УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОЙ КОРРЕКЦИИ ТОЛЩИНЫ ГОЛОВНОГО УЧАСТКА ПОЛОСЫ ШИРОКОПОЛОСНОГО СТАНА ГОРЯЧЕЙ ПРОКАТКИ, ИМЕЮЩЕГО СЕМЬ КЛЕТЕЙ ЧИСТОВОЙ ГРУППЫ

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 широкополосного стана горячей прокатки, имеющего семь клетей чистовой группы, содержащее для каждой из клетей чистовой группы модули регулирования толщины полосы, каждый из которых содержит модуль регулирования толщины полосы косвенного типа, который содержит блок косвенного регулирования, датчик положения гидравлического нажимного устройства и датчик давления металла на валки, причем первый вход блока косвенного регулирования соединен с выходом датчика положения гидравлического нажимного устройства, второй вход - подключен к выходу датчика давления металла на валки, а выход блока косвенного регулирования соединен с входом гидравлического нажимного устройства, модуль коррекции толщины головного участка полосы, который содержит блок вычисления задания на толщину головного участка полосы, блок вычисления длины головного участка полосы, датчик наличия металла в клети и датчик импульсов, причем первый вход блока вычисления длины головного участка полосы соединен с выходом датчика импульсов, механически связанного с одним из прокатных валков, второй вход - подключен к выходу датчика наличия металла в клети, вход которого соединен с выходом датчика давления металла на валки, а выход блока вычисления длины головного участка полосы соединен с первым входом блока вычисления задания на толщину головного участка полосы, второй вход которого подключен к выходу датчика наличия металла в предыдущей клети, а выход блока вычисления задания на толщину головного участка полосы соединен с третьим входом блока косвенного регулирования, выход датчика наличия металла в клети дополнительно подключен ко второму входу блока вычисления задания на толщину головного участка полосы последующей клети, интегральное устройство коррекции толщины полосы, вход которого соединен с выходом датчика толщиномера, установленного на выходе стана, а четыре выхода указанного интегрального устройства подключены к четвертым 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. Автоматическая коррекция толщины головного участка полосы в гидравлической системе автоматического регулирования толщины широкопосного стана горячей прокатки // Изв. вузов. Электромеханика. 2011. №4. С.46-50).
1
2
Недостатком известного устройства является низкая точность регулирования толщины головного участка полосы. Это обусловлено тем, что для каждого сортамента, для каждой клети, задают три параметра для модуля коррекции толщины головного участка полосы, которые определяют расчетно-экспериментальным способом. Этими параметрами являются: дополнительное разведение валков Ah клети; интервал времени ∆t, в течение которого сохраняют неизменное дополнительное разведение валков ∆h клети; интервал времени ∆t, в течение которого плавно уменьшают дополнительное разведение валков клети до нуля. Неточное задание указанных параметров для блока вычисления задания на толщину головного участка полосы может привести к отклонению толщины головного участка полосы, в результате чего увеличится продольная разнотолщинность выходной полосы.
Задача, решаемая заявляемой полезной моделью, заключается в повышении точности автоматической коррекции толщины головного участка полосы широкополосного стана горячей прокатки, имеющего семь клетей чистовой группы.
Поставленная задача достигается тем, что в устройстве автоматической коррекции толщины головного участка полосы широкополосного стана горячей прокатки, имеющего семь клетей чистовой группы, содержащем для каждой из клетей чистовой группы модули регулирования толщины полосы, каждый из которых содержит модуль регулирования толщины полосы косвенного типа, который содержит блок косвенного регулирования, датчик положения гидравлического нажимного устройства и датчик давления металла на валки, причем первый вход блока косвенного регулирования соединен с выходом датчика положения гидравлического нажимного устройства, второй вход - подключен к выходу датчика давления металла на валки, а выход блока косвенного регулирования соединен с входом гидравлического нажимного устройства, модуль коррекции толщины головного участка полосы, который содержит блок вычисления задания на толщину головного участка полосы, блок вычисления длины головного участка полосы, датчик наличия металла в клети и датчик импульсов, причем первый вход блока вычисления длины головного участка полосы соединен с выходом датчика импульсов, механически связанного с одним из прокатных валков, второй вход - подключен к выходу датчика наличия металла в клети, вход которого соединен с выходом датчика давления металла на валки, а выход блока вычисления длины головного участка полосы соединен с первым входом блока вычисления задания на толщину головного участка полосы, второй вход которого подключен к выходу датчика наличия металла в предыдущей клети, а выход блока вычисления задания на толщину головного участка полосы соединен с третьим входом блока косвенного регулирования, выход датчика наличия металла в клети дополнительно подключен ко второму входу блока вычисления задания на толщину головного участка полосы последующей клети, интегральное устройство коррекции толщины полосы, вход которого соединен с выходом датчика толщиномера, установленного на выходе стана, а четыре выхода указанного интегрального устройства подключены к четвертым входам последних четырех блоков косвенного регулирования, согласно изменению, оно снабжено интегральным устройством коррекции толщины головного участка полосы, вход которого соединен с выходом датчика толщиномера, а семь выходов указанного интегрального устройства подключены к третьим входам всех семи блоков вычисления задания на толщину головного участка полосы.
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 автоматической коррекции толщины головного участка полосы широкополосного стана горячей прокатки, имеющего семь клетей чистовой группы.
Заявляемое устройство содержит модули регулирования толщины полосы 1, 2, 3, … 7 для всех клетей 8, 9, 10, … 14 чистовой группы широкополосного стана горячей прокатки. Причем каждый модуль регулирования толщины полосы содержит модуль регулирования толщины полосы косвенного типа 15, который состоит из блока косвенного регулирования 16, датчика положения гидравлического нажимного устройства 17 и датчика давления металла на валки 18. При этом первый вход блока косвенного регулирования 16 соединен с выходом датчика положения гидравлического нажимного устройства 17, второй вход - подключен к выходу датчика давления металла на валки 18, а выход блока косвенного регулирования 16 соединен с входом гидравлического нажимного устройства 19. Модуль регулирования толщины полосы 1, 2, 3, … 7 также содержит модуль коррекции толщины головного участка полосы 20, который состоит из блока вычисления задания на толщину головного участка полосы 21, блока вычисления длины головного участка полосы 22, датчик наличия металла в клети 23 и датчик импульсов 24. Первый вход блока вычисления длины головного участка полосы 22 соединен с выходом датчика импульсов 24, механически связанного с одним из прокатных валков, а второй вход - подключен к выходу датчика наличия металла в клети 23, вход которого соединен с выходом датчика усилия металла на валки 18. Выход блока вычисления длины головного участка полосы 22 соединен с первым входом блока вычисления задания на толщину головного участка полосы 21, второй вход которого подключен к выходу датчика наличия металла 23 в предыдущей клети. Выход блока вычисления задания на толщину головного участка полосы 21 соединен с третьим входом блока косвенного регулирования 16. Выход датчика наличия металла в клети 23 дополнительно подключен ко второму входу блока вычисления задания на толщину головного участка полосы 21 последующей клети. Заявляемое устройство также содержит интегральное устройство коррекции толщины полосы 25, вход которого соединен с выходом датчика толщиномера 26, установленного на выходе стана, а четыре выхода указанного интегрального устройства 25 подключены к четвертым входам последних четырех блоков косвенного регулирования 16. При этом устройство снабжено интегральным устройством коррекции толщины головного участка полосы 27, вход которого соединен с выходом датчика толщиномера 26, а семь выходов указанного интегрального устройства 27 подключены к третьим входам всех семи блоков вычисления задания на толщину головного участка полосы 21. Сигнал датчика давления металла на валки 18 формируется месдозой, установленной под подушкой нижнего опорного валка.
1
2
Благодаря совокупности отличительных признаков заявляемого технического решения для каждой следующей полосы данного сортамента, когда это необходимо, происходит коррекция задания на толщину головного участка полосы для каждой клети одного, двух или трех, ранее указанных параметров: дополнительное разведение валков ∆h клети; интервал времени ∆t; интервал времени ∆t. Это позволяет повысить точность коррекции толщины головного участка полосы и таким образом уменьшить продольную разнотолщинность полосы.
1
1
2
1
2
1
2
2
1
2
1
2.
Устройство автоматической коррекции толщины головного участка полосы широкополосного стана горячей прокатки, имеющего семь клетей чистовой группы работает следующим образом. Согласно программе прокатки полосы, для обеспечения требуемой толщины для каждого сортамента металла осуществляется начальная настройка клетей стана путем задания первоначального зазора между валками. Модули регулирования толщины полосы 1, 2, 3, … 7 идентичны. Рассмотрим работу двух соседних модулей регулирования толщины полосы 4 и 5. После захвата полосы клетью 11 с выхода датчика наличия металла в клети 23, модуля регулирования толщины полосы 4, на второй вход блока вычисления задания на толщину головного участка полосы 21, модуля регулирования толщины полосы 5, поступает сигнал о наличии металла в клети 11. На первую клеть 8 сигнал о наличии металла поступает с окалиноломателя, который расположен перед клетью, на рисунке не показан. Указанный блок вычисления задания на толщину головного участка полосы 21 формирует задание для блока косвенного регулирования 16, которое, воздействуя на гидравлическое нажимное устройство 19, производит дополнительное разведение валков клети 12 на величину ∆h. Величина дополнительного разведения валков ∆h для каждого сортамента, для каждой клети предварительно определяется расчетно-экспериментальным способом. После захвата полосы клетью 12 с датчика давления металла на валки 18 поступает сигнал на датчик наличия металла в клети 23, который формирует сигналы для блока вычисления длины головного участка полосы 22 и блока вычисления задания на толщину головного участка полосы 21 следующей клети 13. Сигнал датчика давления металла на валки 18 формируется месдозой, установленной под подушкой нижнего опорного валка. От действия сигналов с датчика наличия металла в клети 23 и датчика импульсов 24 блок вычисления длины головного участка полосы 22 формирует для блока вычисления задания на толщину головного участка полосы 21 задание сохранить неизменное дополнительное разведение валков ∆h клети 12 в течение интервала времени ∆t. По истечении интервала времени ∆t блок вычисления длины головного участка полосы 22 формирует для блока вычисления задания на толщину головного участка полосы 21 задание на плавное уменьшение дополнительного разведения валков клети 12 до нуля в течение интервала времени ∆t. Интервалы времени ∆t и ∆t для каждого сортамента, для каждой клети предварительно определяются расчетно-экспериментальным способом. В течение интервалов времени ∆t и ∆t модуль регулирования толщины полосы косвенного типа 15 отключен. По истечении интервала времени ∆t, когда головной участок полосы пройдет данную клеть, модуль коррекции толщины головного участка полосы 20 завершает свою работу, а модуль регулирования толщины полосы косвенного типа 15 начинает работать согласно формуле Симса-Головина. По показаниям датчика положения гидравлического нажимного устройства 17 и датчика давления металла на валки 18, вначале рассчитывается заданная толщина полосы, а затем текущая толщина полосы для данной клети. По сигналу отклонения текущей толщины полосы клети от заданной толщины полосы включается режим стабилизации толщины полосы клети. При этом модуль регулирования толщины полосы косвенного типа 15, воздействуя на гидравлическое нажимное устройство 19, уменьшает отклонение текущей толщины полосы от заданной толщины. При проходе головного участка полосы через датчик толщиномера 26, с его выхода на входы интегрального устройства коррекции толщины полосы 25 и интегрального устройства коррекции толщины головного участка полосы 27 поступает сигнал. Датчик толщиномера 26 установлен непосредственно за последней клетью 14. Указанный сигнал пропорционален отклонению выходной толщины головного участка полосы от заданной толщины полосы программой прокатки. Отклонение обусловлено неточностью задания трех параметров: дополнительное разведение валков ∆h клети; интервал времени ∆t; интервал времени ∆t. В интегральном устройстве коррекции толщины головного участка полосы 27 по сигналу отклонения формируются сигналы коррекции для дополнительного разведения валков ∆h клети, интервала времени ∆t и интервала времени ∆t, для следующей прокатываемой полосы данного сортамента. Пока головной участок полосы не пройдет последнюю клеть 14 интегральное устройство коррекции толщины полосы 25 не работает. После прохода головного участка полосы последней клети 14 интегральное устройство коррекции толщины головного участка полосы 27 прекращает свою работу, а интегральное устройство коррекции толщины полосы 25 начинает работать. На выходе датчика толщиномера 26 формируется сигнал, пропорциональный отклонению выходной толщины полосы от заданной толщины полосы программой прокатки, обусловленный неточностью начальной настройки блоков косвенного регулирования 16. Этот сигнал поступает на вход интегрального устройства коррекции толщины полосы 25. С выхода интегрального устройства 25 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 19. Интегральное устройство коррекции толщины полосы 25 осуществляет коррекцию в работе блоков косвенного регулирования 16, обеспечивая получение выходной толщины полосы на выходе стана практически равной толщине полосы, заданной программой прокатки.
При прокатке второй и всех следующих полос данного сортамента сформированные сигналы коррекции в интегральном устройстве коррекции толщины головного участка полосы 27, при прокатке предыдущей полосы, подаются на третьи входы всех блоков вычисления задания на толщину головного участка полосы 21. Сигналы коррекции, воздействуя на гидравлические нажимные устройства 19, уменьшают отклонения выходной толщины головного участка полосы от заданной толщины полосы программой прокатки.
Заявляемое устройство позволит при прокатке второй и всех следующих полос данного сортамента осуществить коррекцию в работе блоков вычисления задания на толщину головного участка полосы 21 и получить выходную толщину головного участка полосы практически равной заданной толщине полосы программой прокатки. Это, в свою очередь, позволит уменьшить продольную разнотолщинность полосы, а, следовательно, повысить качество выпускаемой продукции.
1
2
Таким образом, заявляемое устройство позволяет каждому модулю коррекции толщины головного участка полосы скорректировать неточность задания параметров: дополнительное разведение валков ∆h клети; интервал времени ∆t, в течение которого сохраняют неизменное дополнительное разведение валков ∆h клети; интервал времени ∆t, в течение которого плавно уменьшают дополнительное разведение валков клети до нуля.