SU1131461A3

SU1131461A3 - Способ контролируемого охлаждени металлического листа и устройство дл его осуществлени

Info

Publication number: SU1131461A3
Application number: SU823518768A
Authority: SU
Inventors: Вианнэ Стефан; Себба Жак
Original assignee: Юньон Сидерюржик Дю Нор Э Де Л.Эст Де Ля Франс (Юзинор) (Фирма)
Priority date: 1981-11-26
Filing date: 1982-11-25
Publication date: 1984-12-23
Also published as: JPS58126933A; EP0080932A1; FR2517039B1; FR2517039A1; JPH0471968B2; DE3263303D1; EP0080932B1

Abstract

1. Способ контролируемого охлаждени металлического листа, включаюпщй охлаждение листа путем пропускани через камеру с циркулирующей охлаждающей жидкостью, расход которой регулируют, а температуру измер ют, о тличающий-с тем, что, с целью более точного поддержани условий охлаждени металлического листа, вычисл ют теоретическую температуру охлаждающей жидкости , сравнивают ее с измеренной и воздействуют на температуру охлаждающей жидкости. СО оо О)

Description

2.Способ ПОП.1, отличающийс тем,что вычисл ют теоретический тепловой поток между металлическим листом и охлаждающей жидкостью в зависимости от толщины листа и заданной скорости охлаждени , вьмисл ют теоретическую скорость потока охлаждающей жидкости

по листу в зависимости от температуры охлаждающей жидкости и теоретического теплового потока между металлическим листом и охлаждающей жидкостью и регулируют расход охлаждающей жидкости в зависимости от ее теоретической скорости.

3.Способ по П.1,, отличающийс тем, что регулирование давлени на концах камеры дл компенсации изменени давлени , вызванного изменением расхода охлаждающей жидкости .

4.Устройство дл осуществлени способа, содержащее охлажденную машину , имеющую камеру с каналами циркул ции охлаждающей жидкости, резервуар охлаждени , питающие и отвод щие трубы, регул тор расхода охлаждающей жидкости и измеритель температуры, отличающеес тем, что оно дополнительно содержит блок регулировани расхода охлаждающей жидкости, блок ввода данных и блок регулировани температуры охлаждающей жидкости, входы которого соединены с выходом измерител температуры и одним из входов блока регулировани расхода ох.паждающей жидкости, а выход - с электроклапаном в линии питани холодной водой резервуара охлаждени , входы блока регулировани расхода охлаждающей жидкости соединены с выходами блока ввода данных, а выходы - с насосами

5.Устройство по п.4, отличающеес тем, что блок регулровани расхода охлаждающей жидкости содержит блок вычислени теоретического теплового потока между металлическим листом и охлаждающей жидкостью и блок вычислени теоретической скорости потока охлаждающей жидкости , входы которого соединены с461

выходами блока вычислени теоретического теплового потока между металлическим листом и охлаждающей жидкостью и измерител температуры, а выход - с входом регул тора расхода охлаждающей жидкости, выходы которого вл ютс выходами блока регулировани расхода охлаждающей жидкости.

6.Устройство по п.4, отличающеес тем, что блок регулировани температуры охлаждающей жидкости содержит три потенциометра , множительный контур, два сумматора , вычитающий контур, два компаратора и блок управлени электроклапаном , входы которого соединены

с выходами компараторов, первые входы которых вл ютс одним из входов блока регулировани температуры охлаждающей жидкости, другой вход которого вл етс входом множительного контура, выход которого соединен с первым входом первого сумматотора , другой вход которого соединен с выходом первого потен1щометра, выход первого сумматора соединен с первыми входами второго сумматора и вычитающего контура, выход которого соединен с вторым входом второго компаратора, вход второго сумматора соединен с вторым входом первого компаратора, второй вход второго сумматора соединен с выходом второго потенциометра, выход третьего потенциометра соединен с вторым входом вычитающего контура.

7.Устройство по п.4, о т л ич а ю щ е е с- тем, что оно дополнительно содержит датчики давлени охлаждающей жидкости и атмосферного давлени , блок регулировани давлени в камере, содержащий потенциометр, сумматор и компаратор, первьм вход которого соединен с выходом сумматора,входы которого соединены с выходами потенциометра и датчика атмосферного давлени , второй вход компаратора соединен с выходом датчика давлени охлаждающей жидкости. 11 Изобретение относитс к прокатному производству и, в частности, касаетс контролируемого охлаждени металлического листа с целью получени определенной кристаллической структуры металла. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату вл етс устройство дл автоматического управлени ускоренным охлаждением ,лроката, содержащее установку ускоренного охлаждени , измеритель температуры и регул Тор расхода охлаждающей жидкости. В известном устройстве реализован способ управлени ускоренным охлаждением проката, предусматривающий измерение температуры и воздействие на расход охлаждающей жидкости tl. Однако известные способ и устрой ство, его реализующее, не позвол ют получать желаемую конечную структуру какого-либо металла, например стали данного состава. Действительно, операци охлаждени выражаетс обыч но в мартенситной закалке металла и операции отпуска, котора в случае стали состоит в вьдержке в тече ние определенного времени при температуре ниже 710 С. Эта операци должна следовать за операцией охлаж дени . Исследовани превращений при охлаждении показывают, что скорость охлаждени определ ет структуру ста ли данного состава. В случае подход щих марок стали, можно получить некоторые фазы, в частности, бейнит или смесь фаз бейнит и мелкозернистьй перлит, характеризующиес хорош ми механическими свойствами в зкости и пластичности. Вместе с тем при регулировании скорости охлаждени ускоренное охла дение с избранной скоростью способно заменить дл металла четко определенного состава операцию закалки и позволить непосредственно получат желаемые структуры металла, не прибега к дополнительной операции отпуска . Цель изобретени - более точное поддержание условий охлаждени металлического листа. Поставленна цель достигаетс тем, что согласно способу контролируемого , охлаждени металлического листа, по которому, подлежащий охлаждению лист пропускают через камеру с циркулирующей охлаждающей 12 жидкостью, расход которой регулируют , а температуру измер ют, вычисл ют теоретическую температуру охлаждающей жидкости, сравнивают ее с измеренной и воздействуют на температуру охлаждающей жидкости. При этом вычисл ют теоретический тепловой поток между металлическим листом и охлаждающей жидкостью в зависимости от толщины листа и заданной скорости охлаждени , вычисл ют теоретическую скорость потока охлаждающей жидкости по листу в зависимости от температуры охлаждающей жидкости и теоретического теплового потока между металлическим листом и охлаждающей жидкостью и регулируют расход охлаждающей жидкости в зависимости от ее теоретической скорости. Кроме того, осуществл ют регулирование давлени на концах камеры дл компенсации изменени давлени , вызванного изменением расхода охлаждающей жидкости. Устройство дл осуществлени способа , содержащее охлаждающую мащину , имеющую камеру с каналами циркул ции охлаждающей жидкости, резервуар охлаждени , питающие и отвод щие трубы, регул тор расход охлаждающей жидкости и измеритель температуры , дополнительно содержит блок регулировани расхода охлаждающей жидкости, блок ввода данных и блок регулировани температуры охлаждающей жидкости, входы которого соединены с выходом измерител температу- , ры и одним из входов блока регулировани расхода охлаждающей жидкости, а выход - с электроклапаном в линии питани холодной водой резервуара охлаждени , входы блока регулировани расхода охлаждающей жидкости соединены с выходами блока ввода данных, а выходы - с насосами. Блок регулировани расхода ох лаждающей жидкости содержит блок вычислени теоретического теплового потока между металлическим листом и охлаждающей жидкс стью и блок вычислени теоретической скорости потока охлаждающей жидкости, входы которого соединены с выходами блока вычислени теоретического теплового потока между металлическим листом и охлаждающей жидкостью и измерител температуры, а выход - с вхЬдом регул .тора расхода охлаждающей жидкости. выходы которого вл ютс выходами блока регулировани расхода охлаждающей жидкости. Блок регулировани температуры охлаждающей жидкости содержит три потенциометра, множительньш контур, два сумматора, вьиитающий контур, два компаратора и блок управлени электроклапаном, входы которого соединены с выходами компараторов, первые входы которых вл ютс одним из входов блока регулировани температуры охлаждающей жидкости, друго вход которого вл етс входом множительного контура, выход которого соединен с первым входом первого сум матора, другой вход которого соединен с выходом первого потенциометра, выход первого сумматора соединен с первыми входами второго сумматора и вычитающего контура, выход которого соединен с вторым входом.второго ком паратора, вход второго сумматора сое динен с вторым входом первого компаратора , второй вход второго сумматор соединен с выходом второго потенциометра , вьпсод третьего потенциометра соединен с вторым входом вьиитающего контура. Причем устройство дополнительно содержит датчики давлени охлаждающе шдкости и атмосферного давлени , блок регулировани давлени в камере содержащий потенциометр, сумматор и компаратор, первый вход которого сое динен с выходом сумматора, входы которого соединены с выходами потенцио метра и датчика атмосферного давлени , второй вход компаратора соедине с выходом датчика давлени охлаждающе жидкости. На фиг.1 представлена блок-схема устройства контролируемого охлаждеШ1Я металлического листа; на фиг.2 структурна схема устройства управлени . Блок-схема устройства контролируемого охлаждени металлического листа (фиг.1) включает охлаждающую машину 1, резервуар 2 охлаждени и устройство 3 управлени . Охлаждающа машины 1 содержит -р д поддерживающе-направл ющих роликов 4-8, камеру 9,котора содержит каналы 10 и 11 циркул ции охлаждающей жидкости. Плоские ее стенки камеры параллельны, а рассто ние между ними несколько больше толщины листа, в 1 14 результате чего между этими стенками и листом образуютс два канала 12, вьюотой с канал обеспечени циркул ции воды, включают в себ питающие трубы 13 и 14 и отвод щие трубы 15-17. В резервуаре 2 охлаждени имеютс отверсти 18 и 19 дл подачи воды в охлаждающую машину 1 и отверсти 20 и 21 дл приема воды после ее прохождени через охлаждающую машину . В верхней части резервуара имеетс также сливное отверстие 22. Отверсти 18 и 19 дл вьшуска воды из резервуара 22 св заны с питаннцими трубами 13 и 14 машины посредством труб 23, на которых смонтированы питаюпще насосы 24. Водоприемные отвер.сти 20 и 21 резервуара 2 св заны с отводными трубами 15-17 посредством труб 25, на которых смонтирован электроклапан 26. Электроклапан 27, смонтированный на трубе 28, обеспечивает подачу холодной воды в резервуар. Устройство 3 управлени включает в себ в основном вычислительную машину цифрового, аналогового или смешанного типа. Устройство 3 управлени имеет вычислительную машину смешанного типа и обеспечивает управление насосами 24 и злектроклапанами 26 и 27. Своими входами 3 и устройство 3 управлени подсоединено к блоку 29 ввода данных, которым ввод тс заданные параметры скорости R охла да ени и толщины @ листа , поступающего в охлаз у ющую машину.Параметры R и е в дискретной форме передаютс на входы Эл и Лг устройства 3 управлени , вход Jj которого соединен с выходом датчика 30атмосферного давлени Р, выходы D и J управл ют насосами 24, а вход J соединен с измерителем 31температуры, который измер ет температуру охлаждающей жидкости. Выходы 7 блока 3 управлени обеспечивают Управление электроклапанами 27 и 26. На вход блока 3 управлени подаютс данные о величине д влени Р воды на входе камеры 9, измеренного датчиком 32 давлени охлаждающей жидкости. Структурна схема устройства 3 управлени (фиг.2) содержит блок 33 вычислени теоретического теплового потока Q между металлическим листом и охлаждающей жидкостью, блок 34 вычислени теоретической скорости потока охлаждагощей жидкости,, необходимой дл охлаждени листа в жела емых услови х, регул тор 35 расхода охлаждающей жидкости, блок 36 регулировани температуры охлаждающей жидкости и блок 37 регулировани да лени в камере 9. Блок 33 вычислени теоретического теплового потока междУ металлическим листом и охлаждающей жидкостью представл ет собой программируемое запоминающее устройство, содержащее матрицу Aj|, вьщающую-вел чины теоретического теплового потока Q между ме-каллическим листом и охлаждающей жидкостью, соответствую щего различным величинам задаваемых параметров Кие.. Блок 34 вычислени теоретической скорости потока охлаждающей жидкоети также содержит программируемое з поминающее устройство, включающее в себ матрицу А- вепкчин скорости охлаждени , соответствующих различным величинам теоретического теплов го потока между металлическим листо и охлаждающей жидкостью, введенным в запоминающее устройство блока 33, и различным величинам температуры 6 охлаждающей воды. Матрица А определаетс из уравнени , которое св зьшает тепловой поток Q со скоростью V протекани охлаждающей воды (Q)- () Чш где L( - длина металлического листа ct (Q/- коэффициент, который зависит лишь от темпера туры охлаждающей воды. Регул тор 35 расхода охлаждающей жидкости также содержит программируемое запоминающее устройство, которое держит в пам ти матрицу Aj, вьщающую величины расхода охлаждающей жидкости в зависимости от величин скорости потока охлаждающей вод считываемой в устройстве пам ти блока 34 вычислени теоретической скорости потока охлаждающей жидкост Регул тор 33 расхода охлаждающей жидкости содержит также аналого-цифровой преобразователь (не показан), подключенный к выходу его устройства пам ти. Указанный преобразователь выдает аналоговые сигналы управлени насосами 24. Устройство пам ти блока 33 вычислени теоретического теплового потока между металлическим листом и охлаждающей жидкостью подсоединено двум своими входами адресации к входам 3ц и Di устройства 3 управлени , а своим выходом - к входу адресации блока пам ти блока 34 с одной стороны и к входу множительного контура 38, расположенного в блоке 36 регулировани температуры охлаждающей жидкости. Устройство пам ти блока 34 своим вторым входом адресации соединен с входом 0 устройства 3 управлени , на который подаетс сигнал с выхода измерител 31 . температуры. Выход блока 34 вычислени теоретической скорости потока охлаждающей жидкости подключен к входу адресации устройства пам ти регул тора 35 расхода охлаждающей жидкости, выход которого соединен с выходами 0 и J5 устройства 3 управлени . - Блок 36 регулировани температуры охлаждающей жидкости состоит из .контзфа 38 умножени на посто нную (j, потенциометров 39-41, используемых соответственно дл ввода посто нной Р и пределов+Д0 и -дб регулировани температуры воды в резервуаре 2 охлаждени , сумматоры 42 и 43 вычитаю1щй кгонтур 44,, компараторы 45 и 46, блок 47 управлени электроклапаном 27 подачи воды. Посто нные Р и ( определ ютс на основе характеристик установки по следуницим форулам: п -00 вс &п-е где $0 минимальна температура промышленной воды, используемой в качестве охпа здающей жидкости критическа величина температуры охлаждающей воды. соответствующа даншению пара р Рр - где р атмосферное давление, а высота сифонов, образованных верхними отводными трубами (15-17) охлаждающей машины. Q.. и. Q определ ютс по формуле ( 1) дл соответствующих величин &о и , и дл величин V, соответствующих скорости потока охлаждающей жидкости причем заранее известно, что скорости потока охлаждающей жидкости должны превышать критическую скорость Vg дл того, чтобы охлаждающа жидкость заполнила камеру 9. Эта критическа скорость соответствует дина мическому давлению, выраженному высо той воды, равной толщине туннел . Сумматор 42 одним входом подключе к выходу множительного контура 38, а другим входом - к ползунку потенциометра 39. Сумматор 43 одним входо подключен к выходу сумматора 42, а вторым входом - к ползунку потенциометра 40. Вычитающий контур 44 одним входом подключен к выходу сумматора 42, а другим входом - к ползунку потенциометра 41. Компаратор 45 имеет два входа, один из которых подсоединен к входной клемме Иб устройства 3 управлени дл приема сигнала от измерител 31 температуры, а второй - к выходу сумматора 43. Компаратор 46 также . имеет два входа, один из которых подсоединен к входной клемме 3 устройства 3 управлени дл приема сигнала от измерител 31 температуры , а второй - к выходу вычитающего контура 44. Выходы компараторов 45 и 46 подключены к двум соответствующим входам блока 47 управлени электроклапаном 27 подачи воды. Блок 37 регулировани давлени в Камере 9 включает в себ потенциометр 48, су 1матор 49 и компаратор 50. Сумматор 49 имеет два входа, один из которых подключен к клемме Jj. устройства 3 управлени , а другой - к ползунку потенциометра 4 Компаратор 50 также имеет два входа один из которых подсоединен к выход сумматора 49, а второй - к входной клемме /ц) - устройства 3. Выход ком паратора подключен к выходным клеммам dg и Jg устройства 3 управлени Блок ввода данных.параметров R и е- содержит аналого-цифровые коди1 1 рующие устройства 51 и 52, параллельные выходы которых подключены соответственно к входным клеммам 3; и 3, устройства 3 управлени . Установка охлаждени работает следующим образом. Оператор располагает производственными данными, которыми вл ютс толщина е листа и скорость R охлаждени , соответствующа искомой структуре металла. Эти два параметра задают аналого-цифровыми кодирующими устройствами 51.и 52 блока 29 ввода данных. На основании этих параметров блок 33 вычислени теоретического теплового потока между металлическим листом и охлаждающей жидкостью выдает соответствующую информацию вида Q A(R,e). Регул тор 35 расхода охлаждающей жидкости определ ет расход охлаждающей жидкости V A2(Q,в ), циркулирующей по листу, в зависимости от величины теплового потока, рассчитанного ранее, и от температуры воды в резервуаре 2, и воздействует на насосы 24. Таким образом, устройство 3 управлени воздействует на насосы 24 таким образом, чтобы обеспечить желаемую скорость охлаждени в зависимости от толщины листа, скорости охлаждени и температуры воды в резервуаре 2. Блок 36 регулировани температуры охлаждающей жидкости поддерживает температуру воды в резерву аре 2. Рабоча температура охлаждающей воды определ етс сумматором 42 и множительным контуром 38, кото-рьй вьщает выходную величину пропорциональную величине Q теплового потока между охлаждаемым листом и охлаждающей водой. Эта величина, равна )Q, прибавл етс к посто нной Р, проставл емой внутри блока 36 регулировани температуры охлаждающей жр1дкости потенциометром 39. На выходе сумматора 42 вьдаетс сигнал амплитуды 0 ( Q + Р. Допустимые пределы измерени температуры Qf устанавливаютс на потенциометрах 40 и 41, причем потенциометр 40 вьщает величину + Д 0 а потенциометр 41 - величину -д0. Величина +й 0 прибавл етс к рабочей температуре &f в сумматоре 43, который на вькоде выдает величину % дб, котора затем сравниваетс с величиной температуры воды, измеренной в резервуаре 2 при помощи компенсатора 4Ь, с выхода которого сигнал управлени подаетс в блок 47 управлени электроклапаном 27 подачи воды, когда температура воды в Резервуаре 2 выше вычисленной величины %+А У Ан логичным образом работает вьтчитающйй контур 44 и компаратор 4Ь. Блок 37 регулировани давлени позвол ет восполн ть потерю давлени в возвратном контуре в результате уменьшени количества охпадаающеи воды, нагнетаемой насосами. Сумма тор 49 суммирует величину атмосферного давлени РО, измеренную датчиком 30 давлени , с величиной fc за даваемой потенциометром 48, в комп раторе выход сумматора 49 сравнивают с величиной давлени Р в ка мере охлаадени , замеренной датчиком 32 давлени . Когда компаратор 50 обнаруживает, что давление Р выше давлени РО + , подает сигна на открытие возвратных электроклап нов 26. И, наоборот, если давление Р равно или ниже давлени Р + 1 10 1 омпаратор 50 вьщает сигнал закрыи электроклапанов 26 с тем, чтобы подн ть давление Р внутри камеры охлаждени . Устройство регулировани температуры поддерживает на посто нном уровне температуру воды в резервуаре 2, что позвол ет поддерживать на посто нном уровне тепловой поток между листом и охлаждающей водой и поддерживать на посто нном уровне давление пара в сифоне, образованном отводными трубами 16 и 17 во избежание его падени и утечки воды. Наличие электроклапанов 26 в каждой из отводных сетей, открытие которых осуществл етс в зависимости от расхода охлаждающей жидкости , позвол ет избежать последстви падени давлени охлаждающей машине. Действие их в возвратном контуре, выражающее в том, что внут ри камеры поддерживаетс давление, несколько превыщающее атмосферное, позвол ет избежать проникновение воздуха в охлаждающую машину, что отрицательно сказьшаетс на качестве работы охлаждающей мащины.

Claims

1. Способ контролируемого охлаждения металлического листа, включающий охлаждение листа путем пропускания через камеру с циркулирующей охлаждающей жидкостью, расход которой регулируют, а температуру измеряют, о тличающийс я тем, что, с целью более точного поддержания условий охлаждения металлического листа, вычисляют теоретическую температуру охлаждающей жидкости, сравнивают ее с измеренной и воздействуют на температуру охлаждающей жидкости.

_м, SU <», 1131461

2. Способ по п.1, отличающийся тем,что вычисляют теоретический тепловой поток между металлическим листом и охлаждающей жидкостью в зависимости от толщины листа и заданной скорости охлаждения, вычисляют теоретическую скорость потока охлаждающей жидкости по листу в зависимости от температуры охлаждающей жидкости и теоретического теплового потока между металлическим листом и охлаждающей жидкостью и регулируют расход охлаждающей жидкости в зависимости от ее теоретической скорости.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что регулирование давления на концах камеры для компенсации изменения давления, вызванного изменением расхода охлаждающей жидкости.

4. Устройство для осуществления способа, содержащее охлажденную машину, имеющую камеру с каналами циркуляции охлаждающей жидкости, резервуар охлаждения, питающие и отводящие трубы, регулятор расхода охлаждающей жидкости и измеритель температуры, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит блок регулирования расхода охлаждающей жидкости, блок ввода данных и блок регулирования температуры охлаждающей жидкости, входы которого соединены с выходом измерителя’ температуры и одним из входов блока регулирования расхода охпаждающей жидкости, а выход - с электроклапаном в линии питания холодной водой резервуара охлаждения, входы блока регулирования расхода охлаждающей жидкости соединены с выходами блока ввода данных, а выходы - с насосами,

5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что блок регулирования расхода охлаждающей жидкости содержит блок вычисления теоретического теплового потока между металлическим листом и охлаждающей жидкостью и блок вычисления теоретической скорости потока охлаждающей жидкости, входы которого соединены с· выходами блока вычисления теоретического теплового потока между металлическим листом и охлаждающей жидкостью и измерителя температуры, а выход - с входом регулятора расхода охлаждающей жидкости, выходы которого являются выходами блока регулирования расхода охлаждающей *· жидкости.

6. Устройство по п.4, отличающееся тем, что блок регулирования температуры охлаждающей жидкости содержит три потенциометра, множительный контур, два сумматора, вычитающий контур, два компаратора и блок управления электроклапаном, входы которого соединены с выходами компараторов, первые входы которых являются одним из входов блока регулирования температуры охлаждающей жидкости, другой вход которого является входом множительного контура, выход которого соединен с первым входом первого сумматотора, другой вход которого соединен с выходом первого потенциометра, выход первого сумматора соединен с первыми входами второго сумматора и вычитающего контура, выход которого соединен с вторым входом второго компаратора, вход второго сумматора соединен с вторым входом первого компаратора, второй вход второго сумматора соединен с выходом второго потенциометра, выход третьего потенциометра соединен с вторым входом вычитающего контура.

7. Устройство по п.4, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит датчики давления охлаждающей жидкости и атмосферного давления, блок регулирования давления в камере, содержащий потенциометр, сумматор и компаратор, первый вход которого соединен с выходом сумматора,входы которого соединены с выходами потенциометра и датчика атмосферного давления, второй вход компаратора соединен с выходом датчика давления охлаждающей жидкости.