книги из ГПНТБ / Применение вычислительной техники на металлургическом заводе

гистрпровалп результаты расчетов п текущее время. Полученную информацию о составе сырья, продуктов плавки, режиме загрузки подготавливали в виде блан­ ков дежурные исследователи и вводили в машину опе­ раторы. В вычислительную машину одновременно с ин­ формацией о составе продуктов плавки вводили также информацию о температуре чугуна и шлака. Измерение температуры чугуна па выпуске проводили с помощью полуавтоматической установки ЦЛА. Температуру шла­ ка принимали выше измеренной температуры чугуна па 50 град.

Информацию о влажности дутья (в период исследо­ вания влажность дутья была естественной) вводили в

машину по показаниям психрометров. В период иссле­ дования ежесуточно проводили коррекцию автоматичес­ ких газоанализаторов колошникового газа по результа­

Вычислительная машина «ВНИИЭМ-1» печатала на ленте следующие параметры:

* Условные обозначения приведены в приложении 2.

71

ЛЯ Л И по двум вариантам:

1)по первичной информации, получаемой при еди­ ничных опросах каждые 5 мин, с. последующим усредне­ нием результатов расчета за 6 пятиминутных опросов;

2)по усредненной за эти шесть опросов первичной информации.

Для обеспечения возможности дублирования расче­ тов по алгоритму одновременной проверки методик на случай сбоев и остановок вычислительной машины, оши­ бок в поступающей первичной информации и пр. преду­ смотрели сбор первичной информации и повторный про­ счет по этой информации.

В результате повторного просчета с помощью вычис­ лительной машины были получены значения расчетных параметров и рекомендаций по анализируемым методи­ кам за каждые полчаса всего периода эксперименталь­ ных исследований. Всего было рассчитано 60 парамет­ ров по 1056 точкам реализации (22 суток непрерывной работы печи).

я н и я д о м е н н о й п е ч и В период исследовании машина «ВНИИЭМ-1» вы­

числяла и фиксировала на ленте печатающего устройст­ ва рекомендации о величине коксовой подачи и важней­ шие расчетные параметры одновременно по всем рас­ сматриваемым методикам. В программу исследований не входило выполнение рекомендаций по этим методи­ кам.

Сущность той или иной методики контроля и регули­ рования отражают рекомендуемые значения величины

72

каждый момент времени с целью поддержания тепло­ вого состояния доменной печи на оптимальном уровне. Поскольку в качестве критериев теплового состояния бы­ ли примяты величины содержания кремния в чугуне н отношение содержания марганца в чугуне к содержа­ нию закиси марганца в шлаке, то правильность реко­ мендаций оценивали сопоставлением их с этими крите­ риями.

выполнялись, и что тепловое состояние, независимо от рекомендаций, регулировалось обслуживающим персо­ налом доменной печи. В этих условиях при оценке ме­ тодик могут встретиться в основном следующие вари­ анты:

1) величины действительной и рекомендуемой кок­

В этом случае рекомендации по регулированию правиль­ но отражают ход процесса;

2)величины действительной и рекомендуемой коксо­ вой подачи совпадают, а величины критерия теплового состояния отклоняются от оптимального уровня. При этом рекомендации по регулированию следует считать неприемлемыми, поскольку их выполнение не улучшает хода печи;

3)величины действительной и рекомендуемой кок­ совой подачи не совпадают, а величина критерия теп­

лового состояния соответствует оптимальному уровню.

Вэтом случае очевидно, что рекомендации ошибочны;

4)величины действительной и рекомендуемой коксо­ вой подачи не совпадают, при этом величина критерия теплового состояния отклоняется от оптимального уров­ ня. В этом случае о правильности рекомендаций можно судить по соответствию разности величин рекомендуе­ мой и действительной коксовых подач изменению тепло­ вого состояния.

Таким образов, для оценки рекомендаций необходи­ мо рассматривать степень соответствия действительному тепловому состоянию не величины рекомендуемой кок-

73

совой подачи, а разности между пей и действительной коксовой подачей, т. е. величины Д/(п .

Если рекомендации не выполнены, а тепловое состо­ яние печи отражено методически правильно, то связь этого несоответствия с тепловым состоянием печи долж­ на быть обратной, т.е. увеличение значений Д/(п долж­ но соответствовать похолоданию, уменьшение АКп-— разогреву печи.

Одним из методов сравнения рекомендаций является графическое изображение величин Л/<л с разверткой во времени и последующая визуальная оценка их соответ­ ствия критериям теплового состояния. На рис. 12 приве­

вода «Азовсталь», а также величины содержания крем­ ния и серы в чугуне, основности шлака и отношение со­ держания марганца в чугуне к содержанию закиси мар­ ганца в шлаке.

Из рис. 12 видно, что рекомендации по различным методикам значительно отличаются друг от друга по своему среднему уровню, диапазону колебаний и харак­ теру изменений во времени. Величины АКп по методике МИСиС имеют колебания около нуля сравнительно не­ большой амплитуды, по методике Л П И величины АКп имеют значительные колебания относительно нуля. По методике Д П И и завода «Азовсталь» эти величины рас­ положены ниже нуля и имеют значительные амплитуды колебаний. Во многих случаях рекомендации по различ­ ным методикам имеют противоречивый характер.

Наиболее объективным методом анализа кривых рис. 12 является сопоставление расчетных рекоменда­ ций с критерием теплового состояния доменной печи на основе использования аппарата статистической дина­ мики.

Для обеспечения возможности сопоставления раз­ личных взаимных корреляционных функций их следует

где Ох и ау — среднеквадратические отклонения.

76

Абсолютная величина экстремума взаимной корреля­ ционной функции характеризует максимальную тесноту линейной связи между параметрами, а абсцисса экстре­ мального значения функции — интервал наибольшего влияния одного параметра на другой. Положительный знак экстремума взаимной корреляционной функции указывает на наличие прямой зависимости между па­ раметрами, отрицательный — обратной.

Кроме коэффициентов корреляции, были вычислены дисперсии, средние значения и вариации анализируе­ мых параметров и критериев, необходимые для получе­ ния уравнений регрессии и характеристики исследуемо­ го периода работы печи.

Основные статистические характеристики хода до­ менной печи приведены в табл. 4.

Т а б л и ц а 4

Основные статистические характеристики хода доменной печи за период исследований

77

Из данных табл. 4 видно, что неровный ход домен­ ной печи весьма значительно сказался на ее тепловом состоянии — вариация содержания кремния в чугуне

и,и

п1к

•ЦО

11,4Л П1

1

J П О

—и,/

«4

78

гуна (Д/7= 18,46%). Следует отметать, что среднее со­ держание кислорода' в дутье было довольно высоким (28,75%), однако вариации его достигли почти 9%, при этом доля природного газа в дутье колебалась в еще больших пределах. Колебания давления дутья характе­ ризуют в основном ровность хода доменной печи, то же можно сказать п о расходе дутья. Значительные коле­ бания состава колошникового газа связаны как с изме­ нением характера восстановительных процессов, так и, в значительной мере, с составом дутья.

На рис. 13 представлены взаимные корреляционные функции между действительной и рекомендуемой вели­ чинами коксовой подачи для различных методик. Из рассмотрения взаимных корреляционных функций рис. 13 видно, что величины рекомендуемых и действитель­ ных значений коксовой подачи для методик ЛПИ, ДПИ

величины (0,92). Значение рекомендуемой коксовой по­ дачи по методике МИСиС вычисляется по следующей формуле (см. приложение 2) :

обусловлено действительной коксовой подачей, скоррек­

Высокий коэффициент корреляции КП.Р и Кп.ц может получаться либо при незначительных колебаниях второ­ го члена правой части формулы, либо при его сравни­ тельно небольшой величине по отношению к /Сп.д.

На рис. 14 представлены взаимные корреляционные функции между содержанием кремния в чугуне и вели­ чинами Д/Сп по методикам МИСиС, завода «Азовсталь», ЛПИ и ДПИ, рассчитанные по информации о работе доменной печи за период исследования (22 суток). За­ висимость между этими величинами должна отражать

79

эффективность применения той или иной методики для регулирования теплового состояния.

Из рассмотрения взаимных корреляционных функ­ ций между содержанием кремния в чугуне и величина-

-0,4

ми ДКп видно, что максимальные значения отрицатель­ ных по знаку коэффициентов корреляции,в области про­ гнозирования кремния в чугуне (Ат>0) не превышают 0,3. По методике МИСиС вообще не наблюдается свя­ зи рекомендаций с содержанием кремния в чугуне. По

80

методикам завода «Азовсталь», ДПИ и Л П И имеются экстремумы при Дт= 10,5-М 1 ч.

тесной зависимости рекомендаций от содержания крем­ ния в чугуне предшествующего выпуска. Это можно объ­ яснить структурой знаменателя Pt.a, в основном опреде­ ляющим величину рекомендуемой коксовой подачи. Вхо­ дящее в эту формулу значение содержания кремния в чугуне оказывает существенное влияние на величину рекомендаций.

Таким образом, экстремальные значения коэффици­ ентов корреляции рекомендаций с критерием теплового состояния по методикам завода «Азовсталь» и Л П И не­ сколько выше, чем по остальным методикам. Однако низкие значения экстремальных коэффициентов корре­ ляции можно рассматривать как отсутствие сколько-ни­ будь тесных линейных связей рекомендаций с последу­ ющими изменениями теплового состояния. Это может объясняться рядом причин: наличием нелинейных зави; симостей, возможной существенной нестационарностыо доменного процесса за период исследований, значитель­ ной погрешностью первичной информации, недостатка­ ми методик контроля и регулирования технологического процесса.

Во время исследований доменная печь работала в различных условиях дутьевого режима и рудной на­ грузки. Можно считать, что отдельные периоды пример­ но соответствовали условиям установившегося хода, другие периоды имели явно выраженный нестационар­ ный характер. Во время исследования был обеспечен практически возможный в настоящее время уровень контроля доменного процесса как по объему, так и точ­ ности информации. В этих условиях наблюдалась более тесная связь теплового состояния доменной печи с рекомендациями по методикам Л П И и завода «Азов­ сталь».

Невысокие коэффициенты корреляции связи АКв с содержанием кремния в чугуне показали, что иссле­ дования процессов доменной плавки необходимо про­ должать с целью получения более точных математичес­ ких моделей объекта управления,