Устройство для автоматического управления процессом отжига полосы электротехнической стали

Устройство для автоматического управления процессом отжига полосы электротехнической стали

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСjKOrO УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ОТЖИГА 110ЛОСЫ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОЙ СТАЛИ, со- (держащее . задатчик потерь тепла в зо не, измеритель потребляемого суг-адарного тепла, измерители толщины, :Пературы и скорости движения полосы, блок умножения, регулятор тегшерату;РЫ , систему управления нагревом, нагреватель и элемент сравнения, причем входы блока 5гмножения соединены с выходами измерителей толщины и ско рости движения полосы, а выход - с одтш из входов элемента сравнения, другие входы которого соединены с выходами задатчика потерь тепла в зоне к измерителя потребляемого суммарного .тепла, выход элемента сравнения через регулятор температуры соединен с системой управления Harpef BOM, соединенной с нагревателем, ; отличающееся тем, что, с целью повьюения качества отжига, оно дополнительно содержит задатчики длины, температуры и удельных потерь в стали, нагреватель с системой управления нагревом и регулятор температуры , два блока деления, сумма-; тор, измеритель магнитной индукции, установленный на выходе из печи, запоминающий блок, два блока умножения , два элемента сравнения, регулятор скорости и систему управления приводом моталки, причем входы первого блока деления соединены с,измерителем скорости и первым задатчиком длины, а выход - с входом дополнительного регулятора температуры, выход которого соединен с одним входом сумматора, второй вход которого соединен с задатчиком. начальной температуры дополнительного нагреватеЛя, вькод сумматора через систему управления нагревом соединен с дополнительным нагревателем, выход второго элемента сравнения соединен с входом дополнительного регулятора температуры , а входы - с задатчиком начальной температуры, первый вход третьего элемента сравнения через «Vl первьй блок умножения и запомин;ающий блок соединен с измерителем толщины, второй через второй блок умножёнияГО с измерителем магнитной индукции, 00 третий - с выходом задатчика удельных потерь в стали, выход элемента сравнения через регулятор скорости соединен с системой управления приводом моталки, один вход второго блока деления соединен с измерителем скорости, а второй вход - с вторым задатчиком длины, а выход второго блока деления соединен с входом регулятора скорости.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

P

1" 7 л3 - з ..7

4 (ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ";;

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГТИЙ (21) 3659428/22-02 (22) 05.11.83 (46) 23.05.85. Бюл. Р 19 (72) IO.Д.Железнов, A.Ã.Æóðàâñêèé, С.П.Слаута, Б.Б.Тимофеев, !0.Д.Бон-, дарь, В.Н.Корчевиый, В.И.Голяев, А.Т.Гриднев и Л.Б.Казаджан (71) Липецкий политехнический институт (53) . 621. 783. 6. 418 (088. 8) (56) 1, Аптерман В.Н-., Тымчак В.М.

Протяжные печи. М., "Металлургия", 1969, с. 238-239.

2. Там же, с. 240-241. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕС;КОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ОЗКИГА ПО,:ЛОСБ! ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОЙ СТАЛИ, содержащее . задатчик потерь тепла в зо не, измеритель потребляемого суммарного тепла, измерители толщины, тем- .пературы и скорости движения полосы, блок умножения, регулятор температу;ры, систему управления нагревом, на« греватель и элемент сравнения, причем входы блока умножения соединены с выходами измерителей толщины и скорости движения полосы, а выход — с одним из входов элемента сравнения, другие входы которого соединены с выходами эадатчика потерь тепла в зоне и измерителя потребляемого суммарного .тепла, выход элемента сравнения через регулятор температуры соединен с системой управления нагре1вом, соединенной с нагревателем, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьюпения качества отжига, оно дополнительно содержит задатчики длины, температуры и удельных по?

„„ЯУ„„1157123 А терь в стали, нагреватель с спстемой управления нагревом и регулятор температуры, два блока деления, сумма- тор, измеритель магнитной индукции, установленный на выходе из печи, запоминающий блок, два блока умножения, два элемента сравнения, регулятор скорости и систему управления приводом моталки, причем входы первого блока деления соединены с измерителем скорости и первым задатчиком длины, а выход — с входом дополнительного регулятора температуры, выход которого соединен с одним входом сумматора, второй вход которого соединен с задатчиком. начальной температуры дополнительного нагревателя, выход сумматора. через систему управления нагревом соединен с дополнительным нагревателем, выход второго элемента сравнения соединен с входам дополнительного регулятора температуры, а входы — с задатчиком начальной температуры, первый вход третьего элемента сравнения через первый блок умножения и запоминающий блок соединен с измерителем толщины, второй через второй блок умнпженияс измерителем магнитной индукции, третий - с выходом задатчика удельных потерь в стали, выход элемента сравнения через регулятор скорости соединен с системой управления приводом моталки, один вход второго блока деления соединен с измерителем скорости, а второй вход — с вторым задатчиком длины, а выход второго блоха деления соединен с входом регулятора скорости.

1 1157123 2

Изобретение относится к автоматическому управлению процессом непрерывного отжига полосы и может быть использовано для управления процессом обезуглероживающего отжига электротехнической стали в проходных печах непрерывного действия.

Известно устройство для автоматического управления процессом непрерывного отжига полосы (устройство

10 для каскадного регулирования), содержащее измеритель температуры . полосы на выходе из зоны нагрева, регулятор температуры и систему управления нагревом полосы. Разность сигнала задания температуры и сигнала с измерителя температуры полосы подается на вход регулятора температуры, а с выхода регулятора температуры— на систему управления нагревом поло- 20 сы %1).

Это устройство позволяет точно поддерживать температуру полосы в статическом ремне, но обладает значительной инерционностью.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для автоматического управления про-. цессом непрерывного отжига полосы, З0 содержащее печь, задатчик потерь тепла в зоне, измеритель потребляемого сум- марного тепла, измерители толщины, температуры и скорости движения поло. сы, блок умножения, регулятор темпе- З5 ратуры, систему управления нагревом, нагреватель и элемент сравнения, причем входы блока умножения соединены с выходами измерителей толщины и скорости полосы, а выход — с одним 40 из входов элемента сравнения, дру" гие входы которого соединены с вы;ходами задатчика потерь тепла в зоне и измерителя потребляемого суммар ного тепла, выход элемента сравнения 15 через регулятор температуры соединен с системой управления нагревом, соединеннай с нагревателем j2J.

Однако известное устройство вследствие изменений ширины ленты и неточ. 50 настей определения потерь тепла в зоне не обеспечивает необходимую точность поддержания температуры.

Кроме того, в качестве необходимого и достаточного условия качест- 55 венного отжига используется условие поддержания заданной температуры полосы на входе в зону выдержки, Однако в случае обеэуглерожинающего

1 отжига электротехнической стали главным критерием качества отжига является получение таких магнитных характеристик отжигаемой стали-полуфабриката, которые обеспечили бы заданные магнитные свойства готового металла. Все это снижает качество отжига.

Целью изобретения является повышение качества отжига.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для автоматического управления процессом отжига полосы электротехнической стали, содержащее задатчик потерь тепла в зоне, измеритель потребляемого суммарного тепла, измерители толщины, температуры и скорости движения полосы, блок умножения, регулятор температуры, систему управления нагревом, нагреватель и элемент сравнения, причем входы блока умножения соединены с выходами измерителей тол щины и скорости движения полосы, а выход — с одним из входов элемента сравнения, другие входы которого соединены с выходами задатчика потерь тепла в зоне и измерителя потребляемого суммарного тепла, выход элемента сравнения через регулятор тем пературы соединен с системой управления нагревом, соединенной с нагревателем, дополнительно содержит задатчики длины, температуры и удельных потерь в стали, нагреватель с системой управления нагревом и регу. лятор температуры, два блока деления, сумматор, измеритель магнитной индукции, установленный на выходе из печи, запоминающий блок, два блока умножения, два элемента сравнения, регулятор скорости и систему управления приводом моталки, причем входы первого блока деления соединены с измерителем скорости и первым задатчиком длины, а выход— с входом дополнительного регулятора температуры, выход которого соединен с одним входом сумматора, второй вход которого соединен с задатчиком начальной температуры дополнительного нагревателя, выход сумматора через систему управления нагревом соединен с дополнительным нагревателем, выход второго элемента сравнения соединен с входом дополни-... тельного регулятора температуры, а

1157123 входы — с зялатчиком начальной температуры, первый вход третьего элемента сравнения через первый блок умножения и запоминающий блок соединен с измерителем толщины, второй через второй блок умножения — с измерителем магнитной индукции, третий — с выходом задатчика удельных потерь в стали, выход элемента срав-. нения через регулятор скорости соеди- 10 нен с системой управления приводом моталки, один вход второго блока деления соединен с измерителем скорости, а второй вход — с вторым задатчиком длины, а выход второго блока 15 деления соединен с входом регулятора скорости.

На чертеже изображена блок-схема > . устройства.

Устройство для автоматического 20 управления процессом отжига полосы электротехнической стали содержит . измеритель 1 толщины полосы 2, измеритель 3 температуры полосы, установленный на выходе зоны 4 нагрева, из- 25 меритель 5 скорости полосы, измеритель 6 магнитной индукции. Измеритель 6 установлен на выходе зоны 7 выдержки. Выходы измерителей 5 скорости и толщины 1 подключены к входам ЗО блока 8 умножения, выход которого через элемент 9 сравнения, регулятор

10 температуры и систему 11 управления нагревом полосы соединен с нагревателем 12 полосы. Блок 13 деле-.ния вычисляет постоянную времени регулятора 14 температуры, который воздействует через сумматор 15 и систему 16 управления нагревом полосы 2 на дополнительный нагреватель

17 таким образом, чтобы разность сиг валов на входе элемента 18 сравнения стала равной нулю.

Регулятор 14 температуры выполнен в виде интегрального РегулятоРа, постоянная времени которого рассчитывается в первом блоке деления в функции скорости полосы по формуле

Ч где Т вЂ” постоянная времени первого регулятора температуры, — скорость полосы, †сигнал задания, определяю- 55 Д1 щийся из соотношения, c („

Э с @ а где L, — длина полосы в зоне нагрс1 ва.

Регулятор 10 темлературы выполнен в виде пропорционального регулятора °

Управление скоростью полосы 2 осуществляет регулятор 19 скорости, постоянная времени которого рассчитывается в блоке 20 деления по форму" ле т Зад?

V где Т вЂ” постоянная времени регуляРс тора скорости, — скорость полосы (,,„, — сигнал задания, определяющийся из соотношения Ь а (, 2 39Р 3. 3 где 1 — длина полосы от конца зоны выдержки до измерителя магнитной индукции, 4ь — длина полосы в зоне выдержки.

В зависимости от знака сигнала с выхода сумматора 21 регулятор 19 увеличивает или уменьшает напряжение задания для системы 22 управления приводом полосы. Запоминающее устройство 23 позволяет иметь информацию о толщине полосы в месте измерения магнитной индукции. Сигнал с выхода запоминающего устройства

23 с учетом коэффициента передачи блока 24 умножения вычитается из сигнала измерителя 6 магнитной индукции с учетом коэффициента передачи блока 25 умножения и позволяет, таким образом, получать сигнал, характеризующий качество отожженной полосы независимо от толщины полосы.

Устройство работает следующим обр as ом.

При установившемся режиме напряжения управления на выходе регулято" ра 10 температуры и сумматора 15 имеют установившееся значение, поэтому напряжение на нагревателях

1? и 12 и температура полосы постоян. ны. При этом сигнал задания удельных потерь на входе сумматора 21 будет уравновешиваться сигналами с выхода блока 24 умножения и с выхода блока

25 умножения таким образом, чтобы на выходе регулятора скорости быпо неизменным напряжение управления 0„, а значит была неизменной и скорость полосы»

При колебании толщины полосы изменяется сигнал U(8) с измерителя

ВКИИПИ Заказ 3289/26 Тираж 553 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óæãaðoä, ул.Проектная, 4

5 11571

1 толщины, а значит сигнал U(Qö с выхода блока 8 перемножения, сигнал с выхода сумматора 9, сигнал О,> с выхода регулятора 10 температуры и сигнал Ц„ с выхода системы 11

S управления нагревом полосы. Таким образом, нагреватель увеличивает количество отдаваемого тепла. При этом полоса будет нагреваться с учетом изменения ее массы. Рост отдаваемого тепла, а значит и сигнала

Ц((Ц, пропорционального количест-. ву отдаваемого нагревателем .12 тепла, приводит к восстановлению равновесия на сумматоре 9 и к прекращению рос- 1S та напряжения 0н с выхода системы

11 управления нагревом полосы. Однако в случае, если сигнал О® . c измерителя 3 температуры полосы отличается от сигнала задания 0(ь д*),, посту- 20 пающего с задатчика начальнои температуры (не показан), регулятор. 14 температуры будет увеличивать с помощью дополнительного нагревателя 17 температуру полосы до тех пор, пока 25 сигнал UH) с измерйтеля 3 температу. ры не сравняется с сигналом задания температуры U(4 „„1. Аналогично поддерживается температура полосы на выходе из зоны нагрева прн изме- 3g ,ненни скорости полосы, ширины полосы или изменении потерь тепла Ц„ в зоне.

При изменении магнитных свойств отжигаемой стали нарушается равновесие сигналов Lt (P>„„), U (P, ) и

О(Р ) на сумматоре 21. Так, в случае ухудшения свойств стали по сравнению с заданием, т,е. при П(Р, ) )

>-Б(Р„ )+П(Р ) сигнал с выхода сумматора 21 будет отрицательным и регулятор 19 скорости уменьшит с помощью системы 22 управления приводом скорость полосы 2-, проходящей через зону 7 выдержки;

При этом произойдет более полное обезуглероживание стали и улучшение магнитных свойств до восстановления равновесия на сумматоре 21.

Таким образом, магнитные свойст-, ва стали будут поддерживаться на заданном уровне. При изменении скорости изменяются и постоянные времени регуляторов температуры 14 и скорости 19, рассчитывающиеся- в блоках 13 и 20 деления соответственно, что позволяет вести процесс управления в темпе с процессом отжига.

Использование предлагаемого устройства позволяет существенно повысить качество отжига и однородность отожженной стали.