Удосконалення автоматичної системи керування технологічним процесом конвертерної плавки шляхом розробки математичних моделей, алгоритмів, способів і засобів оптимального контролю параметрів шлакоутворення. Критерій оптимізації процесу виведення сірки.
Аннотация к работе
ДЕРЖАВНЕ ПІДПРИЄМСТВО "НАУКОВО-ВИРОБНИЧА КОРПОРАЦІЯ "КИЇВСЬКИЙ ІНСТИТУТ АВТОМАТИКИ""Робота виконана в Національному технічному університеті України "Київський політехнічний інститут" Міністерства освіти і науки України. Науковий керівник: Богушевський Володимир Святославович, доктор технічних наук, професор кафедри фізико-хімічних основ технології металів, ІФФ, НТУУ "КПІ". Офіційні опоненти: Шумілов Кирило Андрійович, доктор технічних наук, професор, головний науковий співробітник Науково-виробничого підприємства "Київський інститут автоматики"; Кишенько Василь Дмитрович, кандидат технічних наук, доцент кафедри автоматизації та компютерно-інтегрованих технологій Національного університету харчових технологій. Захист відбудеться 07.06.2006 р. о 13 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради К.26.818.01 ДП "НВК "Київський інститут автоматики"" за адресою: 04107, Київ, вул.Керування здійснюється в умовах неповноти інформації, тому що при сучасному рівні розвитку техніки неможливо здійснити прямі виміри основних вихідних координат - складу металу та його температури. Актуальність теми обумовлюється необхідністю вирішення проблем розробки математичної моделі, що забезпечує можливість керування процесом шлакоутворення з необхідною точністю, нових науково обґрунтованих і практично реалізуємих методів вимірювання окремих параметрів процесу, використання яких підвищує якість керування, і створення на цій базі системи керування шлакоутворенням в складі АСК ТП конвертерної плавки, що орієнтується на вітчизняні і зарубіжні металургійні підприємства. Метою роботи є покращання якості керування процесом шлакоутворення за рахунок розробки відповідних способів, засобів контролю параметрів процесу, моделей і алгоритмів та створення на їх основі системи контролю і керування з автоматичним вибором структури математичної моделі і настройкою її параметрів для безперервного функціонування в режимі статичного, динамічного і замкнутого керування. В роботі терміни статичне, динамічне і замкнуте керування відображають поняття, що прийняті у чорній металургії: статичне - розрахунок керуючих діянь за початковими і заданими параметрами плавки; динамічне - контроль основних параметрів процесу у ході продувки і розрахунок за результатами контролю рекомендацій по веденню процесу; замкнуте - керування ходом процесу в режимі прямого цифрового керування (ПЦК). У відповідності до цієї мети вирішувалися наступні задачі: - проведення порівняльного аналізу математичних моделей процесу шлакоутворення в режимі статичного, динамічного і замкнутого керування;Наведено постановку задачі проведення у рамках роботи досліджень, що забезпечують точний та своєчасний контроль складу шихтових матеріалів, урахування неконтрольованих збурюючих діянь, відтворення моделей шлакоутворення на конкретних плавках, створення засобів та пристроїв їх контролю та керування процесом шлакоутворення в складі АСК ТП КП. Проведено дослідження технологічних закономірностей для контролю й керування процесом шлакоутворення, включаючи контроль хімічного складу чавуну (перед виливом його у ківш і взяття проби на аналіз), вязкісних характеристик чавуну, комплексних і режимних параметрів плавки. Дослідження впливу параметрів режиму дуття та моментів введення матеріалів на процес шлакоутворення показали, що зростання відстані кінцевика фурми до рівня спокійної ванни приводить до збільшення окисленості і основності ванни, що дозволяє зменшити кількість шлакоутворюючих (вапна, плавневого шпату), до зниження масових часток мангану в металі і оксиду магнію у шлаку, в результаті чого збільшується кількість розкислювачів і зменшується кількість вогнетривів. Зміщення моменту введення вапна від початку продувки екстремально позначається на основності шлаку і збільшує масову частку оксиду магнію, зміщення моменту введення вапняку зменшує основність і збільшує масову частку оксиду магнію, а зміщення моменту введення плавневого шпату діє у протилежному напрямку. Використання параметра hв.к, що знайдений на основі характеристичного рівняння стану газу в режимі коливань параметрів, для керування продувкою дозволило збільшити відносну кількість плавок, які попали з першої повалки в задані межі за вуглецем і температурою метала, основністю кінцевого шлаку, на 10 %, що суттєво знизило собівартість виплавленої сталі.