RU2048938C1

RU2048938C1 - Apparatus for monitoring distribution of tension along width of strip, being rolled

Info

Publication number: RU2048938C1
Application number: RU93002770/02A
Authority: RU
Inventors: ков Б.А. Пол; Б.А. Поляков; Е.А. Варшавский; ков В.А. Треть; В.А. Третьяков; З.П. Каретный; А.В. Мельников; Н.Н. Стрельников
Original assignee: Акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат"; Липецкий политехнический институт
Priority date: 1993-01-14
Filing date: 1993-01-14
Publication date: 1995-11-27

Abstract

FIELD: rolled stock production. SUBSTANCE: apparatus has a row of chambers, arranged across a strip to be rolled and connected through force measuring pickups with a common rigid frame. The rigid frame is being moved with use of a drive unit for vertical motion. The chambers, being in the form of parallelepipeds, have a branch pipe for water on one of their faces. Rectangular lifting platforms are secured to end surfaces of the chambers, turned to the strip. The platforms have several nozzles, separated from adjacent ones by beads. Effective cross section areas of nozzles of terminal chambers, that may be in contact with lateral edges of the strip, lower from previous nozzle to next one along a length direction of these chambers to a side from a central axis towards a periphery. EFFECT: enhanced reliability of tension monitoring with use of such apparatus. 1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к прокатному производству и предназначено для использования на полосовых станах горячей и холодной прокатки. The invention relates to rolling production and is intended for use on strip mills for hot and cold rolling.

Известно устройство для контроля распределения натяжений по ширине полосы, представляющее собой многосекционный тензоролик со встроенными пневмодатчиками [1] Каждая секция тензоролика представляет собой тонкое кольцо, контактирующее с полосой и вращающееся на газовой подушке вокруг неподвижной обоймы, вдоль образующей которой расположены сопла сжатого воздуха. A device for controlling the distribution of tension across the width of the strip, which is a multi-section tensorolic with built-in pneumatic sensors [1] Each section of the tensorolic is a thin ring in contact with the strip and rotating on a gas cushion around a stationary clip, along the generatrix of which there are compressed air nozzles.

Недостатками известного устройства являются повышенный износ колец, что резко снижает точность измерения, повреждение кольцами поверхности прокатываемой полосы и сложное, трудноучитываемое влияние градиента температуры по ширине горячей полосы на измеряемое давление под кольцами. The disadvantages of the known device are the increased wear of the rings, which sharply reduces the measurement accuracy, damage to the surface of the rolled strip by the rings and the complex, difficult to account for the influence of the temperature gradient across the width of the hot strip on the measured pressure under the rings.

Известное устройство для измерения распределения натяжений по ширине полосы, состоящее из расположенного перпендикулярно оси прокатки ряда цилиндрических камер, причем в торце каждой камеры, обращенном в сторону оси прокатки, закреплена круглая площадка с бортиками и выполнено одно сопло. На образующей камеры находится патрубок, соединенный через гидравлическое сопротивление с магистральным трубопроводом воды. Камеры закреплены через силоизмерительные датчики на общей жесткой раме, соединенной с приводом ее вертикального перемещения [2]
Недостатками данного устройства являются высокая вероятность застреваний переднего конца тонкой полосы при транспортировке его над элементами круглой площадки, уменьшение водяного зазора между устройством и полосой в области боковых кромок полосы и участков полосы с явной потерей формы, вплоть до непосредственного контакта полосы с устройством и его повышенного износа. Гидравлическое сопротивление устройства является накопителем твердых частиц, всегда существующих в промышленной воде, заиливается ими, в результате чего резко падает расход воды через устройство, и также уменьшается водяной зазор.A known device for measuring the distribution of tension across the width of the strip, consisting of a row of cylindrical chambers located perpendicular to the rolling axis, and at the end of each chamber facing the rolling axis, a round platform with sides is fixed and one nozzle is made. On the generatrix of the chamber is a pipe connected through hydraulic resistance to the water main pipe. The cameras are fixed through load cells on a common rigid frame connected to the drive of its vertical movement [2]
The disadvantages of this device are the high probability of jamming of the front end of the thin strip when transporting it over the elements of the round platform, reducing the water gap between the device and the strip in the region of the side edges of the strip and sections of the strip with obvious loss of shape, up to direct contact of the strip with the device and its increased wear . The hydraulic resistance of the device is a drive for solid particles that always exist in industrial water, is silted with them, as a result of which the water flow through the device drops sharply, and the water gap also decreases.

Цель изобретения надежное измерение распределения натяжений по ширине прокатываемой полосы. The purpose of the invention is a reliable measurement of the distribution of tension along the width of the rolled strip.

По полученной с помощью устройства информации можно судить о плоскостности готовой полосы, а следовательно, управляя параметрами прокатки, улучшать ее. According to the information obtained using the device, one can judge the flatness of the finished strip, and therefore, by controlling the rolling parameters, improve it.

Цель достигается тем, что в устройстве для контроля распределения натяжений по ширине полосы, содержащем расположенный перпендикулярно оси прокатки ряд водяных камер, закрепленных через силоизмерительные датчики на общей раме, соединенной с приводом ее вертикального перемещения, камеры имеют форму параллелепипедов, в торце каждой камеры, обращенном к полосе, выполнена прямоугольная площадка с несколькими соплами, разделенными между собой бортиками, при этом проходные сечения сопел в камерах, примыкающих к боковой кромке полосы, выполнены уменьшающимися по длине данной камеры в направлении от центра устройства к периферии. При этом гидросопротивления между камерами и магистральным трубопроводом в устройстве отсутствуют. Прямоугольная форма камер и площадок позволяет уменьшить размер устройства в направлении оси прокатки, что необходимо для устойчивого без застреваний прохождения переднего конца тонкой полосы над устройством. Наличие в каждой камере нескольких сопел, отделенных на площадке друг от друга бортиками, позволяет сохранить подъемную силу водяной подушки, а значит, и зазор, при появлении некоторой местной неплоскостности полосы над участком камеры, что исключает износ устройства. Для сохранения водяного зазора на участках боковых кромок полосы и предотвращения износа устройства кромками полосы в камерах, поддерживающих этот район полосы, проходное сечение сопел уменьшается от одного к другому по длине камеры в направлении от центральной оси к периферии. The goal is achieved by the fact that in the device for controlling the distribution of tension along the width of the strip, containing a number of water chambers located perpendicular to the axis of rolling, mounted through load cells on a common frame connected to the drive for its vertical movement, the chambers are parallelepipeds in the end of each chamber facing to the strip, a rectangular platform is made with several nozzles separated by bumpers, while the nozzle passages in the chambers adjacent to the lateral edge of the strip, enes decreasing along the length of the chamber in the direction from the device center to the periphery. In this case, the hydraulic resistance between the chambers and the main pipeline in the device is absent. The rectangular shape of the chambers and platforms allows you to reduce the size of the device in the direction of the axis of rolling, which is necessary for stable, without jamming, the passage of the front end of a thin strip above the device. The presence in each chamber of several nozzles separated on the site by bumpers allows you to save the lifting force of the water cushion, and hence the gap, when a certain local non-flatness of the strip above the camera section appears, which eliminates the wear of the device. In order to maintain a water gap in the areas of the lateral strip edges and to prevent wear of the device by the strip edges in the chambers supporting this strip region, the nozzle passage section is reduced from one to another along the chamber length in the direction from the central axis to the periphery.

На фиг. 1 показано устройство, вид сверху; на фиг. 2 то же, разрез А-А; на фиг. 3 то же, разрез Б-Б. In FIG. 1 shows a device, a top view; in FIG. 2 the same, section AA; in FIG. 3 the same, section BB.

Устройство содержит камеры 1, расположенные поперек прокатываемой полосы 2 и лежащие на силоизмерительных датчиках 3, которые находятся на общей жесткой раме 4, соединенной с приводом вертикального перемещения 5. Каждая камера представляет собой параллелепипед 6 с закрепленной со стороны полосы подъемной площадкой 7 и водяным патрубком 8. Подъемная площадка 7 имеет несколько рядов сопел, отделенных друг от друга бортиками. По своему периметру подъемная площадка также имеет бортики. Камеры, которые могут контактировать с боковой кромкой полосы, например, первая и последняя, имеют сопла с проходным сечением, уменьшающимся от сопла к соплу в направлении от центральной оси устройства к периферии. The device comprises chambers 1 located across the rolled strip 2 and lying on load cells 3, which are located on a common rigid frame 4 connected to a vertical displacement drive 5. Each chamber is a parallelepiped 6 with a lifting platform 7 fixed to the side of the strip and a water pipe 8 The lifting platform 7 has several rows of nozzles, separated from each other by the sides. Around the perimeter of the lifting platform also has sides. Chambers that can come in contact with the lateral edge of the strip, for example, the first and last, have nozzles with a cross-section that decreases from the nozzle to the nozzle in the direction from the central axis of the device to the periphery.

Предлагаемое устройство в данном примере расположено под полосой 2 (на фиг. 1 полоса условно изображена прозрачной) в межклетьевом промежутке или между прокатной клетью и моталкой (разматывателем). The proposed device in this example is located under strip 2 (in Fig. 1, the strip is conventionally shown transparent) in the inter-stand space or between the rolling stand and the coiler (unwinder).

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Перед прокаткой полосы устройство находится ниже уровня прокатки, вода в камеры 1 через патрубки 8 подается с небольшим расходом, необходимым лишь для охлаждения устройства. Для устойчивого прохождения переднего конца полосы 2 над устройством размер камер 1 вдоль линии прокатки должен быть минимальным, что при заданном числе камер возможно лишь когда камеры имеют форму параллелепипедов, а подъемные площадки 7 прямоугольные. В процессе прокатки и появления в полосе 2 натяжения Т во все камеры 1 подается под давлением рабочий расход воды. Одновременно с этим включают привод вертикального перемещения 5 и стабилизированной силой F поднимают раму 4 вверх. При приближении подъемной площадки 7 к полосе 2 в водяном объеме между полосой и подъемной площадкой появляется избыточное давление. Это давление увеличивается с уменьшением среднего по периметру зазора между полосой и подъемной площадкой по кубической зависимости и поэтому данный зазор устойчиво не равен нулю. Избыточное давление, формируя подъемную силу данной площадки, всегда равную вертикальной составляющей Р натяжения на соответствующем участке ширины полосы Т, поднимает полосу вместе с устройством. Вертикальная составляющая натяжения увеличивается с подъемом камерами устройства полосы над уровнем прокатки. Подъем устройства идет до тех пор, пока суммарная вертикальная составляющая Р натяжения полосы не станет равной установленной стабилизированной силе F привода вертикального перемещения. Силоизмерительные датчики 3 измеряют вертикальные составляющие Р натяжения Т, действующие на соответствующих камерам участках ширины полосы. По этим измерениям можно судить о распределении натяжения по ширине полосы. Before rolling the strip, the device is below the rolling level, water is supplied to the chambers 1 through the nozzles 8 at a low flow rate, necessary only for cooling the device. For stable passage of the front end of strip 2 over the device, the size of the chambers 1 along the rolling line should be minimal, which for a given number of chambers is possible only when the chambers are parallelepipeds and the lifting platforms 7 are rectangular. In the process of rolling and the appearance in the strip 2 of the tension T in all chambers 1 is fed under pressure the working flow of water. At the same time, the vertical displacement drive 5 is turned on and the stabilized force F lifts the frame 4 up. When approaching the lifting platform 7 to the strip 2 in the water volume between the strip and the lifting platform, excessive pressure appears. This pressure increases with a decrease in the average perimeter of the gap between the strip and the lifting platform according to the cubic dependence, and therefore this gap is stably non-zero. Excessive pressure, forming the lifting force of this site, always equal to the vertical component P of the tension in the corresponding section of the strip width T, raises the strip together with the device. The vertical component of the tension increases with the cameras raising the strip device above the rolling level. The device is lifted until the total vertical component P of the strip tension becomes equal to the installed stabilized force F of the vertical movement drive. The force sensors 3 measure the vertical components P of the tension T acting on the sections of the strip width corresponding to the chambers. From these measurements, one can judge the distribution of tension along the strip width.

При появлении в полосе элементов явной потери формы, например местная коробоватость, избыточное давление непосредственно над верхней полуволной коробоватости уменьшится, расход воды из сопел под этой полуволной увеличится и появится вероятность контакта соседних участков полосы с площадкой данной камеры, что и происходит в прототипе. Так как в подъемной площадке предлагаемого устройства имеется несколько сопел, отделенных от соседних бортиками, то понижение давления в объеме воды непосредственно под коробоватостью на соседних объемах отразится незначительно, хотя произойдет некоторое перераспределение зазора между полосой и подъемной площадкой за счет поперечного изгиба полосы, но прямого контакта полосы и устройства не будет. Необходимо отметить, что величина водяного зазора не влияет на показания силоизмерительных датчиков, так как эти датчики измеряют силы Р, действующие от участков полосы на камеры, а водяной зазор является лишь передаточной средой для сил от полосы к камерам и он никак не воздействует на величину сил Р. If there is an obvious loss of shape in the strip of elements, for example, local warping, the excess pressure directly above the upper half-wave warping will decrease, the water flow from the nozzles under this half-wave will increase and there will be a chance of contact of adjacent sections of the strip with the platform of this chamber, which happens in the prototype. Since there are several nozzles in the lift platform of the proposed device that are separated from the adjacent sides, a decrease in pressure in the water volume immediately below the warping effect on the adjacent volumes will not affect much, although there will be some redistribution of the gap between the strip and the lift platform due to the lateral bending of the strip, but direct contact strip and device will not be. It should be noted that the size of the water gap does not affect the readings of the force sensors, since these sensors measure the forces P acting from the sections of the strip to the chambers, and the water gap is only a transmission medium for the forces from the strip to the chambers and it does not affect the magnitude of the forces R.

Крайние под боковыми кромками полосы подъемные площадки устройства в общем случае не закрываются полностью полосой. При этом в прототипе может происходить контакт боковых кромок полосы с элементами устройства, что приводит к износу устройства. В предлагаемой конструкции в крайних камерах проходные сечения у открытых без полосы сопел меньше, чем у сопел, перекрытых полосой, а значит, гидросопротивление у них больше. Следовательно, этим расход воды через сопла, неперекрытые полосой, лимитируется. Именно данное ограничение расхода воды через открытые сопла, а также разбивка подъемной площадки на несколько поддерживающих участков с помощью разделительных бортиков и нескольких сопел, позволяет сохранять водяной зазор на боковых кромках полосы. The lifting platforms of the device, which are extreme under the lateral edges of the strip, generally do not completely cover the strip. Moreover, in the prototype, the side edges of the strip may contact the elements of the device, which leads to wear of the device. In the proposed design in the end chambers, the cross-sections for open nozzles without a strip are smaller than for nozzles blocked by a strip, which means that they have a greater hydraulic resistance. Consequently, the flow rate of water through nozzles that are not covered by a strip is limited. It is this limitation of water flow through open nozzles, as well as the breakdown of the lifting platform into several supporting sections with dividing sides and several nozzles, that allows maintaining a water gap at the lateral edges of the strip.

В связи с тем, что предлагаемое устройство компактно в направлении прокатки, уменьшается вероятность застреваний при транспортировке переднего конца тонкой полосы. Устройство позволяет контролировать распределение натяжения у полосы с явной потерей формы. Так как в устройстве нет непосредственного контакта твердых тел о движущуюся полосу, значительно снижается износ деталей устройства, отсутствует механическое травмирование поверхности полосы при работе устройства. Due to the fact that the proposed device is compact in the rolling direction, the likelihood of jams during transportation of the front end of a thin strip is reduced. The device allows you to control the distribution of tension in the strip with a clear loss of shape. Since the device does not have direct contact of solids on a moving strip, the wear of the device parts is significantly reduced, there is no mechanical injury to the surface of the strip during operation of the device.

Claims

DEVICE FOR CONTROL OF TENSION DISTRIBUTION BY THE WIDTH OF THE ROLLED BAND, containing a row of water chambers perpendicular to the rolling axis, mounted through force measuring sensors on a common frame connected to the drive of its vertical movement, characterized in that the chambers are made in the form of parallelepipeds, facing the strip, there is a rectangular platform with several nozzles separated by bumpers, while the nozzle passages in the chambers adjacent to the lateral edge Am strip formed by decreasing the length of the chamber in the direction from the device center to the periphery.