Министерство общего и профессионального образования

Российской Федерации

Волгоградский государственный технический университет

Кафедра'' Технологии материалов''

Курсовая работа

По дисциплине: '' Автоматизация металлургических процессов''

Тема работы: '' Разработать схему автоматического регулирования и контроля параметров управления методической печи ''

Выполнил:

Студент гр. М-434

Синявин Д.А.

Проверил:

Доцент

Ласенко В.В.

Волгоград 2000

Автоматизация управления методическими печами

Для нагрева металла перед прокаткой на сортовых и листопрокатных станах широко распространены методические печи.

Продвижение заготовок, размеры которых составляют: толщина 0,06—0,4, ширина 0,06—1,85 и длина 1,0—12,0 м, осуществляется с помощью толкателей.
Металл в своем движении последовательно проходит зоны печи: методическую
(зону предварительного подогрева), сварочные (нагревательные) и томильную
(зону выдержки). Продукты сгорания движутся навстречу металлу. Количество зон определяется заданным температурным режимом нагрева.

В сварочной зоне происходит сжигание топлива, температура в ней постоянна по длине. В методической зоне происходит утилизация тепла уходящих газов, и ее температура снижается к окну посада. Задачей нагрева является получение допустимого перепада температур по сечению заготовки при заданной конечной температуре поверхности. Для уменьшения величины перепада необходимо приближать температуру сварочной зоны к конечной температуре поверхности, а для увеличения интенсивности нагрева необходимо стремиться к увеличению температуры этой зоны. Это противоречие разрешается при трехзонном режиме, где появляется специальная томильная зона, в которой поддерживают постоянную температуру, более низкую, чем в сварочной зоне: на 30—50° С выше необходимой температуры металла, и в которой происходит выравнивание температур по сечению. В ряде случаев при нагреве массивных заготовок на печах предусматриваются нижние сварочные зоны, которые позволяют интенсифицировать процесс за счет двустороннего нагрева металла.
Методические печи являются агрегатом непрерывного действия с распределенными по длине и постоянными во времени температурным и тепловым режимами (при определенной производительности).

Отопление печей осуществляется смешанным газом с теплотой сгорания 5—8
МДж/м3 (1200--2400 ккал/м3), природным газом или мазутом. Тепловая мощность современных крупных методических печей достигает 150 МВт (150 млн. ккал/ч), производительность 100 т/ч и выше.

Температура нагрева металла зависит от марки металла и составляет для рядовых марок стали 1200—1250° С. Для более глубокой утилизации тепла на печах устанавливают рекуператоры: керамические и металлические — для подогрева воздуха, металлические — для подогрева низкокалорийного газа.

Прокатный стан обслуживается несколькими печами, из которых нагретый металл через окно выдачи поступает на общий рольганг и подается к стану.
Методические печи работают в условиях переменной производительности стана, изменяющихся параметров загружаемого металла: температуры, размеров, марки.
Задача управления процессом нагрева металла в методических печах заключается в выборе и поддержании режима работы, обеспечивающего получение металла заданного качества с минимально возможным удельным расходом топлива в условиях переменной производительности агрегата. Температура в зонах печи измеряется термопарами 1-1, работающими в комплекте с потенциометрами
1-2. Напряжение выходных ферродинамических преобразователей потенциометров суммируется с напряжением, снимаемым с ферро-динамического дистанционного задатчика ДЗФМ-1 1-3, которым устанавливается заданная величина температуры. Алгебраическая сумма напряжений поступает на вход И-регулятора
1-4. При несоответствии между заданным и фактическим значением температуры от регулятора исполнительному механизму 1-8 , через усилитель (1-7) поступает сигнал на открытие или закрытие регулирующей заслонки 1-9 на зональном подводе газа. Управление системой осуществляется ключами (1-5,1-
6).Система регулирования соотношения газ—воздух по зонам печи .Расходы газа и воздуха в томильной зоне контролируют диафрагмами (2-1,2-2) и дифманометрами (2-3,2-4) и вторичными самопишущими приборами ВФСМ-10 (2-5,2-
6). Заданное значение величины соотношения устанавливается задатчиком ДЗФМ-
5 2-7. Разность между текущим и заданными значением соотношения поступает на вход регулятора 2-8, который через усилитель 2-11 воздействует на исполнительный механизм 2-12, связанный с регулирующей заслонкой ДГ-550 2-
13 на воздухопроводе. Для сварочных зон схемы регулирования соотношения выполнены аналогично. Давление контролируется отборным устройством 3-1, манометром 3-2 и вторичным самопишущим прибором 3-3. Заданное значение этого давления устанавливается задатчиком ДЗФМ-4 3-4. Разность между текущей и заданной величинами давления на вход регулятора 3-5, который воздействует на исполнительный механизм 3-9 дымового шибера 3-10. Величина давления фиксируется на вторичном самопишущем приборе -ВФСМ-10 3-3.
Качество регулирования давления в печи хорошее.

Приборы для измерения температуры

Термопара

Термопара представляет собой два электрода с диаметром 0,5мм для благородных металлов. Эти электроды скручены и сварены на рабочем конце 1, который находится в изоляционном фарфоровом наконечнике 2. Электроды 3 изолированы друг от друга одноканальными или двухканальными фарфоровыми бусами 4. Для защиты от механических воздействий термопара помещается в защитный чехол 5. Чехлы изготавливают из фарфора или карбокорундовых материалов. В головке термопары 6 помещается пластмассовая панель 7, к которой прикреплены клеммы 8. На одной из них указана положительная полярность. Для защиты клеммы термопары от пыли и влаги головка ее закрывается крышкой 9, а соединительные провода выводятся через штуцер с асбестовым уплотнением.

Потенциометр