книги из ГПНТБ / Круашвили, З. Е. Автоматизированный нагрев стали

З.Е.КРУАШВИЛИ ■

автоматизированный

нагрев стали

УДК 65.011.56.669.046

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

Теплотехнические и технологические проблемы

автоматизации печей

1.Основные зависимости между теплотехническими и техноло­ гическими параметрами нагревательных печей и назначение

3.Влияние времени транспортирования на распределение тем­ пературы в заготовке перед ее прокаткой и производитель­

4.Целесообразность применения централизованных систем для

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;

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-