АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 3
1 ОПИСАНИЕ МЕТОДИЧЕСКИХ ПЕЧЕЙ 5
1.1 Техническая характеристика основного и вспомогательного 5
оборудования участка нагревательных печей 5
1.2 Технология нагрева металла перед прокаткой 7
1.2.1 Посад и выдача слябов из печи 7
1.2.2 Дефекты нагрева металла 8
1.3 Конструкции методических печей 9
1.4 Обзор существующих способов управления нагревом слябов в печах 13
1.5 Цели и задачи создания АСУ ТП МП 20
1.6 Требования к системам управления методическими печами 21
1.7 Функциональная схема контроля и реагирования параметров методической печи
стана 2800 23
2 УПРАВЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРНЫМ РЕЖИМОМ РАБОЧЕГО ПРОСТРАНСТВА
МЕТОДИЧЕСКОЙ ПЕЧИ 28
2.1 Управляемый процесс 28
2.2 Математическое описание статической экспериментальной характеристики
управляемого процесса 29
2.2.1 Метод наименьших квадратов 29
2.2.2 Аппроксимация статической характеристики измерения температуры
томильной зоны методической печи 30
2.3 Система регулирования температуры томильной зоны 33
2.3.1 Структурная схема моделирования работы контура регулирования 33
2.3.2 Ручной расчет начального участка переходного процесса 37
2.3.3 Машинный расчет переходного процесса в системе управления 44
2.4 Исследование переходных процессов. Показатели качества переходного процесса 46
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 58
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 59
В металлургическом производстве для нагрева стали перед прокаткой широкое распространение получили методические печи различной мощности и конструкции, что связано с увеличением доли непрерывнолитого металла. Нагревательные печи относятся к основному оборудованию прокатных цехов. От их работы в значительной степени зависят объем, качество и экономичность производства проката. В большинстве случаев ошибки, возникающие при нагреве металла, уже не могут быть исправлены. Проявляясь на последующих переделах, эти ошибки приводят к снижению выхода годной продукции. Являясь начальным звеном технологической линии прокатного производства, работа нагревательных печей во многом зависит от ритма работы прокатного оборудования, наряду с этим они сохраняют особенности, присущие всем теплотехническим агрегатам. Поэтому при разработке методов рационального нагрева металла необходимо решать не только задачи, связанные с теплотехническими и технологическими проблемами, но и задачи связи ритма работы прокатного оборудования с основными параметрами теплового режима печей.
В условиях нагрева заготовок с переменными геометрическими и теплофизическими параметрами, а также при переменном темпе выдачи заготовок из печи, получение требуемого качества нагрева заготовок возможно лишь при эффективном управлении работой участка нагревательных печей. Существовавшие ранее системы управления нагревательными печами обеспечивали лишь стабилизацию некоторых отдельных параметров теплового режима работы печей, таких как температура в зонах нагрева, соотношение расходов топлива и воздуха и давления в рабочем пространстве печи. В этих системах задания локальным регуляторам указанных параметров устанавливались в ручную нагревальщиком печи, исходя из его опыта, что подчас в условиях напряженной работы стана приводило к субъективным ошибкам. При этом возникали недогрев заготовок, перерасход топлива, значительное окалино- образование и другие нарушения.
Проблемы управления нагревом металла стали особенно актуальными в связи с распространением высокопроизводительных прокатных станов и все более повышающимися требованиями, предъявляемыми к качеству нагрева металла. Быстрый технический прогресс, развитие теории управления нагревом и успехи в области её практического применения связаны с изменением в подходе к решению этих задач. Изменение заключается в том, что система управления не только должна удовлетворять определенным требованиям, но и быть оптимальной по отношению к выбранному критерию. Введение критерия оптимальности сделало постановку задач управления более конкретной.
Следует отметить, что оптимальные (с точки зрения минимум затрат на передел) режимы нагрева ввиду своей сложности не могут быть реализованы с помощью традиционного оборудования контрольно - измерительных приборов (КИП) и локальной автоматики. Поэтому использование в системе управления нагревом металла современных микропроцессорных технических средств становится объективно необходимым и позволяет эффективно, с меньшими затратами и оперативно решить задачу реализации энергосберегающих режимов управления при нагреве металла.
От работы нагревательных печей значительной степени зависят объем, качество и экономичность производства проката.
В выпускной квалификационной работе был исследован процесс нагрева металла в методической печи. Была разработана система регулирования температуры в томильной зоне печи.
Составлены функциональная схема контроля и регулирования параметров методической печи и принципиальная электрическая схема регулирования температуры в рабочем пространстве печи.
Предлагаемые в выпускной квалификационной работе мероприятия способны качественно и эффективно обеспечить управление нагревом металла и уменьшить расходы топлива на нагрев. Эти мероприятия являются экономически выгодными и принесут прибыль предприятию.
