SU755354A1

SU755354A1 - Устройство автоматического регулирования температуры полосы на выходе стана горячей прокатки.

Info

Publication number: SU755354A1
Application number: SU782655912A
Authority: SU
Inventors: Nikolaj N Druzhinin; Andrej N Druzhinin; Valerij V Zakrzhevskij; Grigorij B Sapozhnikov; Vladimir M Melnikov; Evgenij P Shevchenko; Anatolij Gertsev; Ivan V Frantsenyuk; Andrej D Belyanskij; Vasilij Kh Karyukov; Zinovij P Karetnyj; Georgij A Maksimenko
Original assignee: Nikolaj N Druzhinin; Andrej N Druzhinin; Valerij V Zakrzhevskij; Grigorij B Sapozhnikov; Vladimir M Melnikov; Evgenij P Shevchenko; Anatolij Gertsev; Ivan V Frantsenyuk; Andrej D Belyanskij; Vasilij Kh Karyukov; Zinovij P Karetnyj; Georgij A Maksimenko
Priority date: 1978-08-09
Filing date: 1978-08-09
Publication date: 1980-08-20

Description

Изобретение относится к области автоматизации температурных режимов промышленных агрегатов, а именно к области автоматизации полосовых ста- нов горячей прокатки.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство, содержащее установленные в межклетевых промежутках чистовой груп^-д пы клетей распределительные коллекторы и регулирующие клапаны, управляющие входы которых присоединены к выходам блока распределения расхода охлахсдающей жидкости, измеритель и ' задатчик температуры полосы на выходе. 1' чистовой группы и блок задания прокатываемого сортамента £ΐ] .

В этом устройстве в каждый межклетевой промежуток по трубопроводам по~20 дается охлаждающая вода и при помощи коллекторов распределяется по ширине полосы. Изменение количества охлаждающей воды осуществляется установленными в каждом межклетевом промежутке 25 регулирующими клапанами.

Известное устройство имеет следующий недостаток.

Управление расходом вода ведется в функции отклонения температуры на 30

входе и выходе чистовой группы, причем качество регулирования по выходной температуре ограничено транспортным запаздыванием, которое может достигать 5—7 с. а регулирование по входной температуре не учитывает влияния возмущающего воздействия — изменения заправочной скорости прокатки. Поэтому невозможно получить высокую точность поддержания температуры полосы, особенно головной ее части. Это сказывается в большей степени при прокатке сортаментов толщиной свыше 3,0 мм, когда наибольшее по вышение производительности стана может быть достигнуто путем увеличения заправочной скорости. В указанном случае полосу необходимо охлаждать сразу по мере прохождения переднего конца полосы через чистовую группу.

При прокатке полос конечной толщины 1,2-3,0 мм повышение производит тельности достигается увеличением темпа ускорения до 0,3—0,6 м/с¹; увеличить заправочную скорость в этом случае нельзя, так как заданная температура конца прокатки получается при максимально возможной заправочной скорости (ограничение по условиям

3

755354

транспортировки переднего конца полосы на отводящем рольганге).

Указанный недостаток устраняется созданием двухканального вычислительного устройства для формирования управляющего сигнала подачи охлаждающей воды на полосу, которое работает в функции основного возмущающего воздействия — изменения скорости прокатки. Это позволяет при увеличении заправочной скорости предварительно расчитать необходимый расход воды и обеспечивает получение требуемой температуры полосы, включая ее головную часть. Устройство учитывает также увеличение скорости прокатки за счет ускорения чистовой группы клетей.

Целью изобретения является повышение точности поддержания температуры полосы и увеличение производительности стана.

Цель.достигается тем, что устройство, содержащее установленные в .межклетевых промежутках чистовой группы клетей распределительные коллекторы и регулирующие клапаны, управляющие входы которых присоединены к выходам блока распределения расхода охлаждающей жидкости, измеритель и задатчик температуры полосы на выходе чистовой группы и блок задания прокатываемого сортамента, дополнительно содержит три запоминающих блока, три сумматора, два функциональных преобразователя, два умножителя, блок контроля температуры, датчик начала разгона и датчик скорости прокатки, при этом датчик скорости прокатки соединен с первым входом второго умножителя, первым входом второго запоминающего блока и первыми входами первого и второго сумматоров, причем выход первого сумматора через последовательно соединенные первый запоминающий блок и первый функциональный преобразователь подключен к третьему входу третьего сумматора, второй вход второго сумматора соединен с выходом второго запоминающего блока, второй вход которого соединен со вторым входом первого запоминающего блока и с выходом датчика начала разгона, а выход второго сумматора через второй функциональный преобразователь подключен к первому входу третьего сумматора и к первому входу третьего запоминающего блока, второй вход третьего запоминающего блока соединен с выходом блока контроля температуры, первый и второй входы которого соединены соответственно с задатчиком и измерителем температуры полосы на выходе чистовой группы, выход третьего запоминающего блока подключен ко второму входу третьего сумматора, выход которого через последовательно соединенные первый и второй умножители подключен к блоку распределения расхода, при этом три выхода блока задания прокатываемого сортамента соединены соответственно с вторым входом первого сумматора, вторым входом первого умножителя и вторыми входами первого и второго функциональных преобразователей.

На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит трубопровод 1, к которому подключены трубопроводы 2, подводящие воду в каждый межклетевой промежуток. Каждый подводящий трубопровод 2 включает в себя регулирующий клапан 3 и заканчивается распределительным коллектором 4 для распределения воды по ширине полосы. Управляющий вход каждого регу-* пирующего клапана 3 подключен к соответствующему выходу блока 5 распределения суммарного расхода воды, вход которого соединен с выходом второго умножителя 6, на, первый вход которого подается сигнал с датчика 7 скорости прокатки, соединенного с первыми входами первого и второго сумматоров 8 и 9 и первым входом второго запоминающего блока 10, выход которого соединен со вторым входом второго сумматора 9. Выход второго сумматора 9 через функциональный преобразователь 11 соединен с первым входом третьего сумматора 12 и с входом третьего запоминающего блока 13, выход которого подсоединен ко второму входу сумматора 12. Выход первого сумматора 8 через первый запоминающий блок 14 и функциональный преобразователь 15 соединен с третьим входом третьего сумматора: 12, выход которого соединен с первым входом первого умножителя 16. Второй вход первого умножителя

16 соединен со вторым выходом блока

17 задания прокатываемого сортамента, первый выход которрго соединен.со вторым входом первого сумматора 8, а третий — со вторыми входами функциональных преобразователей 11 и 15. Вторые входы запоминающих блоков 10 и

14 Соединены с датчиком 18 начала разгона. Выход первого умножителя 16 соединен со вторым входом второго умножителя 6. Второй вход запоминающего блока 13 соединен с выходом блока 19 контроля температуры, два входа которого соответственно соединены с задатчиком температуры 20 и измерителем температуры 21.

В основу предлагаемого устройства положена реализация выражения для расчета полного количества охлаждающей воды

(1 = К · Н · V · А 0 ,

где К — коэффициент пропорциональности ;

Н - толщина прокатываемого сор тамента;

5

755354

6

V — скорость прокатки,

А О — суммарное повышение температуры, вызванное .увеличением скорости прокатки, которое необходимо снять водой. 5

Суммарное повышение температуры 40^ может быть вызвано как увеличением заправочной скорости так и за счет ускорения. Эти два случая учитываются двумя каналами предлагаемого уст- ^д ройства. Первый канал, учитывающий изменение заправочной скоростисостоит из первого сумматора 8, первого запоминающего блока 14, функционального преобразователя 15 и третьего сумматора 12. Второй канал, учитывающий изменение скорости прокатки за счет ускорения, включает в себя второй и третий запоминающие блоки 10 и 13, второй и третий сумматоры 9 и 12 и функциональный преобразова- 20 .тель 11.

Устройство работает следующим образом .

Величина заправочной скорости прокатки и темп ускорения выбираются 25 оператором стана или УВМ в зависимости от конкретных условий состояния оборудования и прокатываемого сортамента, параметры которого задаются ими в блок 17. Сигнал с датчика 7 30

скорости прокатки, пропорциональный заправочной скорости стана, на первом сумматоре 8 сравнивается с эталонным сигналом, подаваемым с блока 17; величина этого сигнала пропорци- 35 ональна заправочной скорости стана, обеспечивающей требуемую температуру конца прокатки без применения межклетевого охлаждения полосы.

С выхода первого сумматора 8 сигнал, пропорциональный увеличению заправочной скорости да/_ТОП' подается через первый запоминающий блок 14 на функциональный преобразователь 15, где величина д \'^_О|ппреобразуется в величину суммарного повышения температуры Д которая подается на второй вход третьего сумматора 12. 3 первом запоминающем блоке 14 в момент начала разгона стана от датчика 18 записывается величина дУз_ап, что дает возможность исключить в данном канале влияние увеличения скорости за счет ускорения стана.

Второй канал, осуществляющий расчет суммарного количества охлаждаю- ** щей воды во время ускорения стана, работает следующим образом.

Сигнал, пропорциональный скорости прокатки, подается на два-входа второго сумматора 9, причем на первый вход он подается непосредственно с датчика 7, а на второй вход — через второй запоминающий блок 10. На втором сумматоре 9 осуществляется сравнение этих сигналов, и если второй . 65

запоминающий блок 10 открыт, т.е. работает в режиме повторителя, на выходе сумматора имеет место нулевой сигнал. В момент начала разгона от датчика 18 подается командана закрытие второго запоминающего блока 10 и в нем записывается величина заправочной скорости, а на выходе второго сумматора 9 появляется сигнал, пропорциональный приращению скорости прокатки, вызванному ускорением стана, который на функциональном преобразователе 11 преобразуется в приращение температуры Этот сигнал

также подается на два входа третьего сумматора 12,причем на первый вход он подается непосредственно с преобразователя 11, а на третий вход — через третий запоминающий блок 13.

На третьем сумматоре 12 эти сигналы сравниваются и при открытом состоянии третьего запоминающего блока 13 на выходе третьего сумматора 12 по второму каналу имеется нулевой сигнал. После закрытия третьего запоминающего блока 13 на выходе третьего сумматора 12 появляется сигнал, пропорциональный приращению температуры АО вызванному приращением скорости прокатки за счет ускорения стана.

Таким образом, в зависимости от заданных оператором заправочной скорости и темпа ускорения на выходе третьего сумматора 12 имеет место сигнал, пропорциональный дЦ который формируется как сумма сигналов от первого и второго каналов. Затем этот сигнал на первом умножителе 16 перемножается с сигналом, пропорциональным величине К · Н, поступающим с блока 17, а выходной сигнал первого умножителя 16 в свою очередь н^ втором умножителе 6 перемножается с текущим значением скорости прокатки, поступающим с датчика 7.

Выходной сигнал второго умножителя 6, пропорциональный суммарному расходу охлаждающей воды ¢, подается ла блок 5, Необходимость применения третьего запоминающего блока 13 вызвана тем, что при прокатке полос толщиной 1,2-1,4 мм температура переднего конца полосы, из-за невозможности повышения заправочной скорости, получается ниже требуемой и достигает заданного значения только после некоторого увеличения скорости прокатки во время разгона стана, и только с этого момента на полосу должна по-, даваться охлаждающая вода. Исходя из этого закрытие третьего запоминающего блока 13 осуществляется от блока 19. контроля температуры в момент, когда температура полосы достигает заданной или превышает ее.

Первый и второй функциональные преобразователи 11 и 15 реализуют охватывающее весь диапазон толщин про7

755354

8

катываемых сортаментов семейство нелинейных зависимостей, рассчитанных на основании результатов экспериментальных исследований, которые характеризуют взаимосвязь суммарного повышения температуры дЦ в зависимости 5 от изменения скорости прокатки Ду.

Выбор конкретной зависимости

= ί ) для данной толщины прока- . тываемых полос осуществляется с блока

'17 задания сортамента, соединенного с вторыми входами обоих функциональных преобразователей. Первый запоминающий блок 14 (а также блоки 10 и 13) имеет два режима работы: первый, когда выходной сигнал запоминающего блока без искажения повторяет сигнал '5 на его входе, и второй, когда в тре, буемый момент времени запоминается входной сигнал и он постоянно действует на выходе запоминающего блока независимо от изменения сигнала на 20 его входе.

Функциональные преобразователи могут быть реализованы различным способом, например в виде операционного усилителя с нелинейными сопротивле- 25 ниями на входе и в обратной связи. Требуемые для данного сортамента сопротивления подключаются ключами по соответствующему сигналу с блока 17 задания сортамента. Чд

Каждый из запоминающих блоков предлагаемого устройства состоит из ре.версивного счетчика, на выходе которого включен цифроаналоговый преобразователь (ЦАП). Управление счетчиком осуществляется от логического блока управления. Запоминающий блок работает по принципу следящей систеъи. Входной сигнал сравнивается на нульоргане с сигналом ЦАП, который представляет собой выход запоминающего блока. Сигнал с нуль-органа управляет логическим устройством. При отсутствии сигнала на запись запоминающий блок находится в режиме записи, что позволяет с большой точностью повто- 45

рять входной сигнал. В этом случае запоминающий блок работает как повторитель. При наличии Сигнала на запись режим слежения прекращается и на реверсивном счетчике в дискретном диде 50 остается записанным входной сигнал, который в ЦАП превращается в аналоговый сигнал и помнится на выходе запоминающего блока до момента снятия сигнала на запись. 55

Применение предлагаемого устройству обеспечит повышение производительнбсФи стана. В качестве примера рассмотрен режим прокатки полосы из стали ЗКП конечной толщиной 5 мм. Про- £0 катка одной полосы происходит в течении 60 с, при этом полоса заправляется в стан на скорости =5,0 м/о

обеспечивающей требуемую "температуру сонца прокатки, за 10 с; после этого 65

с темпом ускорения 0,4 м/с"¹ стан разгоняется до максимальной рабочей ι скорости, равной 7,8 м/с, за 7 с и дальнейшая прокатка' в течении'43 с ведется на этой- скорости. Максимальная рабочая скорость для данного сортамента определяется как сумма заправочной скорости ν_3ση и максимального увеличения скорости стана Доменке· Величина & У_мои._{ рассчитывается, исходя из максимально возможного количества воды, подаваемого на полосу.

В предлагаемом устройстве заправка стана и дальнейшая прокатка ведется .сразу на рабочей скорости 7,8 м/с, в этом случае время прокатки полосы сокращается до 55,2 с, т.е. производительность стана для указанного сортамента увеличивается на 8%.

Claims

Формула изобретения

Устройство автоматического регулирования температуры полосы на выходе стана горячей прокатки, чистовой группы клетей, содержащее установленные в межклетевых промежутках распределительные коллекторы и регулирующие клапаны, управляющие входы которых присоединены к выходам блока распределения расхода охлаждающей жидкости, измеритель и задатчик температуры полосы на выходе чистовой группы и блок задания прокатываемого сортамента, отличающееся тем, что, с целью повышения точности поддержания температуры полосы и увеличения производительности стана, в него дополнительно введены три запоминающих блока, три сумматора, два функциональных преобразователя, два умножителя, блок контроля температуры, датчик начала разгона и датчик скорости прокатки, при этом датчик скорости прокатки соединен с первым входом второго умножителя, первым входом второго запоминающего блока и первыми входами первого и второго сумматоров, причем выход первого сумматора через последовательно соединенные первый запоминающий блок и первый функциональный преобразователь подключен к третьему входу третьего сумматора, второй вход второго сумматора соединен с выходом второго запоминающего блока, второй вход которого соединен со вторым входом первого запоминающего блоками с выходом датчика начала разгона, а выход второго сумматора через второй функциональный преобразователь подключен к первому входу третьего сумматора и к первому входу третьего запоминающего блока, второй вход третьего запоминающего блока соединен с выходом блока контроля температуры, первый и второй входы которого соединены зоответственно с задатчиком и изме755354

ί)

рителем температуры полосы на выходе' чистовой группы, выход третьего запоминающего блока подключен ко второму входу третьего сумматора, выход которого через последовательно соединенные первый и второй умножители 5 подключен к блоку распределения расхода, при этом три выхода блока задания прокатываемого сортамента соединены соответственно с вторым нх> .т’.м первого сумматора, вторым входом первого умножителя и вторыми входами первого и второго функционального преобразователей.