Исследование и разработка системы оптимального управления межклетевым охлаждением на широкополосных станах

• Автор: Куделин, Александр Руфович
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 123 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

Глава 1. Обзор состояния вопроса и постановка задачи АСУ

1.1.Обзор работ по расчету температурного поля полосы при горячей прокатке.

1.2 Обзор систем управления температурноскоростным режимом с

меж клетевым охлаждением полосы

1.3 Постановка задачи оптимального управления в организационнотехнологических системах прокатного производства

Глава 2. Оптимальное управление температурным полем полосы при горячей прокатке

2.1. Технологические требования и их учет в постановке задачи

2.2. Математическая формулировка задачи оптимального управления температурным режимом горячей прокатки

2.3. Построение модели температурного поля

2.4. Оптимальное управление температурным полем полосы с учетом принятых ограничений
2.5. Решение задачи оптимального управления температурным полем прокатываемой полосы
Глава 3. Построение модели нестационарного температурного поля полосы.
Введение
3.1. Построение нестационарных моделей технологического процесса горячей прокатки
3.2. Решение задачи теплопроводности и оценка погрешности модели
3.3. Адаптивный алгоритм настройки коэффициентов для моделей на разных участках процесса теплообмена.
Глава 4. Результаты практических исследований.
4.1. Исследование условий охлаждения полосы, обеспечивающих равномерность температурного поля, по результатам моделирования
4.2. Динамика температурного поля полосы при ее движении вдоль межклетевого промежутка.
4.3.Исследование возможностей увеличения производительности листопрокатного комплекса за счет эффективного выбора режимов функционирования
Заключение.
Список используемой литературы


При прокатке толстых полос на повышенной заправочной скорости температура конца прокатки значительно превышает верхнюю границу диапазона требуемых температур, что сопряжено с повышенным окалинообразованием и неудовлетворительными качественными показателями металла [2,3]. В связи с этим толстые полосы прокатывают на пониженной скорости 3-5 м/с и ниже - для того, чтобы ограничить температуру конца прокатки величиной 0-0 °С [3,9]. Эффективным средством уменьшения температуры конца прокатки является охлаждение полосы водой в межклетевых промежутках чистовой группы стана [1,4,7,]. В частности, говорится [8,] об использовании межклетевого охлаждения при прокатке тонких полос с интенсивным ускорением и толстых полос на повышенной скорости на современных НШПС. Для охлаждения используют воду, подаваемую под высоким давлением (от одной магистрали с гидросбивом окалины перед чистовой группой). Имеются предложения [] по использованию в отдельных промежутках воды низкого давления. При управлении установками охлаждения полосы вычислительное устройство определяет требуемую величину давления и расхода воды [6,7,] или необходимое количество секций охлаждения [8] по заложенным в него экспериментальным или расчетным данным путем непрерывной обработки информации, поступающей от датчиков температуры и скорости. Уточнение зависимостей, заложенных в вычислительное устройство, производится по показаниям пирометра, установленного на выходе чистовой группы [6,7,Ю]. Однако в литературе практически отсутствует анализ закономерностей моделей и алгоритмов управления процессом прокатки с межклетевым охлаждением. Поэтому актуальным и практически значимым является проведение сравнительного анализа разработанных к настоящему моменту моделей и алгоритмов систем управления режимом горячей прокатки полос, а также разработка алгоритмов оптимального управления режимом прокатки, обеспечивающим требуемое качество выпускаемой продукции при определенных технологических допущениях. Таким образом, актуальной является задача определения оптимального режима процесса . Также актуальной является задача разработки алгоритмов оптимального выбора параметров комплекса печи-стан. Проведение сравнительного анализа существующих моделей и алгоритмов управления процессом горячей прокатки металла с применением межклетевого охлаждения. Разработка моделей температурного поля полосы, позволяющих исследовать динамику температурного поля полосы по всей длине чистовой линии, и решение задачи оптимального управления режимом горячей прокатки в условиях процесса межклетевого охлаждения, обеспечивающего заданный уровень температуры конца прокатки и минимум неравномерности температурного поля полосы при максимальной производительности чистовой группы клетей. Научная новизна работы состоит в разработке модели температурного поля горячекатанной полосы, основанной на ее теплофизических свойствах. Модель позволяет исследовать динамику температурного поля полосы по всей длине чистовой группы клетей. Для повышения точности модели разработан адаптивный алгоритм настройки её коэффициентов. Приводится оценка погрешности модели. Кроме того, предложен и математически обоснован оптимальный режим управления установками межклетевого охлаждения. Показано, что при существующих технологических ограничениях наиболее эффективно можно обеспечить требуемый уровень температуры полосы на выходе из чистовой группы клетей и максимально равномерное распределение температуры по толщине, если обеспечить требуемый теплосъем за счет увеличения удельного теплосъема, а не за счет удлинения зоны охлаждения. Разработанные в работе на основе полученных теоретических результатов и математических моделей алгоритмы обеспечивают достижение минимальной неравномерности температурного поля полосы и, следовательно, требуемых физикомеханических свойств металла на выходе стана. СУЭТ) для широкополосного стана горячей прокатки на Череповецком металлургическом комбинате, что отражено в прилагаемых актах о внедрении и авторских свидетельствах.