Файл: Круашвили, З. Е. Автоматизированный нагрев стали.pdf

Из рис. 30 видно, что погрешности пирометров П\ и Я2 практически не влияют на точность нагрева верхней поверхности выдаваемого сляба. Следовательно, если пи­

с температурой ^пмс~^п„с± 2/зез независимо от значений

еі и е2в пределах ±2,5%.

Погрешность пирометра Я і в пределах ± 2 ,5%: не вли­ яет на аначенне температуры нижней поверхности /п.м.н или перепада температуры At выдаваемого сляба; иными словами, неточности нагрева металла вследствие пог­ решности пирометра в I сварочной зоне можно пол­

При определении погрешности измерений не прини­ малась во внимание погрешность, вносимая переменным по толщине слоем окалины на поверхности металла. Рас­ четы показывают, что для ходовых марок сталей макси­ мальная погрешность, вносимая этим фактором, может достичь 15—20 град, т. е. 1—1,5% от измеряемой темпе­ ратуры; это может быть учтено в алгоритме управления.

Из результатов моделирования можно сделать вывод, что влияние точности пирометров П\—Я3 на результат нагрева является возрастающей функцией координаты места их установки от посада к выдаче. По результатам моделирования можно также определить допустимую погрешность пирометров в зависимости от требуемой точности нагрева слябов при выдаче из печи.

Полученные результаты показывают путь для упро­ щения алгоритмов управления нагревом металла в ме­ тодической печи. Так как погрешность измерения темпе­ ратуры поверхности металла в I сварочной зоне почти не влияет на точность нагрева сляба при выдаче из печи, можно вместо алгоритма (ІѴ-2) принимать

при реализации которого вообще не требуется измерять температуру поверхности металла в I сварочной зоне,

т. e. в этом случае вместо управления используем просто компенсацию.

Как показывают результаты моделирования управле­ ния печью при стационарных и нестационарных режи­ мах, можно без большого ущерба (в смысле среднеквад­ ратичного отклонения (п.м.с и Aie от заданных значений) принимать даже w1 (T)=const, т. е. температурой в I сва­

рочной зоне вообще не управлять. Результаты моделиро­ вания управления печью по алгоритмам (ІѴ-3) — (ІѴ-5) при гг1 (т) = const с точностью до 4 град совпадают с ре­

зультатами, полученными при моделировании управле­ ния печью по алгоритмам (ІѴ-2)— (ІѴ-5).

Как показывают более подробные исследования, при замене алгоритма (ІѴ-2) простым условием «' (x)=const

основные затраты на нагрев увеличиваются: расход топ­ лива и количество окисленного металла возрастают, по­ скольку не соблюдаются оптимальные (в смысле мини­ мума основных затрат) соотношения между тепловыми мощностями I и II сварочных зон, которые должны су­ щественно зависеть от темпа выдачи слябов из печи.

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСТАНОВОЧНЫХ КООРДИНАТ ДАТЧИКА ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ МЕТАЛЛА В МЕТОДИЧЕСКОЙ ЗОНЕ НАГРЕВАТЕЛЬНОЙ ПЕЧИ

При всех изменениях темпа работы прокатного стана необходимо изменять производительность нагреватель­ ных печей и соответственно корректировать тепловую нагрузку печи, что должно осуществляться автоматиче­ ским изменением задания регуляторам температуры в зонах печи.

Исследования [70] показали, что информацией, непре­ рывно характеризующей производительность печи, мо­ жет служить температура металла в методической зоне печи в сочетании с сигналом о средней частоте выдачи нагретого металла из печи. Эти два сигнала дополняют друг друга, их сочетание дает возможность получить достаточно полное представление о производительности печи и может быть использовано в системе управления в качестве корректирующего задания регуляторам темпе­ ратуры.

От полноты и достоверности указанных сигналов и правильного выбора их соотношения полностью зависит работа системы управления. Между температурой ме-

талла в методической зоне и производительностью пСчП существует определенная зависимость (рис. 31), однако для получения линейной зависимости между этими вели­ чинами большое значение имеет правильная организация контроля температуры металла, выбор координат уста­ новки пирометров в пределах методической зоны печи.

По мере продвижения металла в глубь печи разность температур поверхности и середины нагреваемого метал­ ла увеличивается, а затем

Изделия, при нагреве которых не возникают большие перепады температур, называют тонкими. Изделия, при расчете нагрева которых нельзя пренебречь перепадом температур внутри, называют массивными. Отнесение данного изделия к разряду тонких или массивных опре­ деляется не только размерами и теплопроводностью, но и интенсивностью нагрева. Изделие больших размеров, нагреваемое очень медленно, ведет себя при нагреве как тонкое и наоборот. Мерой характеристики тонких и мас­ сивных изделий является критерий

1

а S

Как известно, числитель представляет собой внутрен­ нее тепловое сопротивление пластины, а знаменатель — внешнее. Таким образом критерий Ві показывает отно­ шение внутреннего сопротивления к внешнему. Для тон­

ких изделий он мал. С увеличением массивности он воз­ растает, являясь таким образом мерой массивности тела. Сущность предлагаемого метода заключается в опреде­ лении критерия Ві по длине печи для всего сортамента нагреваемого металла. Точки пересечения семейства кри­ вых с переходной областью между тонкими и массивны­ ми изделиями и являются координатами установки пи­ рометров, изменяющих температуру поверхности ме­ талла.

В этих пределах температура поверхности металла с достаточной точностью отражает температуру по всему сечению, ее изменения соответствуют изменениям произ­ водительности (рис. 31) и поэтому она может служить одним из корректирующих сигналов в системе управле­ ния тепловым режимом нагревательных печей.

Этот сигнал [71] может быть с успехом применен на печах с «холодным посадом», однако его нельзя механи­ чески применять на печах со «смешанным посадом» ме­ талла, так как тепловой режим работы этих печей изме­ няется не только с изменением скорости проталкивания металла, а также и с изменением температуры его по­ сада.

Для примера ниже приводится расчет координат установки ра­ диационного пирометра, замеряющего температуру поверхности ме­ талла в методической зоне печи № 2 стана 320 РМЗ. Расчет выпол­ нен для сталей марок Ст. 2 и Ст. 6 при максимальной производитель­ ности печи. В расчете принималось допущение: методическую зону печи разбивали на три подзоны, в которых температуры и коэффици­ ент а принимались условно постоянными:

I — t = 900° С,

X52,9

Ф(1; 0,142; 2,72) = 0,65; Ф(0; 0,142; 2,75) = 0,70; Ф(1; 0,142; 2,75) = 0,42;

Ф(0; 0,142; 2,75) = 0,46;

Ф(І; 0,25; 2,32) = 0,55; Ф(0; 0,15; 2,32) = 0,58; Ф(0; 0,25; 2,32) = 0,4;

Ф(0;0,25;2,32) = 0,5;