CC BY
40
УДК 666.646
АВТОМАТИЗОВАНЕ РЕГУЛЮВАННЯ ПРОЦЕСУ ВИПАЛУ КЕРАМ1ЧНО1
ПЛИТКИ В Щ1ЛИНН1Й ПЕЧ1
Л. I. Чумак, к.т.н., доц., I. В. Лавренюк, ст. викл., К. О. Шр\чек, студ.
Незважаючи на великий асортимент керамiчних виробiв, розматсть !х форм, фiзико-механiчних властивостей i видiв сировинного матерiалу, основш етапи виробництва керамiчних виробiв е загальними й складаються з наступних операцш: видобуток сировинних виробiв (сирцю), сушiння сирцю, випал виробiв, обробка (обрiзка, глазурування й iн.) i пакування.
Пiдготовка сировинних матерiалiв складаеться з руйнування природно! структури глини, видалення або роздрiбнення великих включень, зливання глини з добавками й зволоження до одержання легкоформовано! глиняно! маси.
Постановка проблеми: На температурний режим у щiлиннiй печi впливають перерви пiд час завантаження i розвантаження плиток у пiч, змша тиску й калорiйностi газу, а також температура навколишнього середовища. Для полшшення регулювання процесу випалювання керамiчних виробiв пропонуеться спосiб автоматичного регулювання [1].
Метою автоматичного регулювання теплового режиму щшинно! печi е тдтримка задано! температури по довжинi вае! печi, особливо в зонi випалу [5].
Виклад основного матерiалу
Вщповщно до задано! температурно! криво! випалу (рис. 1) шч умовно розбита на зони пщ^ву, випалу й охолодження. Зона випалу вiддiлена вщ зон пiдiгрiву й охолодження порогами, викладеними над i пiд рольгангом iз зазорами для проходження плитки. Ще два таких же пороги розд^ють зону охолодження на три дшянки, що вiдрiзняються iнтенсивнiстю зниження температури [4].
Рис. 1. Графж температури в печi процесу випалу керамгчних плиток
В iнтервалi температур 200-550оС видшяеться летюча частина оргашчних домiшок глини i вигоряючих домшок, введених до складу шихти при формуванш виробiв, також проходить окислення оргашчних домшок у межах температури !х обпалу. При температурi 500оС iде дегiдратацiя глинистих мiнералiв i видалення хiмiчно зв'язано! конституцiйно!' води. Подальше тдвищення температури вiд 800оС до максимально! пов'язаний з руйнуванням кристалiчно! решiтки глинистих мiнералiв i значною структурною змiною черепка. Шсля досягнення максимально! температури випалу вирiб витримують для вирiвнювання температури по всш його товщинi. Внаслiдок випалу вирiб набувае каменеподiбного стану, високо! мiцностi, водостiйкостi, морозостiйкостi [2].
У процес роботи було проведене теоретичне дослщження матерiалiв, статей та оглядово! iнформацi!. Були виявленi розробки, техшчш рiшення, якi становлять iнтерес для дано! теми.
У щшиннш печi вимiрюеться температура в зонах пщ^ву та випалу. Температурний режим регулюеться вщповщно з установленою кривою розпод^ температур по довжинi печi. Для полшшення якост регулювання пропонуеться вимiрювати густину, в'язкiсть та витрати глазурi до i пiсля нанесення. Змша подачi теплоносiя та охолодженого агента проходить з прямою пропорцшшстю вщ рiзницi витрат до i шсля нанесення та обернено пропорцшно вщ густини та в'язкостi глазурi [1].
Отримана величина водопоглинання подаеться на корекщю температури всiх трьох зон полито! печ^ чим забезпечуеться компенсащя збурювань теплового процесу вiд властивостей керамiчно! плитки.
Структурна схема регулювання роботи щшинно! печi показана на рисунку 2. Розроблено також алгоритм тдвищення точност регулювання параметрiв роботи щшинно! печ^
Рис. 2. Структурна схема регулювання роботи щыинног печi: 1 ? тч обпалу; 2 ? керамiчна плитка; 3 ? датчик температури; 4 ? регулятор;
5 ? виконавчий мехатзм подачi газу; 6 ? резервуар глазурi; 7 ? насос;
8 ? датчик в'язкостi; 9 ? пристрт для нанесення глазурi; 10, 11 ? датчики витрат;
12 ? воронка; 13 ? вiднiмач; 14 ? суматор; 15 ? датчик густини.
Температурний режим, зображений у виглядi криво! випалу, характеризуе змiну температури за часом. У системах автоматичного керування печами температурний режим може бути заданий у виглядi масиву значень температур у функци дискретного часу ?(г) [3].
Для кожного типу виробiв розробляеться своя програма заданих значень температур, як збершаються в пам'ят комп'ютера. Перед початком випалу кожно! парти необхщний масив температур ?г(г), що формуеться вщповщно зi значеннями якост глазурi (густина, в'язкють i витрати) i служить завданням у процес програмного регулювання температури, вилучаеться з пам'ят комп'ютера.
На рiзних температурних стадiях випалу, залежно вiд характеру процешв, що протiкають, газове середовище в печi повинне змiнюватися вiдповiдним чином. Програма заданих значень необхщних властивостей газового середовища також може бути задана у виглядi масиву Хх(г) у функци того ж дискретного часу г.
У такий спошб вщбуваеться керування температурою. Дiапазон змши температур: 0 - 1050оС.
Послщовшсть дш при функцiонуваннi пiдсистеми регулювання температури й хiмiчного складу газового середовища АСУ печi випалу:
1. Запуск печi випалу в роботу.
2. Одержання програм заданих значень температур ©7(7) вщповщно зi значениями необхщних властивостей глазурi Хг(/ ).
3. Опитування датчика температури в печь
4. Контроль вiрогiдностi шформаци про температуру.
5. Опитування датчика положення.
6. Контроль вiрогiдностi шформаци про положення.
7. Видача сигналу керування температурою шляхом впливу на подачу газу в пальники печь
Висновки. Проведене дослщження залежност температури випалу керамiчних виробiв вiд густини, в'язкосп, витрат глазурi може бути використане в розробленш автоматизованiй системi регулювання з використанням ЕОМ. Це дозволить полшшити якiсть регулювання процесу випалу, зменшити витрати теплоносiя, тдвищити надiйнiсть системи.
ВИКОРИСТАН1 ДЖЕРЕЛА
1. Авторское свидетельство № 857074 «Способ автоматического регулирования процесса обжига керамических изделий». В. И. Кубанцев, А. К. Тарасов. Бюллетень изобретений № 2. М: ВНИИПИ, 1981.
2. Кочетов В. С., Марченко А. А. Автоматизация производственных процессов и АСУТП промышленных строительных материалов. Учеб. для техникумов, 2-е изд., перераб. и доп. - Л.: Стройиздат, 1981. - 456 с.
3. Бейко И. В., Бублик Б. М. Методы и алгоритмы задач оптимизации. - К.: Вища школа, 1983. - 512 с.
4. Ралко А. В., Крупа А. А. и др. Тепловые процессы в технологии силикатов. - К.: Вища шк., 1986 - 232 с.
5. Добужинский В. И. Новая технология керамических плиток. - М.: Стройиздат, 1977 - 232 с.
УДК 666.646
Автоматизоване регулювання процесу випалу керамiчноТ плитки в щшиннш печi /Л. I. Чумак , I. В. Лавренюк, К. О. Кiрiчек //Вкник ПридншровськоТ державно"! академп будiвництва та арх^ектури. — Дншропетровськ: ПДАБА, 2008. - № 1-2. - С. 69-72. - рис. 2. - Бiблiогр.: (5 назв.).
Наведено результати дослщжень залежност температури випалу вщ густини, в'язкост i витрат глазурi при виробнищи керамiчних виробiв iз метою використання в автоматизованш системi регулювання процесу.
