книги из ГПНТБ / Применение вычислительной техники на металлургическом заводе

Г Л А В А IV

ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА В МАРТЕНОВСКОМ ПРОИЗВОДСТВЕ

Технологическая схема работы производственных отделении марте­ новского цеха завода «Азовсталь» существенно не отличается от схемы работы аналогичных цехов других металлургических пред­ приятий. Особенности передела фосфористых чугунов в качающихся

Управление тепловым режимом мартеновских печей осущест­ вляют с помощью локальных систем контроля и автоматического регулирования, основанных на серийно выпускаемой контрольноизмерительной Ii регулирующей аппаратуре. Отдельные элементы аналоговой вычислительной техники применяют здесь для регулиро­ вания соотношения между кнслородоносителями (воздух и техни­ ческий кислород) и топливом (природный газ и жидкое топливо) для автоматизации реверсирования факела с помощью разработан­

Учетные работы в цехе частично механизированы. На машинносчетной станции ведут учет расхода шихты и хозрасчетных взаимо­ отношений с доменным цехом и цехом блюминг. На ЭЦВМ «Промінь» рассчитывают распределение производства стали по бригадам.

центра. (Например, статистически обрабатывают информацию для

вода планируется внедрить в мартеновский цех систему централи­

кислорода, подаваемого в факел печи для интенсификации горения. Ферродинамические преобразователи ПФ4, встроенные в расходо­ меры, преобразуют расходы в электрические сигналы — э. д. с. пе­ ременного тока.

112

Между расходами топлива п кислородоносятелей должно ав­ томатически поддерживаться соотношение

Рис. 23. Аналоговая вычислительная система регулятора соотношения топливо — кнслородоноснтелн

В уравнении (47) зависимой переменной является расход воз­ духа Qu, который автоматически поддерживается регулятором со­

умножения выполняют повторитель электрических сигналов 6 и ди­ станционный задатчик 3, с помощью которого устанавливают необ­

датчика пропорционален произведению a ( Q n p . r Ѵир.г+Фж.т Ѵж:т).На вход регулятора 7 поступает разность между этим сигналом, и ве­

на рис. 23 вычислительная схема автоматически решает уравнение (47), выполняя операции сложения, умножения и вычитания.

Расчет этой вычислительной схемы заключается в выборе коэф­ фициентов делителей напряжения" k\ -т- k4. Для расчета схемы слу­ жит система уравнений:

8—827

ся возможность решать уравнения, в которые входит время. Для периодических производственных процессов такая возможность имеет большое значение. Эффективность работы П Р П оказалась настолько высокой, что такими реле в настоящее время оборудованы все мар­ теновские печи завода «Азовсталь».

114

ГЛ А В А V

АН А Л О Г О В АЯ И ЦИФРОВАЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА В ОТДЕЛЕНИИ НАГРЕВАТЕЛЬНЫХ КОЛОДЦЕВ

Для оптимального управления нагревом слитков в на­ гревательных колодцах в первую очередь необходимо знание температуры нагреваемого металла, так как тем­ пература слитков является ведущим параметром тепло­ вого режима колодца. Вследствие этого в системы ком­ плексной автоматизации колодцев в качестве обязатель­ ных элементов должны входить узлы автоматического контроля и управления температурой металла.

Температура поверхности массивного стального слит­ ка не может исчерпывающе характеризовать его тепло­ вое состояние, так как существует температурный пере­ пад по сечению слитка, различный в различные периоды нагрева. Для объективной оценки нагрева металла не­ сомненный интерес представляет температура внутрен­ них точек слитка или его средняя интегральная темпера­ тура. Автоматический производственный контроль тем­ пературы внутренних точек или средней по сечению температуры слитков возможен только с помощью анало­ говых или цифровых вычислительных устройств, реали­ зующих методы расчетного контроля параметров, недо­ ступных для прямого инструментального измерения.

Разработке рационального алгоритма расчетного контроля и управления температурой металла необходи­ мо уделять особое внимание, так как погрешность рас­ четного контроля, структура и стоимость вычислитель­ ной системы определяются главным образом выбранной моделью динамики нагрева металла. К выбору матема­ тической модели возможен двоякий подход:

2) сведение динамики слитков к сосредоточенной мо­ дели, характеризующейся двумя выходными параметра­ ми—средней температурой металла и температурой по­ верхности слитка.

Первый метод реализован в системе централизован­ ного управления нагревательными колодцами прокатно-

116

го цеха «Нагрев» [33, 34]. Система «Нагрев», разрабо­ танная ЦИНИКА, предназначена для управления на­ гревом слитков в регенеративных нагревательных ко­ лодцах Магнитогорского и Нижне-Тагильского металлур­ гических комбинатов и включает в себя вычислительный комплекс, состоящий из цифровой управляющей вычис­ лительной машины УМ-ІН-ХМ. и аналоговой вычисли­ тельной машины МН-7. На машине МН-7 проводится моделирование температурного поля в слитках с авто­ матическим подбором коэффициентов модели, осущест­ вляемым путем сравнения действительной (измеряемой пирометрами излучения) и расчетной температур поверх­ ности слитка.

Другой метод моделирования процессов нагрева реа­ лизован на металлургическом заводе «Азовсталь».

В работах [35—38] показано, что расчетный контроль температуры слитков может быть основан на решении упрощенного дифференциального уравнения нагрева массивного тела:

колодца,°С;

Т— постоянная времени нагрева, учитывающая условия теплообмена и массивность нагрева­

о

может быть автоматически решено и на аналоговых, и на

ходимо решать в реальном масштабе времени, чтобы из­ мерительная система выдавала контролируемую величи­ ну синхронно с технологическим процессом. Так как по­ стоянная времени Т для больших слитков достигает

117

нескольких часов, то в аналоговых системах контроля температуры возможно применение только электромеха­ нических интеграторов (серийных частотных или нестан­ дартных), а в системах с цифровыми вычислительными машинами можно выбирать достаточно большой интер­ вал дискретности между последовательными циклами вычислительных операции.

Расчетная температура поверхности слитков /цоп(т) является средневзвешенной величиной между температу­

система, принципиальная схема которой изображена на рис. 26. В системе использована серийная частотпо-фер- роднпамическая аппаратура, выпускаемая заводом КИП (г. Харьков).

Температуру рабочего пространства колодца /д (т) измеряют термопарой платннородий—платина ТИП в комплекте с электронным потенциометром КСП-3. Пре­ образователь ПФ-4 в потенциометре формирует электри­ ческий сигнал, пропорциональный / д (т) . Потенциометр градуировки ПП-1 имеет неравномерную шкалу, поэтому кинематическая передача от подвижной системы потен­

Термопара измеряет температуру отходящих продук­ тов сгорания, которая не равна определяющей темпера­ туре гс (т), вследствие чего в схеме необходим корректи­ рующий задатчик ДЗФМ-2, которым задают поправку Д/д (по контрольному оптическому пирометру), так что

* с ( т ) = / д ( т ) - 4 - А / д .

118

Так как поправка обычно невелика по сравнению с величиной /д , то шкала задатчнка выполнена узкопре­ дельной. Пределы шкалы устанавливают выносным де­

переменного тока и не может быть непосредственно по­ дан на вход частотного интегратора. Для преобразования

Установку начального значения средней температуры металла г'ср(О) и запуск интегратора осуществляют кноп­ ками управления КУ.

Выходной сигнал интегратора /С р(т) размножается преобразователем ПФФ-4240, откуда величина tv,p(x) ne-

120

редается в схему автоматического управления Нагревом металла (//) и в узел расчета температуры поверхности

С Л И Т К ОВ ^пов ( т ) .

Выходным прибором узла расчета ^пов(т) служит вто­ ричный самопишущий прибор с ферродинамическим ком­

казала, что частотный интегратор в производственных

яние между подвижным / и неподвижным 2 контактами может изменяться, поскольку подвижный контакт пере­ мещается реверсивным двигателем РД. Если централь­ ный угол между контактами равен 180°, то цепь между ними всегда разомкнута и вал выходного двигателя ин­

121