SU1696027A1 - Способ управлени многоклетевым прокатным станом - Google Patents

Description

1

(21)4770665/02 (22) 18.12.89 (46)07.12.91. Бюл. №45

(71)Липецкий филиал Всесоюзного научно- исследовательского и проектного института систем автоматизации и управлени 

(72)В.А.Пименов, Ю.А.Чурсин, В.П.Рубанов и Ю.А.Цуканов

(53)621.771.23.08:620.191.38 (088.8)

(56)Сергеев А.С. Современные устройства компенсации эксцентриситета валков в системах автоматического регулировани  толщины полосы при прокатке.- М,, 1984.

Железное Ю.Д., Коцарь С.Л., Абиев А.Г. Статистические исследовани  точности тонколистовой прокатки.- М.: Металлурги , 1974, с. 79-86.

Бен ковский М.А., Мазур В.Л., Мелеш- ко В.И. Производство автомобильного листа .- М.: Металлурги , 1979, с. 255, 156.

(54)СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ МНОГОКЛЕТЬ- ЕВЫМ ПРОКАТНЫМ СТАНОМ

(57)Изобретение относитс  к прокатному производству, а именно к способам управлени  непрерывными станами гор чей и холодной прокаток металлопродукции из

черных и цветных металлов. Цель изобретени  - повышение точности проката путем уменьшени  колебаний его толщины вследствие эксцентриситета валков. Способ предусматривает настройку механизмов клетей на заданное распределение обжатий по клет м , заправку полосы в стан, ее прокатку и корректировку обжатий относительно базовых значений. Новым в способе  вл етс  то, что дополнительно измер ют суммарный эксцентриситет валков каждой клети, определ ют среднее значение суммарных эксцентриситетов валков всех клетей стана и корректируют обжати  по клет м относительно базовых значений в зависимости от соотношени  среднего значени  суммарных эксцентриситетов валков всех клетей стана и суммарного эксцентриситета валков каждой клети и толщины подката перед первой клетью стана. В случае, если среднее значение суммарных эксцентриситетов валков стана превышает суммарный эксцентриситет валков первой клети обжати  корректируют во всех клет х, кроме первой. Измерение эксцентриситетов валков может осуществл тьс  перед и во врем  прокатки. 4 з.п. ф-лы, 1 табл.

сл С

о ю о о ю VI

Изобретение относитс  к прокатному производству, а именно к способам управлени  непрерывными станами гор чей и холодной прокатки металлопродукции из черных и цветных металлов.

Цель изобретени  - повышение точности проката путем уменьшени  колебаний его толщины вследствие эксцентриситета валков.

Способ управлени  прокатным станом включает настройку механизмов клетей на

заданное распределение обжатий, заправку полосы в стан, ее прокатку и корректировку обжатий относительно базовых значений на величину, пропорциональную произведению толщины подката перед первой клетью на разность между средним значением суммарных эксцентриситетов валков всех клетей и суммарным эксцентриситетом валков данной клети.

Величину корректирующего воздействи  в 1-й клети вычисл ют по формуле

6 Hi КНо(еСр - ei).

(1)

где д Hi - величина, на которую осуществл етс  корректировка обжатий в 1-й клети;

К - коэффициент пропорциональности, завис щий от толщины готовой полосы и механических свойств и равный 1,2-2,3;

Но - толщина подката перед первой клетью;

Сер - среднее значение суммарных эксцентриситетов валков всех клетей стана.

еср

U

(2)

где et - суммарный эксцентриситет валков f-й клети;

п - количество клетей в стане.

Дл  получени  заданной толщины поло- сы на выходе стана величина суммарного корректирующего воздействи  по всем клет м стана должна равн тьс  нулю, т.е. должно выполн тьс  условие

2 д Н, 0.

i 1

(3)

При предлагаемом способе это условие соблюдаетс  всегда, что можно показать 30 путем подстановки формул (1) и (2) в формулу (3):

ЈKHo(ecP-ei)

i 1

1

КНо{ Јеср- Ј et)i i

i 1

кн(|,(1,1г г1,а)

KH«UJ I ei)KHo{hliei-Је .)КНоЙ ej-$ et) 0.45

i 11 1 i t

При отрицательной величине корректирующего воздействи , вычисленной по формуле (1), обжати  в 1-й клети уменьшают, а при положительной увеличивают. Нова  ве- 50 личина обжати  в клети Д H«oai после перераспределени  обжатий определ етс  по формуле

ДН«в| ДНбаз1+аН|,

(4)

где Л Нновг обжатие в клети после корректировки;

А Нбаэ| - базовое обжатие в клети.

Так как суммарна  по стану корректировка обжатий раана нулю, то общее обжатие по стану не измен етс .

В результате корректировки обжатий обеспечиваютс  уменьшение колебаний толщины полосы на выходе стана, вызываемых эксцентриситетом валков, и улучшение качества продукции.

Суммарный эксцентриситет валков каж- дои из клетей равен сумме эксцентриситетов всех валков, установленных в клети. Например, дл  4-валковой клети квартосум- марный эксцентриситет равен

8| - вв.р.1 + вн.р.1 + ев.оп.1 + вн.оп.1,

Q

5

0

5

0

5

0

где еа.р.1, ен.р.1 - эксцентриситеты соответственно верхнего и нижнего рабочих валков;

ев.оп.ь вн.оп.1 - эксцентриситеты верхнего и нижнего опорных валков.

Измерение эксцентриситетов отдельных валков может быть произведено при их шлифовке на вальцешлифовальных станках, однако наиболее удобным  вл етс  измерение суммарного эксцентриситета всей пирамиды валков в клети путем прокручивани  клети в забое без полосы. При этом по месдозе фиксируют максимальный размах колебаний усили  в клети. Прокрутку осуществл ют в течение 2-3 мин, чтобы обеспечить совпадение фаз максимумов эксцентриситетов отдельных валков.

Биение бочек опорных и рабочих валков , вызванное эксцентриситетом, в прокатном стане действует как возмущение и вызывает колебани  выходной толщины проката. Причем коэффициент передачи по каналу эксцентриситет валков - разнотол- щинность на выходе существенно зависит- от распределени  обжати  и толщины прокатываемой полосы. Величину продольной разнотолщинности полосы после прокатки, обусловленную эксцентриситетом валков, характеризует среднеквадратичное отклонение толщины от среднего значени .

Процесс формировани  продольной разнотолщинности полосы может рассматриватьс  как линейный стационарный динамический процесс. В этом случае дисперси  процесса на выходе может быть выражена через дисперсии входных воздействий и коэффициенты передач по каналам вход-выход . Формула дл  расчета дисперсии линейного стационарного процесса имеет

55 вид

0(У) I AJjfk Rujy Ru«y I D (Uj) D(U)

J,k 1

(5)

где /XjjUk коэффициент коррел ции между возмущени ми Uj и Uk,

Rujy , RukV коэффициенты передачи возмущений по каналам Uj-y и Uk-y соответственно;

D(Uj)D(Uk) - дисперсии входных возмущений;

N - число рассматриваемых возмущений .

Дисперси  эксцентриситетов, представл ющих собой гармонические колебани  на входе, выражаетс  через величину эксцентриситета

D

е2/2,

(6)

где D - дисперси ;

е - величина эксцентриситета.

Процесс формировани  продольной рззнотолщинности представл ет собой случай , когда на вход поступают периодические некоррелированные (т.е. /QUJ . Uk О, при j К) воздействи . Дл  этого случа , согласно формуле (5), среднеквадратичное отклонение толщины можно определить по формуле

Он I

егА

()

i 1

где Он - среднеквадратичное отклонение толщины;

AI - коэффициент передачи i-й клети по каналу эксцентриситет валков - разнотол- щинность на выходе.

Дл  исследовани  вли ни  суммарного эксцентриситета валков при разных услови х прокатки на продольную разнотолщин- ность полосы примен лась динамическа  модель непрерывного четырехклетьевого стана холодной поокатки. Дл  всего сортамента холоднокатаной полосы рассчитывались динамические коэффициенты передачи дл  каждой клети по каналу суммарный эксцентриситет валков - разнотол- щинность на выходе при варьировании величины обжатий в клет х. Результаты расчетов сопоставл ли с экспериментальными данными, полученными при прокатке на стане, что обеспечило адекватность результатов по модели с фактическими.

Анализ значений динамического коэффициента передачи показывает, что с ростом обжатий и толщины прокатываемой полосы вли ние эксцентриситета валков на продольную разнотолщинность на выходе увеличиваетс . Следовательно, уменьшение обжатий в клет х с наибольшим эксцентриситетом приводит к снижению

передаточного коэффициента этих клетей м уменьшению среднеквадратичного отклонени  толщины на выходе, определ емого по формуле (7), Увеличение среднекэадрэтичного отклонени  толщины из-за биени  валков клетей, где обжати  увеличивают, незначительно вследствие малости эксцентриситета валков этих клетей.

Коэффициент пеоедачи первой клети на

30-60% выше, чем остальных клетей, дл  которых значени  коэффициента близки между собой. Поэтому увеличивать обжати  в первой клети нецелесообразно. В случае превышени  средним значением суммэрных эксцентриситетов всех клетей значени  суммарного эксцентриситета езлков первой клети обжати  корректируют во всех клет х стана, кроме первой.

Значение коэффициента пропорциональносш К в формуле (1) при реализации способа определ етс  по приведенной таблице в зависимости от условий , толщины полосы и ее механических свойств. При уменьшении коэффициента К

уменьшаетс  величина корректирующего воздействи  и снижаетс  эффективность вли ни  на продольную разнотолщинность. При увеличении коэффициента пропорциональности К обжати  в клет х после корректировки могут достичь значений, при которых возможны перегрузки клетей, потер  плоской формы и т.п. вплоть до аварийных ситуаций на стане.

Способ осуществл ю след ющим образом .

Измер ют суммарный эксцентриситет валков каждой клети, например, по показани м месдоз при прокрутке валкоз с усилием предварительного сжати  в забое.

Вычисл ют средний дл  всех клетей суммарный эксцентриситет валков по формуле (2). В зависимости от толщины подкзта вычисл ют величину 6 HI, на которую корректируют обжати  в каждой клети, по формуле

(1). Коэффициент пропорциональности К определ ют по таблице в зависимости от толщины полосы и механических свойств подката.

Стан настраивают на базовый режим,

например, по технологической инструкции. Полосу заправл ют в стан, после чегс обжз- ти  корректируют в каждой клети относительно базовых значений на вычисленную величину д Hi, Осуществл ют прокатку полосы .

Дл  полос, прокатанных по скорректированному режиму, среднеквадратичные отклонени  толщины имели значени  нэ 0,003-0,005 мм меньше, чем дл  полос, прокатанных по базовому режиму. Некоторое отличие фактического среднеквадратичного отклонени  от оцененного по формуле (7) обусловлено колебани ми толщины подката дл  разных полос.

Уменьшение среднеквадратичного отклонени  толщины позвол ет сдвинуть уставку толщины в сторону отрицательного пол  допусков на йот мм без ухудшени  точности и качества продукции и обеспечивает возможность экономии металла при поставке по теоретической массе.

Claims (5)

1. Формула изобретени  1. Способ управлени  многоклетьевым прокатным станом, включающий настройку механизмов клетей на заданное распределение обжатий, заправку полосы в стан, ее прокатку и корректировку обжатий относительно базовых значений, отличающий- с   тем, что. с целью повышени  точности проката путем уменьшени  колебаний его толщины вследствие эксцентриситета вал- ков, дополнительно измер ют суммарный

   эксцентриситет валков клетей и корректируют обжати  в каждой клети относительно базового значени  на величину, пропорциональную произведению толщины подката перед первой клетью на разность между средним значением суммарных эксцентриситетов валков всех клетей и суммарным эксцентриситетом валков данной клети.
2. 2.Способ по п. 1,отличающийс  тем, что коэффициент пропорциональности

   выбирают в пределах 1,2-2,3.
3. 3.Способ по п. 1,отличающийс  тем, что при превышении средним значением суммарных эксцентриситетов валков

   значени  суммарного эксцентриситета валков первой клети обжати  корректируют на всех клет х стана, кроме первой.
4. 4.Способ по л.1, отличающийс  тем, что измерение суммарного эксцентриситета валков производ т перед прокаткой.
5. 5.Способ по п. 1,отличающийс  тем, что измерение суммарного эксцентриситета валков производ т во врем  прокатки .