Научная статья на тему 'УПРАВЛІННЯ ТЕМПЕРАТУРНИМ РЕЖИМОМ ПРОЦЕСІВ ПРОКАТКИ'

УПРАВЛІННЯ ТЕМПЕРАТУРНИМ РЕЖИМОМ ПРОЦЕСІВ ПРОКАТКИ Текст научной статьи по специальности «Экономика и бизнес»

CC BY
36
10
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
The Scientific Heritage
Область наук
Ключевые слова
прокатний стан / прокатна кліть / температурні режими / сортовий профіль / моделювання прокатного процесу. / rolling mill / rolling plate / temperature modes / high-quality profile / rolling process modeling.

Аннотация научной статьи по экономике и бизнесу, автор научной работы — Добровольська Л.О., Гавашелі В.Г.

У статті розглядається управління температурним режимом процесів прокатки за рахунок застосування математичної моделі температурних режимів прокатки сортових профілів, яка дозволить вдосконалити управління температурним режимом процесів прокатки і оптимізувати технологічні параметри для усунення нерівномірності розподілення температури по довжині смуги

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

TEMPERATURE CONTROL OF ROLLING PROCESSES

The article considers the control of the temperature regime of rolling processes through the application of a mathematical model of temperature regimes of rolling profiles, which will improve the control of the temperature regime of rolling processes and optimize technological parameters to eliminate uneven temperature distribution along the strip.

Текст научной работы на тему «УПРАВЛІННЯ ТЕМПЕРАТУРНИМ РЕЖИМОМ ПРОЦЕСІВ ПРОКАТКИ»

actions, namely, indicators of probability of forces attendance and means of providing materiel in relation to a certain area with minimal performans of the materiel transportation system, taking into account the enemy fire activity; efficiency coefficients of the materiel support subsystem, taking into account the ground location of military equipment and personnel of this subsystem.

Analysis of the management cycle components and analysis of the management structure based on the results of previous studies [7] shows that the time spent on the management cycle of logistics support of the combined arms force can be up to 2.66 hours.

Low operations indicators of the efficiency degree in performing tasks on logistics management reduce the efficiency of the logistics support process of the combined arms force and require reduction in time spent on the logistics management cycle. For a person responsible for making decisions, the concept of "efficiency criterion" is the rule that allows to compare certain decisions, methods, and options for achieving the goal.

References

1. Problematic issues of development and organization of the Armed Forces of Ukraine logistics based

on the experience of the anti-terrorist operation and the development of the logistics system in NATO countries. Scientific and practical seminar, June 29, 2017. Kyiv. 2017. 107 p.

2. On Approval of the Basic Provisions of Logistics Support of the Armed Forces of Ukraine. Order of the Ministry of Defense of Ukraine dated 11.10.2016 №552.

3. Vorobiov O.M., Vlasov I.O., Ugrinovich O.I., Golicin V.O. Analysis of problematic issues of logistics support of the anti-terrorist operation and determining directions for their solution. Collection of research papers "Proceedings of the University". Kyiv: NDA, 2014. № 4. P. 206.

4. Lazorenko V.I., Tkachenko V.V., Kivlyuk V.S. Operational rear. Part 1. Fundamentals of the operational rear. Training Manual. Kyiv: NDU, 2014. 346 p.

5. Yurkova B.N. Operations research. Moscow: VIKA, 1990. 528 p.

6. Ensuring the survivability of troops and force reconstitution in combat and operations. Training Manual. Moscow: Voenizdat, 1980. 104 p.

7. Denisov A.A., Kolesnikov D.N. Theory of large command and control systems. Leningrad: 1982. 350 p.

УПРАВЛ1ННЯ ТЕМПЕРАТУРНИМ РЕЖИМОМ ПРОЦЕС1В ПРОКАТКИ

Добровольська Л. О.

кандидат технгчних наук, доцент доцент кафедри автоматизацИ I комп 'ютерних технологш Приазовського державного техтчного унгверситету, Украна

Гавашелi В.Г.

маггстр кафедри автоматизацИ I комп 'ютерних технологш Приазовського державного техтчного унгверситету, Украна

TEMPERATURE CONTROL OF ROLLING PROCESSES

Dobrovolska L.

Candidate of Technical Sciences, Associate Professor Associate Professor, Department of Automation and Computer Technologies

Priazovskyi State Technical University, Ukraine

Gavasheli V.

Master, Department of Automation and Computer Technologies Priazovskyi State Technical University, Ukraine

Анотащя

У статп розглядаеться управлшня температурним режимом процеав прокатки за рахунок застосу-вання математично! моделi температурних режимiв прокатки сортових профшв, яка дозволить вдоскона-лити управлшня температурним режимом процеав прокатки i ошгашзувати технолопчш параметри для усунення нерiвномiрностi розподшення температури по довжиш смуги.

Abstract

The article considers the control of the temperature regime of rolling processes through the application of a mathematical model of temperature regimes of rolling profiles, which will improve the control of the temperature regime of rolling processes and optimize technological parameters to eliminate uneven temperature distribution along the strip.

Ключов1 слова: прокатний стан, прокатна клггь, температурш режими, сортовий профшь, моделю-вання прокатного процесу.

Keywords: rolling mill, rolling plate, temperature modes, high-quality profile, rolling process modeling.

Постановка проблеми. Сучасне становище на ринку характеризуеться постшно зростаючими ви-могами споживача до якосп готово! продукцй' ме-талурги. Забезпечити високу яшсть можливо тiльки при систематичному контролi технологiчного про-цесу, який проводиться за всiма межами i дозволяе мiнiмiзувати затрати енергетичних i матерiальних ресурсiв. Основними показниками, що забезпечу-ють отримання задано! якосп металу, е состав, структура, стан поверхш.

Особливо важливе мюце займае температур-ний режим на^ву i охолоджння у ходi проведения прокатки, який визначае як яюсть продукцй', так i витрати енергп i ресурсiв. Вiдповдно, температур-ний режим впливае на техиiко-економiчнi параме-три i тому управлiния температурним режимом процеав прокатки, е досить актуальним.

Аналiз останшх дослiджень i публiкацiй. На-уковою основою для створення систем автоматиза-цй' прокатних сташв стала теорiя прокатних стаиiв як об'екпв управлiния, що базуеться на положениях теорп прокатки. Сучасна теорiя прокатки i констру-кцй' прокатних сташв отримали розвиток в значнш мiрi завдяки роботам вiтчизияних вчених А.1. Цель кова, А.П. Чекмарьова, Г.Л. Химича, В.С. Смирнова, I. М. Павлова, 1.Я. Тарновського, В.Л. Колмогорова, П.1. Полухина. Значний внесок у розробку теорп прокатних сташв як об'екпв управлшня та створения систем автоматизацй' прокатних сташв внесли М.М. Дружинш, I.M. Меерович, Ю.Д. Же-лезнов, Г.Г. Григорян, А.Б. Щелепишн, А.С. Фша-тов, B.I. Попельнух, В.К. Хотулев, Б.Н. Дралюк, В.Л. Стефанович, Б.Б Тимофеев, B.I. Архаигельсь-кий, А.Н. Чернишов i багато iнших.

На основi аиалiзу вiдомих лiтературних даиих, шдтверджено заключения, що температурний режим пркатки е одним iз основних факторiв, що ви-значають мiкроструктуру i, вiдповiдно, механiчнi властивосп гарячекатаних смуг. При цьому для бь льшостi сталей прокатка мае заюичуватися в обла-стi температури однородно! аустешгно! структури. У цшому оцiнка показник1в якостi гарячекатаних смуг за даними про температуру прокатки здшсню-еться з ютотним зашзненням.

Мета статт - пiдвищения ефективносп виро-бництва гарячекатаних смуг на прокатних станах за рахунок вдосконаления управлiния температурним режимом процеав прокатки.

Виклад основного мaтерiaлу. Температура е iнтегральною величиною, що визначае досягнения необхiдно! якосп або !! пiдвищения, необх1дно! продуктивности мiнiмiзацi! витрат енерги, питомо! витрати палива, води, захисно! атмосфери.

Контроль температури металу на прокатних станах здшснюеться за допомогою пiрометрiв ви-промiиювания лише в окремих точках, причому при !х використаннi недостатньо враховуються ме-тодичнi похибки. Методичш похибки у данному випадку пов'язаш з наступними явищами:

- зi змiнним ступенем чорноти об'екта вимiрю-вания, що залежить ввд рiвия температури, хiмiч-ного складу металу, стану його поверхности кута вiзувания i т.п.;

- з фоновим випромiнюванням;

- iз впливом промiжного шару повiтря, що шс-тить триатомш гази (СО2, Н2О, SО2).

Також важливим при вимiрюванi температури металу е знання дiйсного ступеня чорноти, зна-чення якого використовуеться для введення корре-кцii до показания пiрометрiв випромiнювання, який градуеться по абсолютно чорному тiлу.

Ус метрологiчнi характеристики даного при-ладу для безконтактного вимiру температур дшсш тiльки для абсолютно чорного тша. Але реальнi метали по сво!м випромiнювальним характеристикам вiдрiзняються ввд абсолютно чорного тiла. Випро-мшювальш характеристики вiдомi лише для обме-женого числа марок сталi, вузьких iнтервалiв температури та пльки для окремих дiапазонiв довжин хвиль.

Методичш похибки, що виникють через невь домi спектральнi i iнтегральнi показники ступеня чорноти металу, фонового випромшювання, запи-леностi, неточного вiзуваиия, впливу селективно випромшюючих i поглинаючих газiв i т.п., враховуються не повшстю, а введення точних поправок на стушнь чорноти достить складно, так як щ даиi досить специфiчнi i практично недостатньо ввдом^

Наприклад, помилка у величиш ступеня чорноти, що задаеться, в 0,1 призводить до похибки ввд 15 до 60 град. С залежно вiд рiвня температури, спектрального дiапазону приймача випромшювання i т.п [1].

У зв'язку з цим моделювання температурних режимiв прокатки е дуже перспективним i е базою для аналiзу та вдосконалення iснуючих та розробки нових технологш прокатки, як1 забезпечать отримання яшсного концевого продукту.

Важливим завданням у прокатному виробниц-твi е вибiр температурних режимiв на^вання металу перед прокаткою, визначення температури металу у будь-якш точцi прокатного стану.

Теоретичнi дослщження температурних полiв можна умовно роздшити, виходячи з методiв розв'-язання рiвнянь теплопровiдностi, таким чином:

- методи елементарних баланав, де викори-стовують середньоiнтегральне значення температури за товщиною смуги, що не дае можливосп до-слiдити зм^ температури за товщиною смуг;

- аналтгичш методи розв'язання рiвняння те-плопровiдностi, де використовують класичнi методи розв'язання диференщальних рiвнянь у прива-тних похвдних. Кiнцевi результати залежать ввд то-чностi прийнятих припущень початкових та граничних умов. Метод використовуе рiвняння те-плопровщносп по однiй, максимум двом координатам з постшними теплофiзичними коефщентами та з граничними умовами;

- ршення рiвняння теплопровiдностi методами електроаналоги. Переваги - рiшення у реальному масштабi часу. Але вони дуже трудомютш, мають невисоку точнiсть;

- звичайно-рiзноснi або чисельш методи. Це рiшення рiвняння теплопровщносп, яке засновано на замiнi диференщальних операторiв рiвняння те-плопровiдностi iх кiнцево-рiзницевими аналогами i

замш област функцш, що безперервно змiню-еться, сiтковою областю. Недолж - велика трудомь стк1сть алгоршшв i програм, що реалiзують метод.

Пропонуеться модель температурних режимiв, яка враховуе змши температури у прокатнш клiтi та мiжклiтинному промiжку, а також при транспорту-ваннi металу [2].

Ця математична модель дозволяе виршувати завдання керування температурними режимами прокатки та оптишзувати технологiчний режим.

^ '■■■-- охолодження пристро!в в лшп

прокатного стану.

Цiльова функщя завдання управлiння температурним режимом мае виг ляд:

It" — t(xlrx2, ...,хп)\ min

(2)

ii

п

ti = ti-i-2_,Atnj j= 1

k= 1

n4

i=l z=l

(1)

де - задана температура металу;

Atr

- - втрати температури металу в продес його прокатки та транспортування;

At

'■-'- po3irpiB металу в процесi його деформа-

дц;

к - названия гуркоту в технологiчному по-тощ стану;

- охолодження прокату в охолоджуючих пристроях;

1 ' - фактори, що впливають на змiну температури прокату;

■■' _ ,<1'-- фактори, що сприяють охоло-

дженню металу в процса пластично! деформацп;

^ фактори, що викликають роз1гр1в

гуркоту в процеа пластично! деформащ!;

I — 1,п3

катного стану.

де t, t - задана та розрахункова температури

металу;

2....... ■ - - керуючi параметри.

Проаналiзувавши складовi температурного балансу, тип прокатного стану та особливосл техно-логiчного процесу та обладнання обраш керуючi параметри процесу: початкова температура на^ву заготiвок у печi; лшшний масив значень швидкостi прокатки та показнишв деформацii в проходах, до-вжина та площа поперечного перерiзу заготiвки, ш-льк1сть проходiв, час пауз мiж ними.

При прокатщ також мае мiсце нерiвномiрнiсть розподшу температури по довжинi смуги. Вщбува-еться це за рахунок неодночасно! пластично! дефо-рмацii переднього та заднього кiнцiв розкочування, що призводить до вiдхилень розмiрiв профiлю та зниженню точностi прокатки.

Дана модель температурних режимiв дозволить визначати як середньомасову температуру, так й температуру переднього i заднього к1нця смуги. Як керуючi впливи прийнято температуру на^ву переднього i заднього кшщв заготiвки, де шляхом регулювання подач1 палива на пальники створю-еться рiзниця нагрiву по довжинi загопвки. Для за-безпечення рiвномiрно! температури по довжиш смуги у вах проходах температура на^вання заднього шнця заготiвки повинна бути на 50 градуав вищою, нiж переднього.

пщ^вальш пристро! в лiнu про-

се

CP

н

п

CP «

«

1140 1120 1100 1080 1060 1040 1020 1000

ч N

Ч

—< ч —♦ 1

ч -■-2

N

-1 1-,

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

номер проходу

Рис. 1 - Результати розрахунку температури смуги

де 1 - переднш кшець; 2 - заднш кшець

Результата моделювання подано на рис. 1 у ви-глядi графЫв, яш показують результати розраху-нку температури переднього та заднього шнщв смуги.

Висновок: Пропонуеться математична модель температурних режимiв прокатки сортових профь лiв, яка дозволить удосконалити управлiния темпе-ратурним режимом прокатки та оптимiзувати тех-нологiчнi параметри для усунення нерiвномiрностi розподiлу температури по довжиш смуги.

Список лiтератури

1. Бахтинов, В. Б. Технология прокатного производства / В. Б. Бахтинов. - Москва, Металлургия, 1998. - 488 с.

2. Соседкова, М.А., Дубинский, Ф.С., Дукма-сов, В.Г., Выдрин, А.В. Моделирование температурных процессов с целью совершенствования технологии сортовой прокатки // Вестник ЮурГУ. Челябинск: Серия «Металлургия». - 2010. - с. 71-75.

УДОСКОНАЛЕННЯ СИСТЕМИ АВТОМАТИЧНОГО УПРАВЛ1ННЯ КОТЛОМ-УТИЛ1ЗАТОРОМ МЕТОДИЧНО! ПЕЧ1

Добровольська Л. О.

кандидат технгчних наук, доцент доцент кафедри автоматизацИ i комп 'ютерних технологт Приазовського державного технiчного утверситету, Украша

Карпенко В.€.

магiстр кафедри автоматизацИ i комп 'ютерних технологш Приазовського державного техтчного ymiверситету, Украша

IMPROVEMENT OF THE AUTOMATIC CONTROL SYSTEM OF THE RECOVERY BOILER OF

THE METHODICAL FURNACE

Dobrovolska L.

Candidate of Technical Sciences, Associate Professor Associate Professor, Department of Automation and Computer Technologies

Priazovskyi State Technical University, Ukraine

Karpenko V.

Master, Department of Automation and Computer Technologies Priazovskyi State Technical University, Ukraine

Анотащя

У статп розглядаеться модершзащя Koraa-yTrai3aTOpa методично! ne4i, яка дозволить шдвищити ефе-ктившсть роботи за рахунок удосконалення управлшня технолопчним процесом та шляхом замши техш-чних засобiв автоматизаци на бшьш сучасш.

Abstract

The article considers the modernization of the boiler-utilizer of the methodical furnace, which will increase the efficiency of work by improving the control of the technological process and by replacing the technical means of automation with more modern ones.

Ключов1 слова: котел-yтилiзатор, температурш режими, барабан, газоаналiзатор, солемiр, калорифер, сшвввдношення природний газ-повиря.

Keywords: waste heat boiler, temperature regime, drum, gas analyzer, salt meter, air heater, natural gas-air ratio.

Постановка проблеми. Для енергетичних га-лузей промисловосп знач-ним потенщалом розви-тку е рацiоналiзацiя споживання паливо-енергетич-них ресурав. На пiдприемствах чорноi металурги для забезпечення технологiчного процесу викорис-товуються первиннi ресурси (природний газ, кокс, вугшля, мазут та ш.). Цi процеси супроводжуються виробленням високопотенцшних вторинних ресур-сiв у виглядi газiв, що вiдходять, з температурою ввд 400 до 1500 оС. Також до вторинних ресурсiв можна вiднести тепло основно! та промiжноi продукцii, тепло гарячо! води та пари, ввдпрацьованих у техно-логiчних силових установках.

Завдання максимального використання вторинних ресурсiв мае як економiчне, так й еколоп-чне значення, так як зниження витрат палива, що за-безпечуеться використанням вторинних енергоре-сурсiв, зменшуе кiлькiсть шшдливих викидiв та знижуе забруднення довкiлля.

Ршенням щодо утилiзацi! теплових та горючих вторинних ресурав е застосування котлiв-ути-лiзаторiв (КУ). Тому своечасна модершзащя, що за-безпечуе високоефективну роботу котлiв-утилiзато-рiв, е дуже актуальною.

Анaлiз остaннiх дослiджень i публiкaцiй. У свiтi накопичено значний науково-дослщний мате-рiал та досвщ розробки та впровадження техиоло-гш, що пiдвищують ефективнiсть роботи котлiв-

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.