УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ТОЛЩИНЫ ПОЛОСЫ НЕПРЕРЫВНОГО ШИРОКОПОЛОСНОГО СТАНА ГОРЯЧЕЙ ПРОКАТКИ

Полезная модель относится к области прокатного производства и может быть использована в системах автоматического регулирования толщины полосы непрерывного широкополосного стана горячей прокатки.
Известна система автоматического регулирования толщины полосы непрерывного стана горячей прокатки, содержащая блок автоматической коррекции толщины, толщиномер, регуляторы толщины в клети, датчики давления, блок регулируемого запаздывания, тахогенераторы опорной и последней клети. Также в систему введены логический блок, таймер, ключи, нуль-орган, блок выделения среднего значения, усилитель с зоной нечувствительности, интеграторы, сумматоры, блоки умножения, регулятор давления (см. а.с. 733753, В21В 37/00).
Недостатком известного устройства является его низкая надежность и низкая точность регулирования толщины проката в результате того, что усилитель с зоной нечувствительности, интеграторы, источник эталонного значения коэффициента усиления, усилитель-ограничитель, требуют точной настройки.
Наиболее близким аналогом к заявляемой полезной модели является устройство автоматического регулирования толщины полосы непрерывного широкополосного стана горячей прокатки, содержащее для всех клетей чистовой группы модули регулирования толщины полосы, каждый из которых содержит блок косвенного регулирования, датчик положения гидравлического нажимного устройства и датчик усилия металла на валки, причем первый вход блока косвенного регулирования соединен с выходом датчика положения гидравлического нажимного устройства, второй вход - подключен к выходу датчика усилия металла на валки, а выход блока косвенного регулирования соединен с входом гидравлического нажимного устройства, интегральное устройство коррекции толщины полосы, вход которого соединен с выходом датчика толщиномера, установленного на выходе стана, а четыре выхода указанного интегрального устройства подключены к третьим входам последних четырех блоков косвенного регулирования (см. Технические решения в системе автоматического регулирования толщины стана 2000 горячей прокатки // Изв. вузов. Электромеханика. 2011. №4. С.41-45).
Недостатком известного устройства является низкая точность регулирования толщины полосы. Это обусловлено тем, что при каждом изменении сортамента металла необходимо выполнять пересчет коэффициентов распределения воздействия интегрального устройства коррекции толщины полосы на величины межвалковых зазоров последних клетей. Неточный расчет указанных коэффициентов может привести к насыщению в воздействии на величину межвалкового зазора на какой либо из последних клетей стана, в результате чего увеличится продольная разнотолщинность выходной полосы.
Задача, решаемая заявляемой полезной моделью, заключается в повышении точности автоматического регулирования толщины полосы.
Поставленная задача достигается тем, что в устройстве автоматического регулирования толщины полосы непрерывного широкополосного стана горячей прокатки, содержащем для всех клетей чистовой группы модули регулирования толщины полосы, каждый из которых содержит блок косвенного регулирования, датчик положения гидравлического нажимного устройства и датчик усилия металла на валки, причем первый вход блока косвенного регулирования соединен с выходом датчика положения гидравлического нажимного устройства, второй вход - подключен к выходу датчика усилия металла на валки, а выход блока косвенного регулирования соединен с входом гидравлического нажимного устройства, интегральное устройство коррекции толщины полосы, вход которого соединен с выходом датчика толщиномера, установленного на выходе стана, а четыре выхода указанного интегрального устройства подключены к третьим входам последних четырех блоков косвенного регулирования, согласно изменению, в четырех последних по ходу прокатки модулях регулирования толщины полосы второй выход блока косвенного регулирования последующего модуля соединен с четвертым входом блока косвенного регулирования предыдущего модуля.
Технический результат заключается в повышении качества выпускаемой продукции за счет уменьшении продольной разнотолщинности полосы.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором изображена функциональная схема устройства автоматического регулирования толщины полосы непрерывного широкополосного стана горячей прокатки.
Заявляемое устройство содержит модули регулирования толщины полосы 1, 2, 3, … 7 для всех клетей 8, 9, 10, … 14 чистовой группы стана, причем каждый модуль регулирования толщины полосы состоит из блока косвенного регулирования 15, датчика положения гидравлического нажимного устройства 16 и датчика усилия металла на валки 17. При этом первый вход блока косвенного регулирования 15 соединен с выходом датчика положения гидравлического нажимного устройства 16, второй вход - подключен к выходу датчика усилия металла на валки 17, а выход блока косвенного регулирования 15 соединен с входом гидравлического нажимного устройства 18. Заявляемое устройство также содержит интегральное устройство коррекции толщины полосы 19, вход которого соединен с выходом датчика толщиномера 20, установленного на выходе стана, а четыре выхода указанного интегрального устройства 19 подключены к третьим входам последних четырех блоков косвенного регулирования 15. При этом в устройстве в четырех последних по ходу прокатки модулях регулирования толщины полосы 4, 5, 6, 7 второй выход блока косвенного регулирования 15 последующего модуля соединен с четвертым входом блока косвенного регулирования 15 предыдущего модуля. На чертеже также изображено устройство внешней коррекции 21, выход которого подключен ко всем входам блоков косвенного регулирования 15. Задача устройства внешней коррекции 21 заключается в компенсации толщины масляной пленки в подшипниках валков, компенсации теплового расширения валков, а также компенсации износа валков. Сигнал датчика усилия металла на валки 17 формируется месдозой, установленной под подушкой нижнего опорного валка.
Благодаря совокупности отличительных признаков заявляемого технического решения происходит перераспределение коррекции на предыдущие клети при приближении интегральной коррекции на какой либо из последних клетей к насыщению. Это позволяет уменьшить интегральную коррекцию на последних клетях и таким образом уменьшить продольную разнотолщинность полосы.
Устройство автоматического регулирования толщины полосы непрерывного широкополосного стана горячей прокатки работает следующим образом. Согласно программе прокатки полосы, для обеспечения требуемой толщины для каждой партии осуществляется начальная настройка клетей стана путем задания первоначального зазора между валками. Для каждой клети после заправки металла в последующую клеть в течение «расчетного» времени в блоке косвенного регулирования 15 производится усреднение показаний датчика положения гидравлического нажимного устройства 16 и датчика усилия металла на валки 17, и по формуле Симса-Головина рассчитывается толщина полосы на выходе из клети и далее запоминается в качестве сигнала задания толщины полосы. Сигнал датчика усилия металла на валки 17 формируется месдозой, установленной под подушкой нижнего опорного валка. После истечения «расчетного» времени в блоке косвенного регулирования 15 по показаниям датчика положения гидравлического нажимного устройства 16 и датчика усилия металла на валки 17 рассчитывается толщина полосы на выходе из клети, как сигнал текущей толщины полосы. По сигналу отклонения текущей толщины полосы от заданной, с учетом сигнала внешней коррекции 21, учитывающий компенсацию толщины масляной пленки в подшипниках валков, компенсацию теплового расширения валков, компенсацию износа валков, включается режим стабилизации толщины в виде воздействия модуля регулирования толщины полосы на гидравлическое нажимное устройство 18. При входе головного конца полосы под датчик толщиномера 20, установленный на выходе стана, появляется сигнал, пропорциональный отклонению выходной толщины полосы от заданной программой прокатки, обусловленный неточностью начальной настройки блоков косвенного регулирования 15. Этот сигнал поступает на вход интегрального устройства 19. С выхода интегрального устройства коррекции толщины полосы 19 сигнал отклонения выходной толщины полосы с заданными коэффициентами распределяется между последними четырьмя модулями регулирования толщины полосы 4, 5, 6 и 7 в качестве корректирующих воздействий для отработки их гидравлическими нажимными устройствами 18. Интегральное устройство коррекции толщины полосы 19 осуществляет коррекцию в работе блоков косвенного регулирования 15, обеспечивая получение выходной толщины полосы на выходе стана практически равной толщине полосы, заданной программой прокатки.
В случае приближения суммарной коррекции на последних клетях стана к максимальному значению возможно насыщение в воздействии блока косвенного регулирования 15 на гидравлическое нажимное устройство 18, что приведет к увеличению разнотолщинности выходной полосы. Заявляемое устройство позволит предотвратить насыщение путем перераспределения коррекции с последующих клетей стана на предыдущие клети. Это, в свою очередь, позволит уменьшить суммарную коррекцию на последних клетях, уменьшить продольную разнотолщинность полосы, а, следовательно, и повысить качество выпускаемой продукции.
Таким образом, заявляемое устройство позволяет скорректировать неточность расчетов коэффициентов распределения воздействия от интегрального устройства коррекции толщины полосы на величины межвалковых зазоров последних клетей при изменении сортамента металла.