Разработка автоматизированного электропривода линии охлаждения мелкосортного стана

• Автор: Сарапулов, Олег Александрович
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Магнитогорск
• Количество страниц: 208 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА И СУЩЕСТВУЮЩИХ СПОСОБОВ УПРАВЛЕНИЯ ОХЛАЖДЕНИЕМ КАТАНКИ

1.1. Процесс охлаждения катанки и его закономерности

1.1.1. Описание строения и работы участка двухстадийного охлаждения современного сортового стана горячей прокатки

1.1.2. Влияние работы электромеханической системы на процесс охлаждения катанки

1.1.3. Недостатки существующих способов охлаждения

1.1.4. Новый способ управления процессом охлаждения

1.2. Разработка требований к автоматизированным электро-

приводам нагнетателей и системам управления температурой проката

1.3. Выводы и постановка задачи исследований
ГЛАВА 2.РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ УЧАСТКА ОХЛАЖДЕНИЯ КАК ОБЪЕКТА УПРАВЛЕНИЯ
2.1. Математическое описание процесса охлаждения катанки
2.1.1. Математическое описание теплообмена по сечению проката
2.1.2. Математическое описание теплообмена между поверхностью проката и охлаждающей средой
2.2. Реализация модели средствами математического пакета Matlab
2.3. Математическое описание нагнетателей
2.4. Комплексная математическая модель гидро- аэроэлектро-механотемпературной системы участка охлаждения сор-

топрокатного стана
2.5. Проверка адекватности разработанного математического описания
2.6. Выводы
ГЛАВА 3.РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДАМИ УЧАСТКА ОХЛАЖДЕНИЯ МЕЛКОСОРТНОГО СТАНА
3.1. Определение требуемого быстродействия системы автоматизированных электроприводов нагнетателей
3.2. Анализ влияния основных технологических параметров на процесс охлаждения проката
3.3. Синтез регуляторов температуры
3.3.1. Синтез регулятора температуры для участка водяного охлаждения
3.3.2. Синтез регулятора температуры для участка воздушного охлаждения
3.4. Разработка системы управления процессом охлаждения катанки
3.4.1. Режим самообучения
3.4.2. Автоматический и ручной режимы работы
3.5. Выводы
ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РАЗРАБОТАННОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА
4.1. Исследование работы регуляторов температуры
4.2. Анализ отклонения температуры проката при работе существующей системы управления процессом охлаждения
4.3. Анализ эффективности работы предложенной системы
управления процессом охлаждения
4.3.1. Исследование процесса компенсации отклонения

температуры проката на участке водяного охлаждения
4.3.2. Исследование процесса компенсации отклонения температуры проката на участке воздушного охлаждения
4.4. Оптимизация программ охлаждения проката на стане
“150” ОАО “Белорецкий металлургический комбинат”
4.5. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1. Листинг программы математической модели
Приложение 2. Таблица соответствия параметров теплофизической модели и модели, реализованной в среде Matlab
Приложение 3. Акты внедрения результатов диссертационной
работы

- при создании давлений нагнетателями геометрические размеры подводящей, отводящей камер не изменяются;
- охлаждающая вода является несжимаемой жидкостью;
- при прохождении через нагнетатель, работающий в неаварийном режиме, температура охладителя последнего практически не изменяется;
- при постоянном давлении (расходе) охладителя скорость охлаждающего потока в секции охлаждения или камере струйного охлаждения не изменяется.
В главе также даны результаты проверки адекватности математической модели. В качестве объекта исследования взят участок охлаждения мелкосортного стана “150” ОАО “Белорецкий металлургический комбинат”.
2.1. Математическое описание процесса охлаждения катанки
Как было указано в 1-ой главе процесс теплообмена представляет собой два взаимосвязанных подпроцесса: теплообмен внутри самого проката и теплофизическая система между охладителем и поверхностью проката. Первый подпроцесс характеризуется химическим составом, температурами поверхности, внутренних узлов и центра проката, его геометрическими размерами (диаметр, овальность и т. п.). Второй подпроцесс является функцией таких переменных как: температура поверхности проката и охладителя, количество и скорость движения охладителя относительно проката, скорости прокатки или времени нахождения проката в зоне охлаждения, свойства охладителя (химический состав, дисперсность и т. п.). Таким образом, для исчерпывающего математического описания процесса теплообмена необходима модель, в которой фигурировали бы два вышеуказанных подпроцесса с учетом всех перечисленных переменных. Причем в качестве входных (заданных) параметров необходимо принять геометрические размеры проката, химический состав стали, скорость прокатки, вид охладителя, давление или подача охладителя, длина зоны охлаждения, а в качестве выходной координаты - температурное поле проката.