Разработка новой версии программного обеспечения для сканирующего зонда на базе исследования закономерностей образования слоев шихтовых материалов с целью оптимизации загрузки доменных печей

• Автор: Кокорин, Дмитрий Сергеевич
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 124 с. : ил.

Оглавление
Введение.

1. Определение параметров внутреннего состояния доменной печи

1.1. Современные системы для определения внутреннего состояния доменной печи.

1.2. Сканирующий зонд как эффективное средство диагностики доменной печи. Принцип сканирующего зондирования.

1.3. Современные подходы к оценке порозности

1.4. Моделирование положения зоны плавления.

2. Теоретические основы функционирования сканирующего зонда и интерпретации результатов сканирующего зондирования.

2.1. Основные понятия теории перколяции.

2.2. Метод опорных сопротивлений и методика их определения

2.3. Интерпретация результатов сканирующего зондирования с

учетом перемещения материалов
2.4. Оценка распределения рудной нагрузки и порозности по
радиусу доменной печи
2.5. Идентификация формы и положения зоны плавления.
3. Разработка новой версии программного обеспечения сканирующего
зонда.
3.1. Состав системы сканирующего зонда и схема взаимодействия
ее компонентов.
3.2. Разработка и описание алгоритмов работы программного обеспечения
3.3. Описание работы программного обеспечения.
4. Градуировка датчика вида шихтовых материалов и исследование
ошибки дискретности измерения.
4.1. Градуировка датчика вида шихтовых материалов для условий
ОАО НЛМК.
4.2. Исследование поведения датчика при его попадании на четкую границу раздела материалов доменной плавки
4.3. Оценка влияния скорости схода шихты на показания сканирующего зонда
5. Практические аспекты применения системы сканирующего
зондирования
5.1. Вычислительный эксперимент и определение положения зон с
низкой газопроницаемостью
5.2. Разработка методики оценки адекватности показаний сканирующего зонда.
5.3. Разработка специальных режимов загрузки
5.4. Оценка ожидаемого экономического эффекта от внедрения сканирующего зонда.
Выводы
Список публикаций по материалам диссертации.
Список литературы


Практическая значимость работы заключается в создании инструмента, позволяющего производить оценку распределения смесей кокса с другими шихтовыми материалами с учетом профиля доменной печи, расположение зон с низкой газопроницаемостью, распределения порозности и рудной нагрузки по радиусу печи и формы и положения зоны плавления. Современное доменное производство характеризуется повышением мощности и производительности доменных печей, хорошей подготовкой шихтовых материалов, интенсификацией технологических процессов, их механизацией и автоматизацией. Даже небольшая ошибка управления может привести к большим абсолютным потерям материалов, топлива, электроэнергии, снижает производительность печей и качество выплавляемого чугуна, в этих условиях существенно возросла роль и ответственность управления доменным производством. Общая задача автоматического управления может быть разделена на ряд локальных (частных) задач, каждая из которых заключается в выборе и стабилизации оптимальных режимов работы печи. Одной из этих задач является контроль распределение материалов и газов по радиусу печи [1]. Теоретические основы управления распределением газов и шихтовых материалов с применением математических моделей последовательно развивались в работах Кармана [2], Эгона [3], Похвиснева [4], Рамма [5], Дурнова [6] - Стефановича. Колесанова [8], Чернятина [9], Шаповалова [], Ешара[], В. П.Тарасова [,], Бугаева [], Богданди [] и других исследователей. Определение параметров внутреннего состояния доменной печи, в частности распределения шихтовых материалов в пространстве агрегата, является задачей, без решения которой не возможно эффективное управление процессом. Во многом, качество управления доменным процессом зависит от успешного управления газораспределением через управление распределением материалов доменной плавки. РЗУ) ТОТЕМ) []. Однако, не смотря на наличие широких возможностей загрузочных устройств третьего поколения, их реализация, в полном объеме, не возможна без наличия информации о получаемом при их использовании распределении материалов []. Это относится как к априорной информации, получаемой на этапе выбора режимов загрузки по средством математического моделирования, так и к апостериорной - получаемой по средством прямого либо достоверного косвенного измерения. Широкое применение в доменном производстве получили различные зондовые системы, использование которых направлено, в основном, на прямое измерение параметров газового потока (распределением температуры и состава газа по радиусу печи выше и ниже уровня засыпи) и состояния поверхности засыпи (уровня и профиля). Развитие конструкций зондов на колошнике характеризуется двумя основными направлениями: подвижные зонды, периодически вводимые в печь; стационарные зонды или балки, располагаемые по одному или двум взаимно перпендикулярным диаметрам над уровнем засыпи или в слое шихты под уровнем засыпи []. Наиболее широко применяемые в настоящее время зондовые системы предлагается рассмотреть на базе линейки оборудования одного из лидеров рынка -фирмы ТМТ (совместного предприятие Paul Wurth и Dango & Dienenthal). Основные типы зондовых систем приведены на рисунке 1. Рис. Радарный уровнемер (рис. Стационарные радиальные термобалки (рис. Рис. Радарный профилемер (рис. Зонды, работающие ниже уровня засыпи, (рис. Наиболее распространенным типом такого зонда является зонд для отбора проб газа. Результаты работы такого зонда представлены на рисунке 1. Рис. Рис. Практика применения таких зондов на доменных печах выработала рациональный режим зондирования, при котором зондом пользуются один раз в смену, если в газораспределении печи нет серьезных отклонений от средних показателей. На некоторых печах с бесконусными загрузочными устройствами применяются зонды для определения траектории падения шихтовых материалов. Принцип их действия основан на снятии информации с тензодатчиков, связанных с пластинами, закрепленными на несущей трубе []. К системам, получившим меньшее распространение, относится микроволновый аппарат, предложенный японскими специалистами. Данное устройство позволяет посредством измерения длины волны отраженного от шихтовых материалов микроволнового изучения определить их тип []. Состав измерительной системы приведен на рисунке 1.