Метод и алгоритмы обработки информации для оценки параметров теплового состояния слябов на линии "МНЛЗ-холодный склад"

• Автор: Грибкова, Юлия Владимировна
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Череповец
• Количество страниц: 178 с. : ил.

Оглавление
Введение
1 Общая характеристика проблемы оценки параметров теплового состояния слябов
1.1 Анализ методов, моделей и алгоритмов обработки информации для оценки параметров теплового состояния слябов на линии «MHJI3 - холодный склад»..
1.2 Характеристика процесса затвердевания и охлаждения слябов как объекта для оценки
1.3 Определение требований к математическому обеспечению системы оценки параметров охлаждения штабелей на линии «MHJI3 - холодный склад»
Выводы
2 Математическое обеспечение метода определения параметров теплового состояния штабелей из слябов на холодном складе
2.1 Математическая модель процесса охлаждения штабеля слябов
2.2 Тестирование модели охлаждения штабеля
2.3 Проверка адекватности модели
2.4 Разработка обобщенного метода обработки информации для оценки параметров теплового состояния слябов при охлаждении на линии «МНЛЗ -холодный склад»
2.4.1 Метод расчета конечного распределения температуры в слябе
2.4.2 Метод расчета начального распределения температуры в штабеле
2.4.3 Метод определения теплового состояния штабеля
2.4.4 Метод определения продолжительности охлаждения штабелей
2.4.5 Метод восстановления параметров охлаждения слябов на воздухе .... 111 Выводы

3 Алгоритмическое обеспечение метода обработки информации для определения параметров охлаждения штабелей на холодном складе
3.1 Система входных параметров алгоритмического обеспечения
3.2 Алгоритм расчета конечного распределения температуры в слябе после МНЛЗ
3.3 Алгоритм расчета начального распределения температуры в штабеле
3.4 Алгоритм определения теплового состояния штабеля
3.5 Алгоритм восстановления параметров теплообмена
3.6 Алгоритм определения продолжительности охлаждения штабелей слябов на холодном складе
3.7 Обобщенный алгоритм обработки информации для оценки параметров теплового состояния штабелей слябов
Выводы
4 Экспериментальные исследования метода и алгоритмов обработки информации в системе оценки параметров охлаждения штабелей слябов
4.1 Основные функциональные элементы и блоки системы оценки параметров теплового состояния слябов
4.2 Методика настройки алгоритмического обеспечения
4.3 Результаты экспериментальных исследований
4.4 Перспективы применения разработанного метода и алгоритмов в технологических системах охлаждения слябов на холодном складе
Выводы
Заключение
Литература
Приложение А Имитационная программная модель
Приложение В Интерфейс имитационной программы

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. В настоящее время металлургическое производство характеризуется повышением требований к качеству продукции, снижению энергозатрат и улучшению экологической обстановки. Черная металлургия относится к одной из наиболее энергоемких отраслей промышленности. Доля затрат на топливно-энергетические ресурсы в общих заводских затратах на производство продукции составляет более 30 %. Высокая энергоемкость металлургических производств при постоянном росте цен на топливо ставит на одно из первых мест проблемы энергосбережения.
Конвертерное производство (КП) стали является одним из наиболее перспективных переделов в сталеплавильном производстве. В наше время конвертерным способом производится около 70 % мирового объема стали. Одним из недостатков конвертерного производства является достаточно высокая ресурсо- и энергоемкость процесса. Современная модульная схема построения конвертерных цехов предполагает совмещение процесса дискретной выплавки стали в конвертере с ее квазинепрерывной разливкой в рамках технологической цепочки «конвертер» - агрегаты внепечной обработки - «машина непрерывной разливки стали (МНЛЗ)».
После формирования на МНЛЗ и порезки слябов на мерные длины, они поступают на холодный склад, где складируются в штабеля, как правило, для последующего охлаждения. Начальное тепловое состояние штабеля на холодном складе определяется закономерностями затвердевания и охлаждения сляба на машине непрерывного литья и охлаждением при его транспортировке до холодного склада. В настоящее время в технологических инструкциях используются эмпирические данные по оценке продолжительности охлаждения штабелей до требуемой температуры без учета начального распределения температуры, геометрических размеров штабелей, а также их взаимовлияния, что приводит к увеличению продолжительности нахождения слябов на складе и снижению пропускной способности склада. В то же время охлаждение штабелей

Для МНЛЗ в качестве приходной статьи принимается количество тепла жидкого металла, поступающего в машину в единицу времени. В расходных статьях учитывается количество тепла, отводимое от слитка в отдельных зонах МНЛЗ, а также различные потери тепла [28].
Уравнение теплового баланса МНЛЗ автор [28] записывает в виде:
Он=0 +0 +0 +0 +Оух,
-2—-М -2^-кр А-'ВТ -С-'ВОЗ -2-^ПОТ -2--М ~
где 01~ начальное количество тепла, вносимое жидким металлом в машину; ()щ> -тепло, отведенное с охлаждающей водой и паром в ЗВО; 0ВТ - тепло, отводенное при охлаждении на воздухе (в пределах машины); 0^ - тепло слитка, уходящего из машины; (2пот - потери тепла в машине. В работе [72] представлены результаты расчета баланса тепла в слябе (рисунок 1.12).
100% (6,52 Мдж) 100% (ЮМдж)
а) 6)
Рисунок 1.12 - Тепловой баланс непрерывного слитка: а), б) - при скорости разливки 0,5 м/мин и 0,8 м/мин, соответственно; 1 - в кристаллизаторе, 2 - в ЗВО,
3 - на воздухе [72]
Расчеты в работе [72] проводились для заготовок сечением 150><500мм. Из рис. 1.3 следует, что более половины всего тепла, поступающего со слитком, отводится на воздухе и за пределами МНЛЗ.
В работе [28] приведен тепловой баланс МНЛЗ по результатам экспериментальных и расчетных данных, из которого следует, что в пределах машины от слитка отводится -55% тепла стали, а остальные 45% тепла уходят из