книги из ГПНТБ / Применение вычислительной техники на металлургическом заводе

^ПОБ (0) и ^ср(О). Лучшее совпадение между расчетными точками и экспериментально-расчетной кривой можно получить, если при расчетах на ЭЦВМ учесть зависи­ мость теплопроводности стали от температуры.

После определения начальной средней температуры металла можно приступать к нахождению постоянных времени нагрева Т для различных партий слитков. Про-

1200

I I

стым и достаточно эффективным способом определения величины Т является статистический метод, основанный па обработке и анализе большого числа нагревов, осу­ ществленных в производственных условиях. Как п ранее, расчетами на ЭЦВМ или с помощью экспериментальных нагревов слитков с заложенными в них термопарами ре­ зультаты статистической обработки могут быть либо под­ тверждены, либо несколько скорректированы.

132

нюю температуру металла, можно рассчитать на ЭЦВА^ кривую изменения температуры tcp (х) по ходу нагрева.

Обработку данных производственной практики осу­ ществляем в соответствии с описанной ниже методикой. Сначала группируем данные относящиеся к нагревам выбранной стали, отлитой в изложницы одного типа, при постоянном числе слитков, нагреваемых в колодце.

тервалом дискретности Ат=5ч - 10 мин. Составляем про­

туру нагрева металла / С р ( Т п ) р а с ч при различных значе­

для большого числа нагревов однородных партий метал­ ла, исключив из рассмотрения нагревы, явно отличаю­ щиеся от средних.

Постоянные времени нагрева, зависящие от типа и числа нагреваемых слитков, для двух характерных типов слитков (в изложницах Р-10 и К-5) приведены в табл. 13.

На различных металлургических заводах условия ото­ пления колодцев, их конструкция, расположение слитков в рабочем пространстве и др. факторы могут различать­

133

тального определения величины Т обеспечивает соответ­ ствие между определяющей температурой рабочего про­

ром усредненном виде многие факторы: неравномерность нагрева различных граней слитка и различных слитков в ячейке; переменные теплотехнические и теплофизические параметры; распределенное температурное поле по

Оптимальная по быстродействию система управле­ ния нагревом слитков в нагревательном колодце долж­ на минимизировать время нагрева при следующих ог­ раничениях [42];

134

1. Скорость увеличения температуры рабочего прост­ ранства колодца в период подъема температуры огра­ ничена тепловой мощностью ячейки:

ва ограничена стойкостью огнеупорных элементов ко­ лодца:

(с (т) < (max

3. Предельная температура поверхности слитков не должна превышать температуры пережога данной мар­ ки стали:

/ п о в ( т ) < * „ ° С .

При таких ограничениях температурный график оп­

колодца. В этом интервале времени температуру колод­

ранства, и здесь tc В момент т 2 температура ^пов(т) наиболее опасной точки поверхности слитка — ре­

ным снижением температуры рабочего пространства. В

до этой величины. В зависимости от допустимого пере­

Анализ оптимального графика нагрева (рис. 34) по­ казывает, что температура рабочего пространства долж­ на изменяться в соответствии с расчетной средней темпе­ ратурой металла. Параметрическая зависимость tc — =f((Cp) имеет вид:

135

при / с р < 'п ' ù 'nui."

при 'п 'max

А.

где ki и k2 — коэффициенты веса в формуле (51).

t

1500

Зависимость tc—f(tCp) является статической харак­ теристикой системы автоматического оптимального по быстродействию управления температурным режимом нагревательного колодца.

136

Изменение •расхода га ja

(Рис. 35. Принципиальная схема системы оптимального по быстродействию управления нагревом слитков

Рассмотрим структуру и принципиальную схему такой

такты К\ и Кі в ПФФ-6440^ размыкаются.

Повторитель электрических сигналов ПЭФ обеспечи­ вает напряжение питания задатчпка ДЗФМ-3, который в рассматриваемой системе играет роль задатчпка темпа нагрева. Если указатель задатчпка стоит на некоторой номинальной отметке шкалы, то сброс задания tc осу­ ществляется так, чтобы обеспечить оптимальный по быстродействию нагрев металла.

устанавливают на отметку шкалы, большую, чем номи­ нальная, и система управления нагревом осуществляет более интенсивное снижение температуры рабочего про­ странства колодца по ходу нагрева, чем при наискорей­ шем нагреве.

Такое перемещение указателя задатчпка ДЗФМ-3 эк­ вивалентно заданию более низкой допустимой темпера­ туры поверхности металла. Этот задатчик можно исполь­ зовать также для изменения темпа нагрева по сигналу от центральной вычислительной машины, управляющей работой всего отделения нагревательных колодцев.

Марки сталей, нагреваемых в условиях данного от­ деления нагревательных колодцев, часто без ущерба для качества нагрева можно разделить на 2—3 группы. В частности, в отделении нагревательных колодцев за­ вода «Азовсталь» нагревают в основном малоуглеродис­ тые стали н стали с повышенным содержанием углерода,

138

менты: 2ПФ-4, К2 и 2ДЗФМ-4 — при нагреве М75. Выбор режима нагрева осуществляют универсальным переклю­ чателем УП, имеющим 2 рабочих положения (см. рис. 35). Работу системы оптимального управления ха­ рактеризуют графики нагревов на автоматизированной ячейке нагревательных колодцев (рис. 36 и 37).

время, V

На рис. 36 показан график нагрева десяти слитков Ст.Зкп в изложницах К-5. Температуру поверхности ма­ лоуглеродистой стали можно поднимать до 1325—1330° С, и в период томления температура поверхности поддер­ живалась автоматически на этом предельно допустимом уровне. Выдачу слитков произвели при достижении средней температурой металла уровня 1255° С.

Аналогично (рис. 37) вела система автоматики на­ грев десяти слитков Ст.4пс (предельная температура по­ верхности также 1325°С), но здесь выдача готового ме­ талла была задержана по организационным причинам на 15 мин. Поэтому система автоматики осуществила ступенчатый сброс температуры рабочего пространства колодца на 25 град при достижении средней темпера­ турой металла заданного уровня 1250—1255° С. Послед-

139

mie 15 мин нагрева ячейка находилась практически в ре* жиме холостого хода. Отметим, что кривыми 2 (темпера­ туры поверхности) на рис. 36 и 37 можно пользоваться только спустя 1 —1,5 ч после начала нагрева, когда

в основном завершаются переходные процессы, вызван­ ные неравномерным начальным распределением темпе­ ратуры по сечению слитка.

4. Ц И Ф Р О В А Я А В Т О М А Т И З И Р О В А Н Н А Я И Н Ф О Р М А Ц И О Н Н А Я С И С Т Е М А КОНТРОЛЯ НАГРЕВА М Е Т А Л Л А В НАГРЕВАТЕЛЬНОМ К О Л О Д Ц Е (АИС)

АИС функционирует на базе цифровой вычислитель­ ной машины и представляет в распоряжение сварщика и диспетчера отделения нагревательных колодцев циф­ ровую информацию о температуре слитков и выдает прогноз момента окончания нагрева. Эта информация используется производственным персоналом для объек­ тивной оценки состояния металла и планирования даль­

140

Автоматический расчетный контроль температуры Металла и прогнозирование момента окончания нагрева слитков основаны на следующих соотношениях: •

^пов, to являются выходными и выводятся на цифрозасвечивающее табло и печатающее устройство для исполь­ зования персоналом отделения нагревательных колод­ цев. Смена цифр на табло производится с интервалом дискретности Д т = 5 мин.

141