Устройство для автоматического регулирования толщины покрытия в процессе горячего цинкования

Устройство для автоматического регулирования толщины покрытия в процессе горячего цинкования

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Ссноз Советсиин

Социалистические республик

< ц 1

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6I ) Дополнительное к авт. свнд-ву . (22) Заявлено 22. 05 80 (21) 2952979/22-02 с присоединением заявки йе (23) Приоритет (5I )M. Кн.

С 23 С 1/14

6Ъвударстеенный квинтет

СССР аю делен неебретеннй н ейрытнй

Опубликовано 07. 03. 82. Бюллетень М 9

Дата опубликования описания 09. 03. 82 (53) УДК 621 793 .06.002. 2 (088.8) J

В.К. Давыдов, А.Л. Турубинер, В.Л. Грушко, Г .М. Попов, *„ и M.Ð. Космынина

k

Научно-исследовательский и опытно-конструкторский институт астлматизации черной металлургии, Днепропетровский металлургический институт и Ждановский ордейМЛеыийа и ордена Октябрьской Революции металлургический завод им. Ильича (72) Авторы изобретения (7I) Заявители (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

ТОЛЦИНЫ ПОКРЫТИЯ В ПРОЦЕССЕ ГОРЯЧЕГО

ЦИНКОВАНИЯ

Изобретение относится к нанесению покрытий из расплава металлов на стальную полосу и может быть исполь- зовано для автоматического регулирования толщины покрытия на агрегате непрерывного горячего цинкования, Известно устройство для автоматического регулирования толщины покрытия в процессе горячего цинкованил, содержащее воздушные ножи, датчики давления воздуха в воздушных ножах, датчики скорости полосы и систему ав томатики. Принцип действия указанного устройства заключается или в измерении толщины покрытия и регулировании расстояния воздушных ножей до полосы с целью сохранения толщины покрытия постоянной или в измерении скорости полосы и давления воздуха в воздушных ножах, сигналы которых поступают в блок суммирования, вырабатывающего сигнал рассогласования, который после усиления и преобразования управляет клапаном подачи воздуха к воздушным ножам с целью сохране" ния пропорциональной зависимости давI пения воздуха в воздушных ножах от скорости полосы (1).

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для автоматического управления регулирования толщины покрытия в процессе горячего цинкования, содержащее воздушные ножи, датчик давления воздуха, датчик скорости полосы, датчик температуры расплава, блок задания температуры, схему сравнения, блок суммирования и регулятор давления воздуха в воздушных ножах 32).

Однако в этом устройстве не пред.усмотрена возможность задания толщины покрытия. Ввиду широкого диапазона толщин покрытия в каждом классе боль" шое значение имеет возможность получения заданной толщины покрытия с це,лью экономии металла покрытия. Длл различных условий эксплуатации изде3 91083 лий из оцинкованной стали требуется различная толщина цинкового покрытия.;

В этом устройстве не устраняется негативное влияние на толщину покрытия износа устройств, транспортирующих по- з лосу, приводящего к изменению рассто- яния между воздушными ножами и полосой, которое приводит к изменению толщины покрытия. Так из-за агрессивного влияния расплава цинка на подшип" 1р ники ребристого ролика, расположенного на выходе оцинкованной полосы из расплава и донного барабана, работа-, I (Ощего в расплаве цинка, последние по р вергается быстрому износу. После ус- 1S тановки донного барабана с новыми подшипниками скольжения через 3-5 дней начинается увеличение люфта в них. Этот люфт достигает своего максимально допустимого значения íà zр

15-20"й день работы, после чего про. изводится замена донного барабана.

УменьшЕние диаметра шейки подшипников донного барабана из-за износа достигает половины первоначального раз- 2S мера диаметра. Такой же износ подшипников происходит и при работе ребристого ролика. Изменение расстояния на 3 мм при номинальном расстоянии от воздушных ножей до полосы 20 мм при- Зр водит к изменению толщины покрытия на 83.

Цель изобретения - получение заданной толщины покрытия и улучшение качества оцинкованной полосы путем стабилизации толщины покрытия при износе устройств, транспортирующих по- . лосу.

Цель достигается тем, что устройство, содержащее воздушные ножи., дат- р чик давления воздуха в ножах, датчик скорости полосы, узел корректировки, .блок суммирования и регулятор, снаб,жено блоком задания толщины покрытия, ,выход которого соединен с входом бло- ка суммирования, и узлом автоматической корректировки давления воздуха в воздушных ножах в зависимости.от изменения расстояния от воздушных ножей до полосы, состоящим из датчика расстояния, блока задания расстояния . и схемы сравнения, .выход которой подключен ко входу блока суммирования.

На чертеже приведен вариант реализаций предлагаемого устройства.

Устройство выполнено двухканальным для независимого регулирования толщины покрытия с лицевой и обратной сто2 ф рон полосы и состоит из воздушных ножей 1 и 2, трубопровода 3 подвода воздуха к воздушным ножам от воздуходувки 4, клапанов 5 и 6, трубопроводов 7 и 8 подвода воздуха к датчикам давления воздуха 9 и 10 в воздушных ножах, блоков суммирования 11 и 12 сигналов датчиков, усилителей 13 и 14, двигателей 15 и 16, механически связанных с заслонками клапанов 5 и 6, блоков задания толщины покрытия 17 и

18, датчика скорости 19, узла корректировки давления воздуха в воздушных ножах по температуре расплава цинка, состоящего из датчика температуры 20, блока задания температуры 21 и схемы сравнения 22, узлов корректировки дав:ления воздуха в воздушных ножах в aalu, висимости от изменения расстояния от воздушных ножей до полосы, состоящих .из датчиков расстояния 23 и 24, укрепленных на воздушных ножах 1 и 2 блоков задания расстояния 25 и 26, схем сравнения 27 и 28. Устройство также содержит ролик 29, ребристый ролик 30, донный барабан 31, ванну 32 с расплавом цинка, печь термической обработки 33, стальную полосу 34.

Стальная полоса 34 из печи термической обработки 33 входит в ванну 32 с расплавленным цинком, огибает донный барабан 31,и, опираясь на ребристый ролик 30, двигается вертикально вверх, проходя между воздушными ножами 1 и 2, Далее полоса огибает ролик 29 и движется в печь отпуска. С помощью трубопроводов 7 и 8 к воздушным ножам 1 и 2 подключены датчики 9 и 10, изменяющие давление воздуха в воздушных .ножах, подводимого по трубопроводу 3 от воздуходувки 4. Выходы датчиков давления 9 и 10 подключены к .одному из входов блоков суммирования 11 и 12. Вторые входы блоков суммирования 11 и 12 подключены к выходу датчика скорости полосы 19. Третьи входы блоков суммирования 11 и 12 подключены к выходам cxeN сравнения 27 и 28, одни входы которых подключены к датчикам 23 и 24 расстояния от воздушных ножей до полосы, а вторые вхо- . ды соединены с блоками задания расстояния 25 и 26. Четвертые входы блоков суммировайия 11 и 12 подключены к выходу схемы сравнения 22, первый вход которой подключен к блоку задания температуры расплава 21, а второй - к датчику температуры расплава цинка 20. Пятые входы блоков суммиро32

5 9108 вания 11 и 12 подключены к выходам блоков 17 и 18 задания толщины покрытия; К выходам блоков суммирования 11 и 12 подключены усилители 13 и 14, питающие двигатели 15 и 16, кинемати- s чески связанные с клапанами 5 и 6, регулирующими подачу воздуха. к воздушным ножам 1 и 2.

Устройство работает следующим образом. 1О

Допустим, что температура расплава цинка в ванне равна заданной и расстояние от воздушного, ножа до полосы равно заданному. В этом случае сигналы на выходе схем сравнения 22, 27 и

28 равны нулю.

При изменении скорости движения полосы 34 изменяется величина сигнала,, выдаваемого датчиком скорости 19. в блоки суммирования 11 и 12. На вы- 20 ходе последних появляются сигналы рассогласования, которые усиливаются усилителями 13 и 14 и поступают на двигатели I5 и 16 клапанов 5 и 6. 3аслонки клапанов 5 и 6 поворачиваются 2s до тех пор, пока давление воздуха в воздушных ножах 1 и 2, измеренное датчиками давления 9 и 10, не уравновесит сигналы датчика скорости полосы 19, и сигналы на выходе блоков зв суммирования 11 и 12 не станут равными,нулю. При этом новому значению скорости полосы соответствует новое значение давления воздуха в воздушных ножах при неизменной толщине покрытия. Так, если скорость движения полосы увеличивается, то для поддержания толщины покрытия на заданном уровне давление воздуха в воздушных ножах также увеличивается, и наоборот.

Допустим, что температура цинкового расплава отклоняется от заданной, например становится выше заданной.

При этом на выходе схемы сравнения 22 появляется отрицательный сигнал рассогласования, который поступает на входы блоков суммирования 11 и 12. На их выходах также появляются отрицательные си-гналы, которые усиливаются усилителями 13 и 14 и подаются на входы двигателей 15 и 16 клапанов 5 и 6.

Заслонки клапанов уменьшают давление воздуха в воздушных ножах 1 и 2 до тех пор, пока на входах блоков суммирования 11 и 12 сигналы от схемы сравнения 22 и датчиков давления 9 и 10 взаимно не уравновесятся.

Так как при повышении температуры вязкость цинкового расплава уменьшается, то для поддержания толщины покрытия, равной заданной, необходимо снизить давление воздуха в воздушных ножах. Если температура цинкового рас. плава падает, то на выходе схемы сравнения 22 появляется положительный сигнал, который подается на вход блоков суммирования 11 и 12. На выходе последних появляются положительные сигналы,: которые усиливаются усилителя- ми 13 и 14 и подаются на двигатели 15 и 16 клапанов 5 и 6. Заслонки клапанов 5 и 6 увеливают давление воздуха в воздушных ножах, что необходимо для сдувания с оцинкованной полосы излишнего расплава цинка.

Известно, что при определенном (заданном) значении толщины покрытия суцествует прямая зависимость между давлением воздуха в воздушном ноже и. скоростью движения полосы. Поэтому при прочих равных условиях, изменяя коэ@@ициент пропорциональности между давлением воздуха в воздушном ноже и скоростью полосы в блоках суммирования ll и 12, можно задать различную толщины покрытия. Для этого предлвгаемое устройство снабжено блоками задания толщины покрытия 17 и 18, выходы которых соединены с блоками суммирования 11 и 12. Задавая различную толщину покрытия в блоках I7 и 18, можно получать требуемую толщину покрытия. Так для уменьшения заданной толщины покрытия при одной и той же скорости полосы необходимо удалить изли- . шек расплава цинка с оцинкованной полосы, что достигается увеличением давления воздуха в воздушных ножах 1 и 2.

Для этого необходимо увеличить коэффициент пропорциональности между давлением воздуха в воздушных ножах и скоростью полосы в блоках суммирова" ния 11 и 12. Это осуществляется выдачей положительного сигнала из блоков задания толщины 17 и 18 в блоки суммирования 11 и 12, на выходах блоков появляются также положительные сигналы, усиливаемые усилителями 13 и 14.

Сигналы с усилителей 13 и 14 поступа" ют на двигатели 15 и 16 клапанов -5 и

6. Заслонки клапанов открываются и увеличивают давление воздуха в воздушных ножах 1 и 2. Увеличение давления воздуха происходит до тех пор, пока сигналы датчиков 9 и 10 не уравновесят сигналы блоков l7 и 18 на входах блоков суммирования 11 и 12. Для увеличения заданной толщины покрытия

Формула изобретения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ФРГ и 2124302, кл кл. С 23 С 1/14, опублик. 1970.

2. Авторское свидетельство СССР и 606897 кл. С 23 С 1/14, 1978.

7 9108 при прочих равных условиях необходимо выдать иэ блоков 17 и 18 отрица.тельные сигналы на входы блоков суммирования 11 и 12. Давление воздуха в воздушных ножах 1 и 2 уменьшается S и при постоянной скорости движения полосы толщина покрытия увеличивается .

Будем считать, что температура расплава цинка в ванне равна заданной, скорость движения полосы поддер- 1о живается неизменной, толщина покрытия равна заданной блоками 17 и 18.

Допустим, что в процессе цинкования расстояние между воздушным ножом 1 и полосой 34. стало больше заданного. При этом на выходе схемы

/ сравнения 27 появляется положительный сигнал рассогласования, который поступает на вход блока суммирования 11.

На его выходе также появляется поло- 20 жительный сигнал, который усиливается усилителем 13 и подается на двигатель 15 клапана 5. Заслонка клапана 5 открывается и увеличивает давление воздуха в воздушном ноже 1 до тех пор, пока на входе блока суммирования 11 сигналы датчика 9 и схемы срав" нения 27 взаимно не уравновесятся.

При увеличении расстояния от воздушного ножа до полосы для поддержания SO заданной толщины покрытия необходимо увеличить давление воздуха в воздушных ножах, и наоборот при уменьшении расстояния от воздушных ножей до полосы для поддержания заданной толщины покрытия давление воздуха в воздушных ножах необходимо уменьшить.

Предложенное устройство позволяет получить различную толщину покрытия с лицевой и обратной сторон полосы - ао дифференцированного покрытия. Для этого в блоках 17 и 18 задают различную толщину покрытия.

Испытания опытного образца предложенного устройства на агрегате горя- 1з чего цинкования показываются, что при помощи этого устройства можно получать оцинкованную полосу высокого качества с отклонением толщины покрытия от заданной f 4 мкм. При помощи этого устройства можно также получить оцинкованную полосу с дифференцированным покрытием, причем минимальная толщйна покрытия с обратной стороны полосы 8- 12 мкм, а толщина покрытия с лицевой стороны 35-45 мкм.

Экономический эффект от внедрения системы составляет 119250 руб.

Устройство для автоматического регулирования толщины покрытия в процессе горячего цинкования, содержащее воздушные ножи, датчик давления воздуха в ножах, датчик скорости полосы, узел корректировки давления воздуха в ножах по температуре расплава цинка, блок суммирования сигналов датчиков и регулятор подачи воздуха к ножам, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с.целью получения заданной толщины покрытия и улучшения качества оцинкованной полосы путем стабилизации толщины покрытия при износе устройств, транспортирующих полосу, оно снабжено блоком задания толщины покрытия, выход которого соединен с вхо- . дом блока суммирования, и узлом автоматической корректировки давления воздуха в воздушных ножах в зависимости от изменения расстояния от воздушных ножей до полосы, состоящим из датчика расстояния, блока задания расстояния и схемы сравнения, выход которой соединен с входом блока суммирования.

910832

Составитель l0. Романов

Ре к о Н. Веселова Texgeg Ж.Кастелевич Коооектоо В утяга

В. Б тяга

Заказ 1050/6 Тираж 1049 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11)03$ Иосква Ж-)5 Раушская наб. д. 4/$

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4