэя Составитель В. Этингенактор Н. Гришанова Техред М. Рейвес Корректор Л. Бокаан аз