Наукове обґрунтування і застосування мікрохвильової техніки для інформаційного забезпечення автоматизованих систем управління технологічними процесами в металургії - Автореферат

Стримуючими чинниками автоматизації в металургії (підготовка сировини, палива, доменний процес і різні види сталеплавильного переділу), як і раніше, є різноманітність технологічних процесів і агрегатів в умовах безперервного потокового виробництва; складність більшості металургійних обєктів, які мають розгалужену структуру і зазнають дії різноманітних зовнішніх чинників і керуючих впливів; відсутність або істотні труднощі реалізації автоматичного контролю багатьох параметрів через складність фізико-хімічних процесів і критичні техногенні умови. На думку ряду дослідників, подальше зростання виробничих показників металургійних агрегатів проблематичне без впровадження сучасних систем контролю, оскільки спостерігаємість багатьох параметрів не задовольняє вимогам управління, а ряд найважливіших з них не контролюється через відсутність відповідної техніки. Особливий інтерес представляють роботи по створенню та впровадженню сенсорних систем на підставі нетрадиційних для металургії принципів технічного зору і почуття (оптоелектронної, інфрачервоної, радіохвильовий локації), що проводяться в останні 10 - 15 років в Україні, Росії, Японії, Швеції, Німеччині та Китаї. Наші дослідження показали, що річна потреба країн СНД в мікрохвильових (МКХ) засобах вимірювання відстані (рівня) по металургії, збагачувальній, вогнетривкій і коксохімічній промисловості складає більш за 400 комплектів на рік. Основою дисертаційної роботи є матеріали науково-дослідних робіт (НДР) №0193U035388, 0193U035387, 0193U003612, 0194U010393, 0197U009651, 0100U000755, в яких автор був керівником і відповідальним виконавцем, виконаних у 1980-1993 рр. згідно з координаційними планами Міністерства чорної металургії СРСР (наказ № 493 від 20.12.89 р.) у напрямку "Доменне і сталеплавильне виробництво", програмі "Сталь"; Міністерства промисловості України у рамках комплексних програм (1993-1996 рр.) із автоматизації, контролю технологічних процесів і параметрів продукції, "Енергозбереження та екологія", "Економія паливно-енергетичних ресурсів"; розділу "Прикладні наукові і науково-технічні розробки пріоритетних напрямів" (код 2201040) Міністерства освіти і науки України та окремим замовленням організацій і підприємств.Подальший розвиток інформаційного забезпечення АСУ ТП в металургії повязаний із вирішенням актуальних задач: заміни широко поширеної радіоізотопної техніки на екологічно чисті засоби вимірювання; профілеметрії засипки шихти на колошнику, оцінки положення і форми зони її пластичності в шахті доменної печі; моніторинга та оперативної оцінки динаміки стану металургійних розплавів для управління конвертерною плавкою, рафінування, розливки і транспортування рідкого металу; вивчення взаємозвязку і зміни у часі складу, властивостей і співвідношення металевої, шлакової і газової фаз стосовно до конвертерної плавки; визначення крупності компонентів шихти у потоці для формування її порцій та їх сумішей із заданими гранулометричними властивостями, управління сегрегаційними процесами сипучих матеріалів, раціоналізації процесів їх дроблення, подрібнення і грохочення; вивчення можливості оперативної оцінки вогкості з метою раціоналізації режимів сушки вогнетривких покриттів металургійних агрегатів, а також при виробництві вогнетривких виробів. Перевага мікрохвильової техніки визначається її швидкодією, безконтактністю вимірювань, відсутністю рухомих вузлів, можливістю зондування провідників та діелектриків, діа-, пара-і феромагнетиків в широкому діапазоні кусковатості матеріалів (5…300 мм) і їх вогкості до 100% незалежно від локальних коливань щільності і хімічного складу речовин при безпечній потужності випромінювання радіосигналу до 50 МВТ. З урахуванням аналізу можливого застосування МКХ техніки в металургії напрямом подальших досліджень було створення автоматичної вимірювально-інфомаційної системи радіолокаційного контролю (далі “система”) рівня металургійних матеріалів і речовин. На базі успішного рішення цієї задачі встали нові задачі визначення можливості використання системи для скатерометрії (вимірювань, заснованих на оцінці потужності сигналів) і радіоінтроскопії. Це визначається неістотним впливом на роботу системи атмосферних, промислових газів, водяної пари та іонізації пилогазового середовища при високих температурах, а також незначним ослабленням потужності радіовипромінювання (до 6 ДБ) при максимальній концентрації металургійного пилу 0,25 кг/м3 для широкого впровадження радіолокаційної техніки у металургії в умовах її роботи при температурі від-40 до 1700°С (з урахуванням додаткового захисту апаратури по місцю вимірювання), тиску до 0,4 МПА, розрідженні до 1 мбар, кількості газів, що відходять, до 3000 м3/хв.Вихідні залежності Uпр від відстані Нм були визначені для базових обєктів порівняння (куткового відбивача - UПРУО, металевого екрана - UПРЭ, бетонної поверхні - UПРБ) поліномами третього порядку (при коефіцієнті детермінованості R2д = 0,90…0,97) відповідно у вигляді Встановлені значе

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ