Способ управления нагревом заготовок в кольцевой нагревательной печи

 

Изобретение относится к печной теплотехнике и предназначено преимущественно для использования в системах управления температурным режимом нагрева металла в многозонных проходных нагревательных печах. Цель - увеличение производительности печи. С этой целью измеряют толщину, массу, шаг укладки и темп продвижения заготовок, измеряют температуры в зонах нагрева, сравнивают их с заданными значениями и воздействуют на расход топлива, подаваемого в зоны нагрева, при этом величину задаваемых значений температур для регуляторов рассчитывают по предлагаемой формуле. Для учета степени теплового взаимовлияния зон нагрева, задаваемую температуру в каждой последующей по ходу дымовых газов зоне нагрева корректируют в зависимости от разности вычисленных температур и фактических толщин нагреваемых заготовок в смежных зонах по предлагаемой формуле. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

союз совктсник социдлистичесник

РеспуБлин

А1 (lQ) U пи l ) 3 7 7 О 1 (5 l)5 „- 21 D 11/00

ОПИСАНИЕ L13QE Н1ИЯ

Н А ВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ -.-," госуддрственный комитет по из06Ретения1А и отнРьГГиям п1 и гннт ссср (21) 4293273/23-02 (22) 25. 05. 87 (46) 23.01.90. Бюл. И - 3 (71) Руставское научно-проиэводствен=ное объединеиие "Автоматпром" (72) Д.А. Бадалов, Д.Г. Табидзе,.

А.N. Кюркчян, A.Ø. Дадунашвйли

В.Г. Лисиенко, А.Л. Гончароь и В.В. Волков (53) 621.771.22.02:66.012-52.1(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 179787, кл. C 21 D 9/7 О, G 05 D 23/ f 9, 1 9 66.

Авторское свидетельство СССР

Р 441298, кл. С 21 D. 1/34, G 05 В 1/00, 1974. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ НАГРЕВОМ ЗАГОТОВОК В КОЛЬЦЕВОЙ НАГРЕВАТЕЛЬНОЙ ПЕЧИ (57) Изобретение относится к печчой теплотехнике и предназначено прелнлущественно для использования в систеФ

Изобретение относится к печной теплотехники и предназначено преимущественно для использования в системах управления температурным режимом нагрева металла в многозонных проход" ных нагревательных печах.

Целью изобретения является увеличение производительности печи.

На чертеже представлена блок-схема системы для реализации способа.

Блок-схема содержит печь 1, датчики 2 температуры эоны, нормирующие преобразователи 3, регуляторы 4, регулирующие органы 5, датчики массы 6, -"ах упоавленил температурньп: режимом нагрева металла в многозонных проходных нагревательных печах. Цель—. гделичение проллэвоцдт, льности печи, С этой целью измеряют толщину, массу, шаг укладки и темп продвижения saroтовок, измеряют температуры в зонах нагрева, сравнивают их с заданными знач::="лиями и воздействуют на расход топлива, подаваемого в зоны нагрева, при этом величину задаваемых значений температур для регуляторов рассчитывают по предлагаемой формуле. Дпя учета степени теплозого взаимовлияния эон нагрева задаваемую температуру н каждой последующей по ходу дымовых газов зоне нагрева корректируют в зависжлости от разности вычисленных температур и фактических толщин нагреваемъх заготовок в смежных зонах по предлагаемой формуле. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

° «) заготовок 7, скорости 8 движения р заготовок, шага 9 укладки заготовок устройство 10 ввод-вывода, микроЭВМ

11, датчики загрузки 12 и выгрузки

13, устройство 14 ввода инициативных сигналов„ коммутатор 15, аналого-цифровой преобразователь 16, цифроаналоговый преобразователь 17, дисплейный модуль 18, причем выходы -датчиков 2 температуры соединены с входами нормирующих преобразователей 3, выходы коI торых соединены с входами регуляторов

4 и коммутатора 15, два выхода которого соединены с одним иэ входов микеринен с входом микроЭВМ 11. Выходы датчиков массы 6, заготовок. 7, скорости 8 движения заготовок и шага 9 укладки заготовок соединены с входами устройства 10 ввода-вывода, Выход которого соединен с входом микроЭВМ.

Выход датчика 12 выгрузки соединен

10 с одним из входов устройства 14 ввоф инициативных сигналов, на вход которого подсоединен выход датчика 13 !

Выгрузки а его выход соединен с вхо1 дом микроЭВМ, вход которой соединен выходом дисплейного модуля 18. Выходы микроЭВМ 11 соединены с входами цифроаналоговых преобразователей 17, фыходы которых соединены с вторыми

Входами регуляторов 4, выходы которых 2О соединены с регулирующими органами 5.

Устройство работает следующим об-разомм.

Температуру в каждой зоне печи 1

Измеряют (посредством радиационных

Пирометров, визируемых на дно карбофраксового стакана) датчиками 2, прербразуют их в стандартный сигнал

25 (0-5 мА или 0-10 В) посредством преобразователей 3 и поддерживают ее на заданном уровне регуляторами 4, воздействующими на расход топлива при помощи регулирующих органов 5. Загруэка и выгрузка заготовок фиксируется

ЗБ соответственно датчиками загрузки 12 и выгрузки 13, сигналы от которых через устройство 14 поступают в .микроЭВМ 11. При этом последняя формирует сигнал, и срабатывает устройство 10, посредством которого в микроЭВМ вводится информация.от датчиков массы 6, толщина 7, скорости 8 продвижения заготовок в печи и шага 9 укладки заготовок на подину. С дисплейного моДУЛЯ 18 ВВОДитсЯ инфОрмациЯ О кОэффи ! циентах полинома, величина длины зон нагрева, коэффициентах пропорциональности, марке металла, опорных значениях толщины заготовок и другая технологическая информация. Все перечисленные данные для загружаемой в печь заготовки составляют массив параметров садки. Посаженной заготовке присваивается последующий порядковый номер (из натурального ряда действительных чисел) по отношению к последней заготовке, лежащей на полу печи, фиксируется время ее посада (порядок з 153770 рОЭВМ .11 и аналого-цифрового преобразователя 16, выход которого также со-

4 номеров заготовок нагреваемых в печи„ убывает к окну Выгрузки).

Таким образом, в оперативном запоминающем устройстве микроЭВМ 11 формируется массив заготовок, в которой собрана вся информация о каждой из заготовок, нагреваемых в печи.

При выдаче очередной заготовки иэ печи срабатывает датчик 13 выгрузки, формируется инициативный сигнал посредством устройства 14 и поступает в микроЭВМ. При получении сигнала выгрузки, микроЭВМ подает команду на сдвиг информации в массиве заготовок, и порядковый номер в МЗ сдвигается на один к окну загрузки, Если па стороне загрузки сажается заготовка новой марки металла, то между предыдущим и посаженным металлом создается пробел (наличие пробела при одновременном нагреве разнородного металла обосновано технологией нагрева заготовок в кольцевой печи), который учитывается в последней заготовке предыдущей посаженной марке метал— ла.

Таким образом, микроЭВМ следит эа продвижением заготовок в печи в процессе их нагрева.

После ОчереДнОй загрузки или Вы» грузки заготовок иэ печи в микроЭВМ рассчитывается текущая производительность зон нагрева.

Текущую производительность эон нагрева рассчитывают следующим образом.

Суммируют коды соответствующие межцентровому расстоянию между заготовками, начиная с первой заготовки до тех пор, пока величина суммы не достигнет значения„ равного илн большего длины зоны нагрева. Предполагают, что это произойдет после D-é заготовки, т.е.

,>1з,>Ь эг t з (Так как тождественное равенство маловероятчо, находят остаток "граничной длины j и загОтоВки т. = X l .— .. J

Таким образом, следует, что и-я заготовка расположена на границе зон, и длина L - -и-й заготовки расположена (j-1)-й зоне.

Одновременно рассчитывают суммарную массу заготовок, расположенных в j-й зоне . Р.

77О1 тельности ПО ходу движения металла в зоне нагрева Р..

Таким образом, в микроЭВМ 11 рассчитывается задание регуляторам температуры зон пе и с учетом теплового взаимовлияния зон, и подается посредством цифроаналогового преобразователя 17 в качестве задания на регуляторы 4 температур соответствующих эон печи.

Использование предлагаемого способа управления нагревом заготовок в кольцевой нагревательной печи обеспечивает существенное повышение производительности печи за счет уменьшения удельного времени нагрева металла.

1. Способ управления нагревом за готовок в кольцевой нагревательной печи, предусматривающий измерение тем25 пературы в зонах нагрева, сравнение их с заданными и .воздействие на расход топлива, подаваемого в зоны нагре-. ва, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности

30 печи, измеряют толщину, массу, mar укладки и темп продвижения, а величину задаваемых температур soH нагрева вычисляют по формуле

П

tР, „ = i K (d 0 те 1 ) ° 1) В оперативном запоминающем устрой- стве и памяти микроЭВМ 11 находятся все данные для расчета задания регу35 ляторам температуры зон печи. Расчет производится с периодом Т = 8, где

С вЂ” цикл между расчетами задания температуры, который выбирается экспериментально. 4Q

Таким образом, рассчитанные микроЭВМ 11 значения температур в зонах подаются посредством цифроана pfl 1 9 логового преобразователя 17 в качестве заданий на регулятор 4 температур в зонах, которое в свою очередь отрабатывают регулирующие воздействия на расход топлива при помощи регулирующих органов 5, постоянно сравнивая заданные значения температур в зонах с текущими, измеряемыми радиационными пирометрами 2 и преобразуемыми нормирующими преобразователями 3.

Кроме того, с целью улучшения качества нагрева заготовок с учетом

55 теплового взаимовлияния оценивается по разности Т „между температур1 j рами, поданной на управление (3+1)-й зоны и рассчитанной для производигде

5 5=<

dos тек

5 153

После этого в микроЭВМ рассчитывается текущая производительность j-й зоны нагрева, Расчет текущей производительности для (j-1)-й зоны начинается с (и + 1)-й заготовки до К-й, с учетом длины п-й заготовки. Для последующих зон текущая производительность рассчитывается аналогичным образом.

Сигналы, соответствующие температуре в каждой зоне печи, с выхода преобразователей 3 поступают на вход коммутатора 15 аналоговых сигналов.

МикроЭВМ циклически подключает выходы преобразователей 3 к входу аналогоцифрового преобразователя 16, с выхода котброго сигналы в цифровом коде, .соответствующие температуре зон нагрева, поступают в память микроЭВМ 11

С дисплейного модуля 18 в память микроЭВМ 11 заносятся данные о коэффициентах полинома а; . Коэффициенты полинома рассчитываются методом наименьших квадратов исхода из зональной модели нагрева круглых заготовок.

В основу расчета положены данные, регламентирующие режимы нагревают стали всех марок согласно технологическим инструкциям.

Формула из обре тения. температура в месте установки стакана радиационного пирометра в 1-й зоне; порядок полинома (m = 2-3); коэффициент, подбираемый экспериментально для конкретной печи; опорное и текущее значения толщины заготовки в

j-й зоне; производительность в j-й зоне, т/ч; номер коэффициента полинома и одновременно степень, в которую необходимо возвести значение Р; длина j-й зоны, м;

1537701 нагреваемых заготовок в смежных зонах по формуле и

15 л

gt тек) ) +

+ 2 а 1(Р „- Р ) °

1- °

Составитель А. Сергеев

Редактор Н, Рогулич Техред Л. Сердюкова Корректор Л. Йатай

Заказ 146 Тираж 500 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101 количество заготовок в

j-й зоне, шт.;

S — текущий номер заготовок;

P — масса S-й заготовки в

3j

j-й зоне, т;

1з - межцентровое расстояние между заготовками, м.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества нагрева заготовок,saдаваемую температуру в каждой последующей по ходу дымовых газов зоне ! нагрева корректируют в зависимости от разности вычисленной задаваемой температуры и фактических толщин

tp„ o; — К,йe e )) +

+ X а,"Р -K,at „е где К вЂ” коэффициент пропорциональт ности, определяющий степень влияния температуры (j+1)-й зоны на температуру j-й зоны, подбираемый экспериментально для конкретной печи;