Устройство для измерения межклетевого натяжения на непрерывном стане горячей прокатки

Устройство для измерения межклетевого натяжения на непрерывном стане горячей прокатки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

QFI ИСАЙИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 220376 (21) 2337607/02 с присоединениеи заявки РЙ (51) М. Кл.

В 21 В 37/Об

1аетдаретееяяия яемятет

Сееета Nssssryos СССР яе .делая яаебретеяяя

s етярмтяя (23) Приоритет— (43) Опубликовано 0ы478,Бюллетень № 13 (БЗ) УДК 621 771 ° 23:

:62-52(088.8) (45) Дата опубликования описания 0604.78 (72) Р втоРь В.З.Митрофанов, A.À.Воронцов, А.В.Топаллер, Я.А. Лившиц, изобретения A.Á.Øàâåp, P.È.PèTìàH, И.В.Королев, A.Â.Áàëûêèí, Г.Г.Караганов и Н.С.Чигвинцев (71) Заявитель (54) устРОЙстВО ттля измеРения межклетеВОГО нАтяжения

НА НЕПРЕРЫВНОМ СТАНЕ ГОРЯЧЕЙ ПРОКАТКИ

Изобретение относится к области измерения технологических параметров процесса горячей прокатки и может быть использовано для автоматизации прокатного производства в системах контроля и регулирования натяжения и геометрических размеров металла на многоклетевых непрерывных станах горячей прокатKB Ф

Известно устройство для измерения т0 межклетевых натяжений с помощью измерителей давления на ролик петледержателя, приподнятого на определенную величину над уровнем прокатки. При незначительной высоте подъема ролика в этом 16 устройстве составляющая давления на ролик петледержателя, обусловленная межклетевым натяжением, по сравнению с составляющими, обусловленными весом полосы и ее изгибом должны быть компен- 20 сированы при измерении и поэтому точность измерения межклетеного натяжения невелика (I).

Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности 25 и достигаемому результату является устройство, содержащее для каждого межклетевого промежутка петледержатель с фиксированным углом подъема ролика петледержателя над уровнем прокатки З0 датчик для измерения силы, действующей со стороны полосы на петледержатель, и блок электрической компенсации, величина натяжения которого устанавливается вручную в зависимости от, предполагаемого веса полосы петледержателя в промежутке j2j.

В системе предусмотрен также датчик скорости проката в промежутке,являющийся датчиком обратной связи при авторегулировании натяжения путем из- менения скорости клети.

Устройство работает следующим образом.

При изменении натяжения полосы из меняется сила, действующая на петледержательт на выходе силоизмерительного датчика появляется напряжение,кОторое уменьшается на величину напряжения, поступающую от блока электрической компенсации.

Недостаток этого устройства эаклю" чается в том, что измеряется общее натяжение проката в промежутках. Определение удельных натяжений с метрологической точки зрения более целесообразно, поскольку динамический диапазон изменения натяжений на стане существенно меньше, чем общих натяжений, ционного усилителя, нулевая точка ко,торого смещена на величину, пропорци-, нальную удельному весу прокатываемо@о, атериала, На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Петледержатель 1 установлен между клетями 2 и 3, на петледержателе смонтирован датчик 4 силы и преобразователь 5 угла подъема петледержателя н сопротивление б. На клети установлен датчик 7 скорости проката в промежутке. Преобразователь 8 выходной толщины н сопротивление 9 и преобразователь 10 выходной. ширины в сопротивление 11 установлены эа последней, клетью

12 стана, На этой клети расположен преобразователь 13 выходной скорости в сопротивление 14.

Операционные усилители 15,16 (с масштабирующим сопротивлением обратной снязи 17) и 18 (с масштабирующим сопротивлением обратной связи 19), а также нелинейный преобразователь 20 вместе с сопротивлениями б, 9, 11, 14 служат для обработки сигналов датчиков

4И 7.

Выход преобразователя скорости проката н промежутке соединен через выходное сопротивление 9 преобразонателя толщины проката на выходе стана са входом операционного усилителя 15.Цепь обратной связи усилителя 15 образует выходное сопротивление 14 преобразователя 13 скорости проката на выходе стана. Операционный усилитель 15 соединен с операционным усилителем 16. через выходное сопротивление 11 преобразователя 10 ширины проката. Восход усилителя 16 является напряжением питания силоиэмерительного мостового датчика 4 силы, действующей на петледержатель 1. Выход датчика 4 через выходное сопротивление б преобразователя 5 Угла подъема петле" держателя соединен со входом операционного усилителя 18 со смещенной нулевой точкой. Сопротивление б, в свою очередь, является нагрузкой, подключенной к токаному выходу преобразана-i теля 20, вход которого соединен с выходом усилителя 15.

Устройство работает следующим образом.

Напряжение от датчика 7 скорости подается на сопротивление 9, с которога поступает на усилитель 15 с обратной связью 14. Усилитель 15 выдает напряжение, обратно пропорциональное толщине полосы н промежутке. Это нап-, ряжение через сопротивление 11 пасту пает на усилитель 16 с обратной связью

17. На выходе 16 появляется сигнал,обратно пропорциональный сечению полосы в межклетевом промежутке. Этот сигная является питанием силоизмерительнога мостонога датчика 4. При воздействии

Сила, действующая на ролик петледержателя, является алгебраической суьеюй трех. сил! натяжения полосы в .межклетевои промежутке, веса петледефжателя и полосы в этом промежутке и силы, зависящей ат величины изгибной жесткости полосы.

Для станов горячей прокатки составляющие от веса и изгибной жесткости полосы вносят существенную погрешность щ в определение натяжений, доходя на толстых полосах до 50% и более.

В известном устройстве учет веса проката и петледержателя реализуется по предлагаемому, а не фактическому сечению полосы н межклетеном промежут б ке расчетным путем. Влияние на резуль-, таты измерения изгибной жесткости полосы и вариаций угла подъема петледержателя вообще не учитывается.

Все перечисленные недостатки ухудшают точность измерения натяжений,что снижает эффективность устройства с точки зрения оптимизации режима прокатки, а следовательно, и экономии металла эа счет выпуска проката с умень- 5 шенным полем допусков на его геометрические размеры.

Целью изобретения является получение информации о величине удельного натяжения, онышение надежности изме- З0 рения и точности определения удельных натяжений за счет исключения влияния на результат измерения фактического значения веса проката н промежутке,его иэгибной жесткости и вариаций угла 88 подъема петледержателя.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения натяже" ния, содержащее петледержатель с силовым датчиком и датчик скорости полосы,40 дополнительно вводят преобразователи выходной толщины и ширины проката в сопротивления и выходной скорости в проводимость. Выходы этих преобразователей соответственно включены между выходом датчика скорости н межклетевом промежутке и входом первого бперационного усилителя, между первым и вторым операционными усилителями и н цепи обратной связи первого усилителя. 60

Выход второго усилителя соединен р диагональю питания сила-измерительного мостового датчика петледержателя.

Кроме того, в устройство, согласно изобретению, введены также преобразователь угла поворота петледержателя в сопротивление H нелинейный преобразователь напряжение-ток, коэффициент передачи которого обратно пропорционален кубу входной величины.

Вход нелинейного преобразователя 0 соединен с выходом первого усилителя, а выход нагружен на сопротивлейие преобразователя угла. Это сопротивление включено, между выходом силоизмеритель-1 рого датчика и входом третьего анера601062 на ролик петледержателя 1 силы "o стороны полосы 21, находящейся между кл4.тду4и 2 и 3 на выходе 4 появляется напряжение, пропорциональное значению удельного натяжения без учета угла 5 подъема петледержателя, веса и жесткости полосы, Это напряжение подается через сопротивление 6 на усилитель 18 с обратной связью 1 9, что позволяет учесть вариации угла подъема петледержателя. Кроме того, на сопротивление 6 нагружен токовый выход нелинейного преобразователя 20. Поскольку на вход 20 подается напряжение с выхода 15, обратно пропорциональное толщине полосы и промежутке, то на.выходе 20 появляется ток, пропорциональный квадрату этой ,толщины, -..е. пропорциональный изгибной жесткости проката.

Для учета неса проката,. нулевая

20 точка усилителя 18 смещается на постоянную величину, пропорциональную удельному весу прокатываемого материала. Вследствие этого на выходе 18 напряжение становится пропорциональным удельному натях<ению с учетом веса, :жесткости проката и угла йодъема петледержателя.

Технико-экономический эффект изобретения достигается тем, что автоматическое определение удельного натя- 80 жения на непрерывных станах горячей прокатки позволяет стабилизиронать про.цесс прокатки и снизить величины грименяемых удельных натяжений, так как при отсутствии измерителей удельного 85 натяжения операторы вынуждены увеличивать значения натяжения (что часто ведет к утяжке полосы), а это заставляет увеличивать допуск на ширину полосы, что в свою очередь, ведет к зкономии металла за счет выпуска проката с уменьшенным полем допусков íà ez o геометрические размеры.

Формула изобретения

Устройство для измерения межклетевого натяжения на непрерывном стане горячей прокатки, содержащее роликовый петледержатель с датчиком силы и датчик скорости проката, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью получения информации, об удельных натяжени тях и повышения надежности и точности измерения, оно дополнительно содержи(г преобразователи выходной толщины и ширины проката в сопротивления и выходной скорости н проводимость, преобразователь угла поворота петледержателя в сопротивление, нелинейный преобразователь, операционные усилит ли, причем выход датчика скорости npbката н промежутке между клетями соединен со входом преобразователя выхоЦной толщины в сопротивление, выход

Измерение удельного натяжения в каждом межклетеном промежутке- Gi ведется в соответствии с зависимостью (,, P;<, .), (k„y„)y

Ьп я i aS„„V„„. " Ч;

50 р. (К вЂ” (— -- К -) — К,h.1 .

ып 2У ° > Bh где

K,кд,к р - постоянные коэффициенты пропорциональности, определяемые расстоянием между клетями,.длиной рычага петледержателя, передаточным коэффициентом датчика силы, модулем упругости проката; угол подъема петледержателя; бС

P. — — сила,, действующая на ролик Ьетледержателя со стороны проката;

 — ширина проката (величину шири ны проката считаем постоянной для вс х 65 межклетевых промежутков);

h - толщина проката на выходе ста на;

V скорость проката на выходе стана;

V(— скорость проката в измеряемом межклетевом промежутке; - удельный вес металла;

<< — толщина металла в измеряемом межклетевом промежутке.

Точность вычисления удельных натяжений не менее 0,2 кгс/мм (но не более напряжения текучести) и отношений толщины полосы к длине межклетевого промежутка, не пренышающем 0,004.

Величину опережения следует учиты" вать только в случае применения в качестве датчиков скорости тахогенераторон, фиксирующих скорость рабочих ваЛкон. По литературным и экспериментальным данным, максимальная величина опережения составляет н чистовой группе станов горячей прокатки 8-9Ъ. Таким образом, ошибка н определении толщины металла в промежутке, а следовательно, и удельных натяжений при работе с учетом среднего опережения не превышает 4-5Ъ.

При наличии импульсаторов на ролике петледержателя опережение учитывается автоматически, так как н устройство при этом вводится действительная скорость полосы.

Уширения полосы н чистовой группе непрерывных станов горячей прокатки, как правило, не происходит, возможна лищь утяжка полосы, но при удельных натяжениях порядка 1-1,5 кгс/мм ширина полосы в чистовой группе остается постоянной. Возможна ошибка н опреде ленин толщины полосы в межклетевых промежутках из-за разнотолщинности подката, образующейся после черновой группы, но величина этой ошибки не превышает долей процента..601062

Составитель А Абросимов

Редактор Н.Арванцова ТехредЕ ° Давидович КорректорЕ.Папп

Заказ 2422/38 Тираж 1087 Подписное

ЦНИИПИ ГосударственнОго комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и Открытий

113035, NocKBa, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 которого соединен со входом преобра:ф- .Вателя выходной скорости.в проводимость и со входом первого операционно го усилителя, выход которого соединен со входом преобразователя выходной ширины в сопротивление и со входом нелинейного преобразователя, причем выход преобразователя выходной скорости В проводимость также соединен со Входом, преобразователя выхоцной ширины в соп- 10 ротивление, выход которого соединен со входом второго операционного усилителя, выход которого соединен диагонально питания мостового датчика силы, выход которого соединен со входом преобразователя угла поворота петледержателя В coGpoòèÂëeíè&рВтОрОй ВхОд кО торого соединен с выходом нелинейногсо преобразователя, причем выход преобразователя угла поворота петледержателя в сопротивление соединен со входом треть его операционного усилителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Стефанович В.Л. Автоматизация непрерывных и полунепрерывных широкополосных станов горячей прокатки, И., Металлургия, 1975, с. 148-150.

2. Журнал Приборы и системы управления, к 1, 1975, с. 24-25.