ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 16.10.2024
Просмотров: 92
Скачиваний: 0
З.Е.КРУАШВИЛИ ■
автоматизированный
нагрев стали
3. Е. КРУАШВИЛИ
Автоматизированный
НАГРЕВ СТАЛИ
Ф
М о с к в а
«МЕТАЛЛУРГИЯ»
1973
УДК 65.011.56.669.046
Автоматизированный |
нагрев стали. К р у а ш в и л и 3. Е. М., «Ме |
|
таллургия», |
1973, с. |
328. |
В книге даны основы автоматизированного нагрева стали с |
||
обобщением |
результатов теоретических и практических разрабо |
|
ток научно-исследовательских и проектно-конструкторских организа ций, а также некоторых отечественных и зарубежных авторов. Осве щаются вопросы алгоритмизации и конструирования современных средств и систем управления процессом нагрева стали. Приводятся различные варианты построения систем управления методическими и кольцевыми нагревательными печами.
Книга может представить интерес для широкого круга инженер но-технических работников, занимающихся исследованием, разработ кой, проектированием и эксплуатацией автоматизированных систем управления теплотехническими агрегатами, а также для студентов высших и средних учебных заведений соответствующего профиля. Ил. 85. Табл. 16. Список лит.: 91 назв.
©Издательство «Металлургия», 1973.
3122—149
К---------------- 130—73 040(01)—73
|
Стр. |
Предисловие......................................................................................... |
8 |
В ведение...................... |
12 |
Г л а в а |
I |
Теплотехнические и технологические проблемы
автоматизации печей
1.Основные зависимости между теплотехническими и техноло гическими параметрами нагревательных печей и назначение
|
системы уп равл ен и я ................................................................... |
15 |
2. |
Существующие системы управления процессом нагрева стали |
24 |
3. |
Задачи алгоритмизации процесса нагрева металла в методи |
|
|
ческих п е ч а х ................................................................................. |
35 |
|
Г л а в а II |
|
|
Идентификация методических и кольцевых печей |
|
|
как объектов управления |
|
1. |
Методические печи как объекты управления температурным |
|
|
реж имом ......................................................................................... |
74 |
2. |
Кольцевые печи как объекты управления тепловым режи |
|
|
мом ................................................................................................... |
77 |
3.Влияние времени транспортирования на распределение тем пературы в заготовке перед ее прокаткой и производитель
ность с т а н а ................................................................................. |
81 |
Г л а в а III |
|
Управление нагревательными печами |
|
как объектами с переменными параметрами |
|
1. Некоторые вопросы управления тепловым режимом нагрева |
|
тельных печен вусловиях переменного ........................ |
88 |
Î2. Управление нагревательными печами в классе систем с пе |
|
ременной СТРУКТУРОЙ........................................................................... |
96 |
3. Некоторые вопросы адаптации в классе систем с переменной |
|
|
структурой..................................... |
■............................................. |
109 |
4.Целесообразность применения централизованных систем для
управления |
нагревательными п еч ам и ................................. |
131 |
|||
|
|
Г л а в а |
IV |
|
|
Исходная информация для построения систем |
|
||||
|
управления процессом нагрева стали |
|
|||
1. Способы и средства измерения температуры поверхности ме |
|
||||
талла |
в нагревательных п е ч а х |
............................................... |
|
146 |
|
2. Определение установочных координат датчика измерения |
|
||||
температуры |
металла в методической |
зоне нагревательной |
|
||
п е ч и ............................................................................................... |
|
|
|
|
159 |
3. Информация о времени пребывания металла в зонах нагрева |
167 |
||||
4. Информация, характеризующая параметры и границы са |
|
||||
док в |
рабочем |
пространстве ................................................... |
|
|
189 |
|
|
Г л а в а |
V |
|
|
Моделирование систем |
управления нагревательными |
||||
|
|
печами |
|
|
|
1. Определение конечных значений температур в зонах при из |
|
||||
меняющихся параметрах садки и темпа прокатки . . . . |
196 |
||||
2. Определение взаимного влияния зон в методических печах и |
|
||||
условий |
инвариантности контуров |
регулирования . . . . |
212 |
||
3. Некоторые вопросы моделирования процесса нагрева метал |
|
||||
ла в п е ч а х |
|
|
|
221 |
|
|
|
Г л а в а |
VI |
|
|
|
|
Опыт эксплуатации САУ, |
|
||
внедренных на методических и кольцевых печах |
|
||||
|
|
заводов черной металлургии |
|
||
1. Система |
автоматического управления |
тепловым режимом |
|
||
методической печи в зависимости от темпа прокатки или |
|
||||
производительности |
|
|
|
228 |
|
2. Система автоматического управления тепловым режимом |
|
||||
кольцевых нагревательных |
п е ч е .................................................й |
|
235 |
||
3. Система оптимального управления процессом нагрева метал |
|
||||
ла в методических ......................................................... |
|
|
|
246 |
|
4. Вероятностные |
системы |
централизованного |
|
||
управления с переменной структурой и средства их реали |
|
||||
зации . : . ...................................................................................; |
|
|
|
273 |
|
5. Система |
связи .................................................... |
печи — с т а и |
|
|
291 |
Г л а в а VII |
|
Технико-экономические аспекты реализации |
|
систем управления в промышленных условиях |
|
I |
|
1. Определение экономической эффективности |
автоматизиро |
ванного нагрева стали .............................................................. |
297 |
2. Основные источники экономической эффективности автома |
|
тизированного нагрева стали ..................................................... |
305 |
3. Использование метода экспертных оценок для определения |
|
экономической эффективности информационных каналов си |
|
стемы связи печи — с т а н ......................................................... |
309 |
4. Расчет ожидаемой экономической эффективности от внедре |
|
ния системы управления тепловым режимом по темпу про |
|
катки .............................................................................................. |
318 |
Список литературы ........................................................................ |
323 |
Обозначения, принятые в книге
р — производительность печи, т/ч; с — удельная теплоемкость материала, ккал!{кг-град)-,
0Т — расход топлива, /сг/ч; лі3/ч;
Gji.p — расход продуктов горения, /сг/ч; t°, т — время;
і; Т — температура, °С; °К; Q — количество тепла, ккал\
а— коэффициент температуропроводности, л2/ч;
и — управляющее воздействие; S — толщина металла, м;
р — плотность, кг/м3;
q — тепловой поток, ккал/ч;
.Ѵвх — входная величина объекта; *вых — выходная величина объекта;
хВУ. — машинная переменная входного объекта; |
|
||||
**ых — машинная переменная выходного объекта; |
|
||||
Ѳ — постоянная времени, ч; |
|
|
|
|
|
Wс — передаточная функция системы; |
|
|
|||
Wo6 — передаточная функция объекта; |
|
|
|||
Wp — передаточная функция регулятора; |
печи, м/сек; |
||||
V — скорость продвижения |
металлов в |
||||
о0 — номинальная |
скорость |
продвижения |
металла в печи, |
||
м/сек; |
лучистого |
теплообмена, ккал/{мг-ч- |
|||
a j — коэффициент |
|||||
■град); |
конвективного теплообмена, |
ккал/(м'2- |
|||
а 2 — коэффициент |
|||||
■ч-град); |
|
|
|
|
|
N t — темп выдачи металла из печи; |
|
|
|||
I — длина заготовки нагреваемого металла, м; |
м; |
||||
Ь — ширина заготовки нагреваемого металла, |
|||||
L — длина печи, м; |
|
|
|
|
|
Lj, L2, L3 — длина зон печи, м; |
|
|
|
|
|
S0K — толщина окалины, мм; |
|
|
|
|
|
(м — температура металла, °С; |
|
|
|||
<п — температура печи, °С; |
|
|
|
|
|
t! — температура |
металла в методической зоне, °С; |
||||
t3 — температура |
металла в верхней сварочной зоне, °С; |
||||
h — температура |
металла в нижней сварочной зоне, °С; |
||||
(ta — температура томильной зоны, °С; |
|
|
|||
tn.c — температура |
продуктов |
сгорания, °К; |
|
||
увых — выходная величина регулятора;
М— марка стали;
Fo — критерий Фурье; m — масса металла, кг;
<п.м — температура поверхности металла, °С;
Тг — температура сжигаемого газа, °К;
Тк — температура кладки печи, °К;
cù — частота колебаний, щ\
%.п.т — коэффициент полезного использования тепла; Д£ — приращение энтальпии металла, кал;
^*м — заданная температура поверхности металла, °С;
<пм.д — действительная температура поверхности металла, й — количество нагреваемых заготовок в партии, шт.; /0 — время запаздывания, сек.
А — период между выдачами металла, сек;
— начальная температура металла при посадке печь, °С;
т0 — момент выдачи очередного сляба; А — коэффициент теплопроводности, ккал/(м-ч-град); tp — время регулирования, сек;
6 — степень точности, % ; (оср — частота среза, гц;
kp — коэффициент передачи регулятора; к0б — коэффициент передачи объекта;
s — линия переключения.
Важнейшим направлением в развитии народного хо зяйства СССР, намеченным XXIV съездом КПСС, явля ется коренное улучшение качества выпускаемой продук ции, основанное на внедрении прогрессивных способов ее производства и высокоэффективных систем автомати ческого управления технологическими процессами.
Непрерывное увеличение производства металла в на шей стране — одна из важнейших задач народного хо зяйства. Около 90% всей выплавляемой стали проходит различные стадии обработки давлением. При этом поч ти три четверти выплавляемой стали подвергается про катке.
Такой рост производства проката в СССР обеспечи вается вводом в действие современных высокопроизво дительных прокатных станов и вспомогательного обору дования, а также дальнейшей интенсификацией произ водственных процессов в результате внедрения новейших автоматизированных систем управления технологиче скими процессами прокатки. Увеличение производитель ности прокатных станов находится в прямой зависимо сти от четкой и ритмичной работы нагревательных уст ройств и оптимального ведения процесса нагрева металла перед его прокаткой.
Наряду с проблемами автоматизации технологиче ского цикла прокатки задачей первостепенной важно сти, имеющей большое экономическое значение, являет ся развитие и усовершенствование существующих систем. В связи с повышением технологических требова ний к процессу нагрева металла как последней стадии подготовки металла к прокатке значительно усложняют ся функции систем автоматического управления нагре вательными устройствами, перед которыми ставятся но вые задачи. Среди этих задач особое внимание уделяет ся повышению производительности прокатного стана.
Системы управления должны обеспечивать надежную технологическую связь прокатного стана с нагреватель ными устройствами, с превращением последних в авто матизированный объект, полностью удовлетворяющий растущим требованиям технологии прокатки. Решение такой проблемы рассматривается как выявление одного из важных резервов роста производительности прокат ного производства и улучшение качественных показате лей технологии проката.
В предлагаемой книге обобщены результаты теоре тических и практических разработок научно-исследова тельских и проектно-конструкторских организаций, а также некоторых отечественных и зарубежных авто ров в области создания средств и систем автоматиче ского управления процессом нагрева металла.
Первая глава посвящена рассмотрению теплотехни ческих проблем автоматизации нагревательных печей. В ней кратко проанализированы основные этапы разви тия систем управления процессом нагрева стали перед прокаткой. При этом основное внимание уделено разра боткам, испытанным или реализованным в промышлен ных условиях. Приводятся наиболее интересные, с точки зрения их практического применения, алгоритмы уп равления процессом нагрева стали, предложенные оте чественными и зарубежными авторами.
Во второй главе освещены вопросы исследования нагревательных печей как объектов автоматического управления. В ней приводятся методы и результаты ис следований основных параметров теплового режима от дельно для методических и кольцевых печей. Кроме того, даны результаты моделирования влияния времени транс портировки металла от печи к стану на распределение температуры в заготовке перед его прокаткой и на про изводительность стана.
В третьей главе уделяется внимание задачам управ ления температурным режимом в условиях переменного ритма работы прокатного оборудования и при изменяю щихся параметрах садки. Кроме того, приводятся ре зультаты исследования нагревательных печей как объ ектов управления в классе систем с переменной струк турой, теоретические основы которых разработаны С. В. Емельяновым. Рассмотрены некоторые вопросы управления тепловым режимом в условиях переменно го коэффициента передачи объекта, предложены инва-