Адаптивная система автоматического управления процессом охлаждения крупного стального слитка в ЗВО МНЛЗ: модели и алгоритмы

• Автор: Салихов, Кирилл Зуфарович
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 158 с. : ил.

Введение
Глава 1. Анализ состояния теории и практики управления процессом охлаждения стального слитка в зоне вторичного охлаждения ЗВО машин непрерывного литья заготовок МНЛЗ.

Введение к главе

1.1. Наиболее распространенные типы МНЛЗ

1.2 Анализ подходов к построению математических моделей процессов кристаллизации металла при охлаждении слитка в ЗВО и основные причины снижения качества заготовок.

1.3. Анализ наиболее широко применяемых известных способов охлаждения слитка в ЗВО.

1.3.1. Водноструйный способ охлаждения слитка.

1.3.2. Контактный способ охлаждения слитка.

1.3.3. Радиационное охлаждение слитка

1.4. Принципы управления процессом охлаждения слитка в ЗВО

1.4.1. Принципы построения САУ процессом охлаждения слитка в ЗВО с использованием его математической модели
1.4.2. Статические и динамические способы управления охлаждением.
1.5. Выводы по главе
Глава 2. Разработка физической н математической модели динамики движения хладагента при форсуночном способе охлаждения слитка в ЗВО, разработка алгоритмов идентификации модели и компьютерного исследования эффективности использования охлаждающего агента воды
Введение к главе
2.1. Математическое описание динамики охлаждающей воды в ЗВО МНЛЗ
2.2 Математические зависимости для оценки эффективности охлаждения.
2.3. Идентификация математической модели поведения динамики охлаждающего агента в ЗВО и исследование эффективности работы форсуночного охлаждения слитка.
2.3.1. Анализ математического описания для моделирования динамики поведения охладителя на поверхности слитка
2.3.2. Идентификация математической модели с помощью лабораторной установки физической модели.
2.4. Выводы по главе 2.
Глава 3. Новый способ и устройство управления процессом охлаждения слитка на основе контактного метода съема текла и разработка математической модели модернизированного процесса охлаждения слитка в ЗВО.
Введение к главе 3.
3.1. Модернизированные способ и средство охлаждения слитка
3.2. Разработка математической модели модернизированного способа управления процессом охлаждения слитка в ЗВО.
3.3. Параметрическая идентификация модели модернизированного управления процессом охлаждения слитка в ЗВО МНЛЗ
3.4. Выводы по главе 3.
Глава 4. Разработка адаптивной системы автоматического управления АСАУ модернизированным охлаждением слитка
Введение к главе 4.
4.1. Анализ ЗВО как объекта управления.
4.2. Разработка адаптивной системы автоматического управления АСАУ модернизированным процессом роликового охлаждения слитка в ЗВОР
4.3. Описание структуры и функционирования контроллера
контактного охлаждения слитка.
4.3.1. Описание структуры и функционирования блока
регулирования работы охлаждающего ролика
4.3.2. Принцип настройки локальногоых регулятораов.
4.4. Описание структуры и функционирования блока управления температурным профилем движущегося слиткасляба.
4.5. Выводы по главе 4.
Заключение и общие выводы но диссертационной работе.
Литература


Результаты диссертации докладывались и обсуждались на 5ти международных и всероссийских конференциях и научнопрактических семинарах приведены в составе источников литературы. Публикации. По теме опубликовано работ, в том числе, в изданиях входящих в перечень ВАК 3 работ и 3 патентов на изобретения России. Диссертация состоит из 4х глав, заключения, списка литературы, актов и Протоколов об использовании результатов. Личный вклад соискателя. Основные положения выносимые на защиту, новые математические модели, алгоритмы, основные подходы к построению адаптивной САУ процессом охлаждения и результаты имитационного моделирования принадлежат соискателю. Изобретения созданы с его творческим участием на базе результатов исследований соискателя. Глава 1. Анализ состоянии теории и практики управления процессом охлаждения стального слитка в зоне вторичного охлаждения ЗВО машин непрерывного литья заготовок МНЛЗ. Введение к главе 1. Одним из крупных достижений XX века является создание технологии непрерывной разливки металлов и оборудования для реализации этой технологии. Доля металла, разливаемого на машинах непрерывного литья заготовок МНЛЗ имеет тенденцию постоянного роста и достигла по стали в мире 1. При непрерывном литье процессы подачи жидкого металла в форму и его кристаллизации играют первостепенную роль в производстве непрерывно литых стальных заготовок с требуемой кристаллической макроструктурой, обеспечивающей при последующей прокатке их качественные показатели изделия. Теорией и практикой установлено, что кристаллическая макроструктура слитка в основном зависит ог совершенства управления охлаждением его в ЗВО, т. Пой зоне или кристаллизаторе МНЛЗ слиток охлаждается только на . Поэтому, задачу управления процессом формирования необходимых качественных показателей получаемой заготовки возлагают на стадию прохождения слитка вторичной зоны охлаждения ЗВО МНЛЗ 1 . Однако, решение этой задачи, особенно для крупных стальных заготовок для труб большого диаметра до сих пор остается проблематичной и актуальной. По мнению автора диссертации, наиболее экономичным и быстрым решением этой задачи является совершенствование или поиск принципиально новых способов и средств автоматизированного управления процессом охлаждения слитка в ЗВО МНЛЗ, как не требующих принципиального изменения конструкции самой МНЛЗ и значительных капитальных затрат. Наиболее распространенные типы МНЛЗ. Широкое использование нашли вертикальные и радиальные криволинейные машины непрерывного литья заготовок 1 . На рис. МНЛЗ 1. Из промежуточного ковша 1 через погружной стакан 2 жидкий металл подают в кристаллизатор 3, где формируется твердая корка слитка 4. Обычно под кристаллизатором находится зона вторичного охлаждения с роликами . В некоторых случаях используют подачу водовоздушной смеси. Движение слитка на МНЛЗ обеспечивают тянущими клетями, валки которых 7 прижаты к слитку. В большинстве случаев в этой зоне затвердевание уже закончено и жидкой фазы здесь нет. Ниже расположена газорезательная машина 8, которая осуществляет разрезание слитка на мерные длины, перемещаясь при этом вниз совместно со слитком. Иногда используют ножницы гидравлические, электрические, с импульсной резкой и т. Слитки 9 попадают в приемное устройство , в котором слиток либо кантуется на град и укладывается на рольганг, либо наклоняется и выдается из колодца специальной тележкой это зависит ог расположения МНЛЗ в углублении колодце или над уровнем цеха в МНЛЗ башенного типа. Известны МНЛЗ, в которых под кристаллизатором располагали одну иногда дветри секцию из чугунных водоохлаждасмых брусьев. Для небольших сечений, например квадратных, размерами менее 0 мм для углеродистых сталей, иногда под кристаллизатором роликов и брусьев нет, поверхность слитка от кристаллизатора до тянущих устройств не удерживается ни роликами, ни брусьями 1, . В ряде случаев на некотором расстоянии от слитка установлены водоохлаждаемые экраны, воспринимающие тепловой поток, а на поверхность слитка охладитель не подают. Такое мягкое вторичное охлаждение называют иногда сухим, экранным или закрытым.